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文热风炉燃烧器微机控制系统改造：技术升级与实践探索

一、引言

1.1研究背景与意义

在工业生产领域，文热风炉扮演着不可或缺的关键角色，是许多生产流程中重要的供热设备，广泛应用于化工、冶金、建材、食品等众多行业。在化工生产中，热风炉为化学反应提供适宜的温度环境，保障反应的顺利进行；在冶金行业，它用于加热金属原料，助力金属的熔炼与加工；在建材生产里，能对物料进行干燥和焙烧处理，提升产品质量；在食品加工中，可实现食品的烘干、烘焙等工艺，对工业生产的高效稳定运行起着支撑作用。

随着工业自动化水平的不断提升，对文热风炉燃烧器控制系统的要求也日益提高。然而，目前许多文热风炉仍在使用较为传统的控制系统，这些系统暴露出一系列亟待解决的问题。多数传统系统依赖人工手动调节煤气流量和空气流量，这种凭经验操作的方式使得供热温度波动幅度较大，无法精准维持在生产所需的温度范围，严重影响产品质量的稳定性。在食品烘焙过程中，温度波动可能导致部分产品烤焦，部分未熟透。手动调节还难以根据生产实际需求实时、准确地调整参数，使得空燃比不合理，煤气无法充分燃烧，不仅造成大量煤气浪费，还增加了生产成本。传统系统的自动化程度低下，需要大量人工参与操作与监控，人力成本居高不下，而且人工操作容易出现失误，难以满足现代工业生产对高效、稳定、精准的要求。当生产工况发生变化时，人工响应速度慢，无法及时调整系统运行状态。

对文热风炉燃烧器微机控制系统进行改造具有极其重要的现实意义。改造后的微机控制系统能够依据预设程序和实时监测数据，快速且精准地对燃烧器的运行参数进行自动调节，确保热风温度稳定在设定值附近，大幅提高产品质量的一致性和稳定性，减少次品率。在陶瓷烧制过程中，稳定的温度可使陶瓷质地均匀，色泽一致。微机控制系统能够实时监测煤气流量、空气流量以及燃烧状态等参数，通过精确计算和智能控制，使空燃比始终保持在最佳状态，实现煤气的充分燃烧，从而显著降低煤气消耗，提高能源利用效率，契合当前节能减排的发展趋势，为企业节约可观的能源成本。以钢铁企业为例，采用先进的微机控制系统后，热风炉的煤气消耗可降低一定比例。引入微机控制系统可实现对热风炉的远程监控和自动化操作，减少人工干预，降低人力成本，同时提高系统的可靠性和安全性，降低因人为操作失误引发事故的风险，保障生产的连续性和稳定性，为企业创造更大的经济效益和社会效益。

1.2国内外研究现状

国外在文热风炉燃烧器微机控制系统领域起步较早，技术相对成熟。以欧美等发达国家为代表，他们凭借先进的自动化技术和雄厚的工业基础，在该领域取得了显著成果。美国某公司研发的基于智能算法的燃烧器控制系统，运用先进的神经网络算法，能够实时采集并分析热风炉运行过程中的各类参数，包括煤气流量、空气流量、温度、压力等，并根据这些参数自动调整燃烧器的运行状态，实现了高度自动化和智能化控制。该系统在提高燃烧效率方面表现出色，使燃烧效率达到了较高水平，同时有效降低了污染物排放，减少了对环境的污染，在化工、电力等行业得到了广泛应用，显著提升了生产效率和产品质量。德国的一些企业则侧重于优化控制系统的稳定性和可靠性，采用冗余设计和多重故障诊断技术，确保在复杂工况下系统仍能稳定运行。在冶金行业的应用中，即使面对高温、高粉尘等恶劣环境，这些系统也能保证热风炉的稳定运行，为生产提供持续、稳定的热源。

国内对文热风炉燃烧器微机控制系统的研究也在不断深入，取得了一系列积极进展。随着国内工业自动化水平的提升和对节能减排的重视，相关科研机构和企业加大了研发投入。许多高校和科研院所针对热风炉燃烧过程的复杂性和非线性特点，开展了大量研究工作。通过对模糊控制、专家系统等先进控制策略的研究和应用，取得了一定的成果。例如，采用模糊控制技术，根据热风炉的温度偏差和偏差变化率，动态调整煤气流量和空气流量，使空燃比更加合理，提高了燃烧效率和温度控制精度。在建材行业的应用中，采用模糊控制的微机控制系统使热风炉的温度波动明显减小，产品质量得到了有效提升。国内企业也在积极引进和消化国外先进技术的基础上，进行自主创新。一些企业研发的微机控制系统，结合了国内工业生产的实际需求，具有成本低、适应性强等特点，在中小企业中得到了广泛应用，推动了国内文热风炉燃烧器控制系统的升级换代。

国内外研究中，传统的控制方法如比例极值调节法和烟气氧含量串级比例控制法，由于不能及时改变空燃比，难以实现热风炉的最佳燃烧，且测氧仪器成本高、维护困难，实际使用效果逐渐不能满足需求。数学模型法虽能将换炉、送风结合为一体，但检测点多，在生产条件不稳定、装备水平较低的热风炉中不易实现。目前，人工智能方法如神经网络和模糊控制成为研究热点。神经网络控制对热风炉燃烧过程有极强的自学习能力，但抗干扰能力较弱；模糊控制不需精确数学模型，有