具有節能特點的電瓷窯爐控制系統簡介

關鍵詞：電瓷（陶瓷）窯爐，自動控制系統，流量控制模式

我們的窯爐設計人員均從事過多年窯爐設計、調試甚至電瓷燒成作業，歷經條引進美國抽屜窯、國家八五國產化項目等，深諳電瓷燒成工藝及各種電瓷窯爐設計模式和要點，所設計的窯爐結合豐富的實踐經驗，從生產實際出發，注重高效、可靠、經濟及易于操作。完成過多種控制模式窯爐改造、建設及控制設計，設計建造的燃氣/空氣流量控制模式窯爐已進入生產應用，為用戶節約能源，快速帶來經濟效益。

燃燒系統

燒嘴采用成熟的國產高速噴射燒嘴，一般可根據用戶窯爐容積成對分若干區域控制，每區燒嘴上下交叉布局。每個燒嘴均配有自動燒嘴控制裝置，與控制器聯鎖，完成燒嘴的自動點火、火焰檢測、滅火保護及報警。

溫度及氣氛的控制方式

溫度及氣氛根據燒嘴分區采用流量控制，每區均有一主控測溫點和監控點，控制器中每區設空氣、燃氣閉環控制回路各一，分別對應一套電動蝶閥/線性閥，控制器根據當前工藝曲線要求的溫度、氣氛自動調節燃氣、空氣的流量和相互比例。針對低溫階段、氧化/還原切換等特殊階段，控制器設過渡段，通過窯壓、燃氣壓力、助燃風壓力或調溫風壓力的整體配合，完成低擾動快速平穩過渡，避免溫度突跳。每只燒嘴燃氣、空氣支管均裝有流量均衡閥，可進一步減小各測溫點溫差。

窯壓、燃氣、助燃風及調溫風的自動控制

窯壓設壓力變送器，采用閉環自動控制。燃氣總管、助燃風總管及調溫風總管均為開環控制，根據設定曲線分別控制總管調節閥或風機變頻器。

電器聯鎖和安全保護

控制器接收所有按鈕、風機狀態、燒嘴狀態等開關量，根據安全規范及控制邏輯總控所有設備的的操作及故障聯鎖保護，可按預先設定的程序，自動順序完成風機的啟/停、燒嘴點火、燒成狀態轉換、結束停窯、各類故障報警等操作。并設有主要設備的單機調試啟/停功能，方便設備檢修及故障監測。

控制系統的設備配置

PLC控制器選用目前的西門子 SIMATIC S7，完成全部模擬量回路和開關量邏輯控制，具有高度的一體化集中控制優勢。由于SIMATIC S7自身高于4萬小時的平均*時間，以及*的軟件設計，可大大提高窯爐整體的運行可靠性。控制算法優先選用PLC自身的運算模塊，充分發揮其成熟性和可靠性。同時采用輔助程序進一步優化，提高了控制的抗擾動能力。

各控制區的主控、監控點溫度信號，除送入PLC用于控制、記錄外，均另配置有盤裝數字顯示儀，方便觀察對比。各區燃氣、助燃風流量分別配置有智能手操器，同時顯示流量并完成特殊情況下的手動流量控制。

系統中的工控機通過豐富完善的人機對話界面，完成包括設定溫度、窯壓、空燃比等6個燒成工藝曲線及控制參數的修改、設定操作。同時建有燒成記錄數據庫，按設定采樣頻率顯示記錄每窯次各熱工參數的變化過程，可隨時調出歷史或當前燒成記錄曲線進行分析或打印輸出。

控制精度：

窯壓：優于±1Pa

溫度：升溫段優于±3℃，保溫段優于±1.5℃

控制范圍：按燒成溫度曲線及氣氛曲線控制窯爐的全部熱工參數。

系統特點:

該控制系統除了具有較高的可靠性外（主控系統大于4萬小時，外圍機電設備1萬小時）。節能環保是其的優勢。以往采用壓力控制模式的窯爐大多是過量的送入燃氣，而又通過排煙機排掉大量能量。流量控制模式較好的改善了這種“大進大出”的能源浪費，同比節約燃氣25％以上，節約電力30％以上。

八．使用實例介紹：

     該控制模式自從2000年在西安西電高壓電瓷有限責任公司成功應用之后，先后僅該公司極其合資子公司就推廣建設此類控制模式的窯爐26座，全國各大電瓷企業及中外合資企業也紛紛采用。各個窯爐公司也積極的進行技術提升，向該控制模式靠攏。

     該論述所描述的系統在在西安山遠電瓷制造公司三號、四號窯應用以來，已連續運行四年多，幾乎沒有維護工作，使用狀況良好，比其一、二號窯爐節能20％以上，燒成質量明顯提高。該系統應用實例還要有：河南長葛長新電瓷廠，萍鄉強聯電瓷股份有限公司，景德鎮西馬克電瓷制造有限公司等等

九.系統人機界面截圖：

      下面列舉的截圖為四分區八燒嘴的窯爐，根據窯爐容積、火道劃分、燒嘴功率以及燒嘴布局的不同，則會有不同的分區結果，每個區域的燒嘴數量也可能不同。因為控制系統是分區域獨立控制，為了保證控制精度，每個區域的燒嘴數量越少越好，不宜過多。而每區燒嘴數量越少，劃分的區域愈多，控制成本也就隨之增加，所以合理的分區和燒嘴布局是保證控制精度的基礎，也是實現經濟控制的基礎。