工業(yè)窯爐作為冶金、建材、陶瓷等行業(yè)的“心臟”設備，其能耗占工業(yè)總能耗的15%~25%，碳排放量占比超30%。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，以智能控制為核心的窯爐系統(tǒng)控制優(yōu)化技術，正從單一設備改造升級為涵蓋工藝革新、能源管理、數(shù)字賦能的系統(tǒng)性解決方案，推動傳統(tǒng)高耗能產業(yè)向高效低碳方向轉型。

一、傳統(tǒng)控制模式缺陷

粗放式溫控：依賴人工經驗調節(jié)燃料與風量配比，溫度波動范圍常達±30℃，導致熱效率損失10%~15%；

燃燒不充分：空氣過剩系數(shù)高達1.5~2.2，煙氣中CO含量超2000ppm，造成燃料浪費與污染加劇；

熱損失嚴重：窯體散熱損失占比8%~12%，煙氣余熱溫度300~600℃，直接排放率超60%。

二、控制系統(tǒng)優(yōu)化關鍵技術

1. 智能燃燒控制多變量耦合調控技術

采用模糊PID算法，實時匹配燃料流量、助燃風量、窯壓參數(shù)，將溫度波動控制在±5℃以內；采用“機理模型+AI”雙驅動控制策略，控制系統(tǒng)具備深度強化學習（DRL）功能，不斷通過算法優(yōu)化噴煤量、窯速、冷卻風量。

2、智能燃燒控制空燃比動態(tài)優(yōu)化技術

基于煙氣氧含量在線監(jiān)測，自動調節(jié)空氣過剩系數(shù)至1.05~1.15，使CO排放降至500ppm以下；

3、高溫煙氣在線監(jiān)測技術

在被控工業(yè)爐窯尾部或煙道內插入煙氣采樣頭，煙氣在儀器系統(tǒng)作用下，從采樣頭吸入，經冷卻、除濕、除塵等凈化后進入測量室。測量室各氣體傳感器，將煙氣中各相關氣體成份濃度值，轉變成標準模擬電信號后與原DCS系統(tǒng)各相關數(shù)據(jù)均被共同輸送到中央控制系統(tǒng)，并與控制系統(tǒng)預先的設定值進行比較、運算，經處理后的數(shù)據(jù)被輸送到爐窯的各執(zhí)行器（如：燃料閥、送風閥、風機變頻器等）執(zhí)行控制。從而實現(xiàn)合理給風、合理給能、合理調節(jié)風機轉速，達到優(yōu)化控制爐溫、爐壓、和控制爐膛燃燒氣氛的目的。高溫煙氣在線監(jiān)測儀能保證儀器在高溫環(huán)境下連續(xù)工作一年以上。

三、技術特點：

高溫煙氣在線監(jiān)測儀能保證儀器在高溫環(huán)境下連續(xù)工作，保證采樣分析的可靠性和準確度。

燃燒控制系統(tǒng)達到最優(yōu)空燃比，減少供風量可以減少風機耗電量。

確保燃料充分燃燒，提高燃料利用率，減少尾氣中CO含量過高帶來到熱量損失；

可以減少單位產值燃料消耗量。

可以降低氮化物排放，減少尾氣中NOx的排放不少于20%，降低氨水用量。

可實現(xiàn)“后饋式”燃燒調整，可以實時根據(jù)燃燒狀況調整燃料供應量和供風量。

精確控制窯爐溫度，溫度波動可以控制在設定溫度的±5℃。

提高產品品質。