焙烧炉燃烧装置及自动控制系统 CC2000FS 的功能是对预热区和焙烧区各料箱、火道的温度和火道的负压进行有效的控制，使其在工艺要求的升温曲线和负压范围内对料箱中的阳极碳块进行预热、焙烧、冷却；并对焙烧过程进行记录、存储、管理、优化控制。
就单套火焰系统而言，系统设备炉室布置示意图如图一所示。系统中各炉室分为焙烧区（ 6P,5P,4P ）、预热区（ 3P,2P,1P ）、冷却区（ C ）和其它区（用于装炉、出炉和检修等操作）。
图一、炉室布置示意图
在预热区下游设置排烟架 ER 和测温测压架 TPR ，排烟架分别对各条火道进行抽风，每条火道出口设置风量调节阀，并用测温测压架进行负压测量，进行负压闭环控制，在保证负压在设定范围内的情况下，调节 1P 火道的预热升温曲线。
系统在焙烧区设 3 套燃烧架 HR1 、 HR2 和 HR3 ，每套有两排天然气烧嘴（每条火道配置 2 个），通过喷入天然气分别对各条火道进行加温，同时测量该区火道温度和阳极温度，并进行温度闭环控制；
在冷却区下游设置零压架 ZPR ，测量各火道的压力值；
在冷却区中间设置鼓风架，分别对各条火道进行正压鼓风，并降低火道和阳极温度，补充火道助燃空气；在鼓风架鼓风机入口设置鼓风量调节阀门，手动调节，控制冷却区下游火道处的压力值（零压），使其维持在设定的微正压（零压）值附近。
在冷却区上游设置冷却架 CR ，将火道和阳极温度降低，达到出炉状态。
每个升温工艺周期结束后，火焰系统沿着燃烧方向前移动一组炉室。
燃烧架采用脉冲式供气燃烧方式，通过电磁脉冲阀控制天然气流量进行燃烧。该种燃烧方式燃烧效率高，防止火道燃烧点温度过高以及易于进行自动控制的优点。
各火道的温度变化过程如下：炉室外空气从鼓风架 BR 处送入火道，降低冷却区各炉室的温度 , 同时自身通过热交换得到加温；在焙烧区 6P 上游，通过燃烧架将火道气流温度提升到设定值，加热 6P 炉室 , 余热流向 5P 炉室；在 5P 上游，通过燃烧架提升气流温度到相应的设定值，加热 5P 炉室 , 余热流向 4P 炉室；在 4P 上游，通过燃烧架提升气流温度相应设定值，加热 4P 炉室；随着气流流向预热区 3P 、 2P 、 1P ，气流温度逐步下降，同时加温 3P 、 2P 、 1P 炉室。由于气流流速越快（负压越大）在单位长度火道内的散热时间越短，因而在预热区的温度下降越小，故可以通过调节排烟架 ER 的负压来调节预热区的火道温度。
焙烧炉温度自动控制系统共分为 4 个闭环控制子系统：焙烧区火道温度闭环控制子系统 3 个、出风口负压闭环控制子系统（该子系统负压设定值通过预热区 1P 火道温度进行控制） 1 个。
焙烧炉温度自动控制系统应具有下列功能：
● 实现焙烧区（ 6P 、 5P 、 4P ）和预热区 (1P) 火道温度的自动控制，使其保持跟踪对应区域的温度设定曲线变化，从而保证各炉室实际温度曲线满足焙烧工艺的要求。
● 实现预热区下游出风口的负压控制，使其运行在许可的负压范围内，从而保证各焙烧和预热区炉室负压满足焙烧工艺的升温要求。
● 具有安全停喷功能： 1 ）在自动控制过程中，当焙烧区火道温度低于设定下限值时，系统发出报警信号并自动关断相应的天然气脉冲阀，以防止火道内熄火后天然气继续注入； 2 ）当焙烧区火道温度大于设定温度上限值时，系统发出报警信号并自动关断天然气脉冲阀，以防止机械部分出现故障而造成的常开喷气。
● 实现工艺过程控制数据的实时采集、存储管理、统计、报警、报表记录的生成和打印；
● 控制系统采用集中监控管理、分布实时控制的两级分布式实时控制系统，提高系统的可靠性和操作、维护的简便性。系统运行状态显示、报警、各控制子系统的参数设定和手动远程控制均可在控制中心集中进行。同时，各控制子系统的实时控制可在现场独立完成，并可在现场进行各控制子系统的手动和自动控制操作 ; 炉面现场控制系统可脱离中心系统独立运行 , 并可在现场各控制子站上进行系统参数和控制参数的设定与修改。
● 系统各控制、测量、执行部件的接口设计要求更换方便，以便在部件发生故障时能及时更换部件模块，保证生产过程不被中断。
系统应具有相当的故障诊断和定位功能：当系统部件出现故障时，自动控制系统应能及时报警并指示故障部位（或部件）和类型，以便系统维修人员进行及时的修复。
● 先进的工艺模块：燃气与供氧量最佳匹配功能模块、沥青燃烧功能模块、先进的温度模型控制技术等。
● 集中监控系统的两台工作站冗余控制功能，当其中任何一台工作站处于故障状态时，另一台自动接管监控功能。
控制系统采用工业现场总线局域网工业以太网进行通讯，实现现场各控制柜之间和它们与中心控制系统之间的通讯连接。采用 SIEMENS 公司的可编程控制器（ PLC ）作为现场核心控制部件，以适应现场高温、高粉尘和剧烈震动的运行环境，保证现场实时控制子系统的可靠性。采用工业控制 PC 机（ IPC ）作为控制中心集中监控计算机，利用 PC 机丰富、灵活的软件开发资源，设计界面直观、操作简便的高性能集中监控管理软件，同时也便于系统控制运行数据在厂级局域网上发布 。
焙烧炉燃烧装置控制系统结构如图二所示。在燃烧架和排烟架上分别设置测量控制柜。所有测量信号和数据通过各控制柜的以太网络接口传送到相关控制柜和控制中心，所有控制信号可在现场或主控室进行闭环控制计算，输出。下面对各个子系统进行详细说明。
零压变送器安装连接在零压架上，测量燃烧架上游的火道压力，压力信号接入最上游的（即最近的）燃烧架控制柜，压力值在燃烧架控制柜上显示，通过工业现场总线以太传送给其他控制柜和控制中心，进行安全操作。
负压控制器安装在预热区下游的排烟架上，完成排烟架处各火道风量调节阀的控制，通过调节火道出风口负压间接调节 1P 预热区火道升温曲线。系统状态及控制信息送控制中心监控计算机。温度、压力变送器安装在预热区 1P 处的测温测压架 TPR 上，完成该组炉室火道的温度、负压测量，信号接入排烟架控制柜。采用操控面板作为现场人机操作界面，设置手动和自动两种调节方式。控制参数和手动操作可以由控制中心监控计算机设置控制，也可以通过操作面板在现场进行设置和控制。
系统设置三台燃烧架控制器分别安装在焙烧区的燃烧架 HR1 、 HR2 和 HR3 上，完成燃烧架的内部控制（供气压力、燃气泄漏报警）和火道温度控制，使该组炉室火道温度按设定曲线运行。系统状态及控制信息送控制中心监控计算机。采用操作面板作为现场人机操作界面，设置手动和自动两种调节方式。控制参数和手动操作可以由控制中心监控计算机设置控制，也可以通过操作面板的界面在现场进行设置和控制。
该控制器配置 2 或 3 个热电偶温度测量接口，以便直接测量料箱温度。
集中监控系统安装在主控室内，由工控机、大屏幕显示器、打印机、现场总线网接口卡、以太网卡组成，完成全焙烧炉控制系统的集中监控（包括系统运行状态显示、报警、各子系统参数设置、远程手动操作等）、工艺控制过程数据采集管理（包括数据采集、建立运行过程数据库、数据统计、历史数据查询、报表生成及打印等）、故障诊断及定位（实时分析系统运行数据，对系统故障进行报警或预报警，并指示故障设备或部件的位置）。系统建立的运行过程数据库可以在厂级局域网上开放，为生产管理决策提供原始数据。
集中监控系统含有先进工艺功能模块，保障燃料的高效率使用，高阳极产品质量的一致性，高效利用挥发份燃烧产生的热量，同时减少有害物质排放。
• 燃气与供氧量最佳匹配功能模块
• 沥青燃烧控制功能模块
• 有效的温度数学模型控制
• 拐弯模式自动识别与控制
CC2000FS 火焰系统是以可靠实用性为基础，同时将网络技术，模糊优化，自适应控制等先进控制技术融于一体而开发研制的阳极焙烧控制系统。具备以下特点：
集成铝用阳极焙烧环式炉专用优化控制软件 ; 保证焙烧质量 , 节能。
提供开放的系统平台，提供专用系统接口，可跟踪前沿技术发展，进行优化软件的更新升级。提供工艺人员完全开放的平台体系。工艺控制思路清晰透明。
高度自检功能，保证系统可靠性。报警、故障信息跟踪到可更换部件级，以便故障定位准确，缩短检查时间，部件更换及时。
本公司提供焙烧控制系统的整体解决方案，按 “ 交钥匙 ” 方式提供，其中整套系统之所有焙烧控制设备，包括钢架结构机械设计、制作和控制系统设计、研制，系统安装调试、投运等一系列技术服务，并对系统总体指标负责。
压力范围 ：排烟总管压力 ： 0 ～ 2500Pa
测量架压力： 0 ～－ 300Pa
零压架压力： － 100 ～＋ 100Pa 压力采集精度： 3 ％
预热区烟道内串级调节作用下，温度控制精度± 30 ℃
温度范围 ： 排烟总管温度： 0 ～ 500 ℃
测量架温度： 0 ～ 1300 ℃
燃烧架温度： 0 ～ 1300 ℃
温度采集精度（热电偶测量误差除外） ± 3 ℃
预热区温度
设定范围： 100 ～ 500 ℃ 温升速率： 1 ～ 20 ℃ /h 控制步长为设定范围的 0.1%
预热区烟道内串级调节作用下，温度控制精度± 30 ℃
燃烧区温度
设定范围： 500 ～ 1200 ℃ 温升速率： 1 ～ 30 ℃ /h 控制步长为设定范围的 0.1% 燃烧区火道温度控制精度 ± 5 ℃
正常工况下：
产品能耗： ≤ 2.8GJ/t 焙烧品、挥发份绝大部分燃尽。
火道内上下最大温差 ≤ 80 ℃ （在 1150~1250 ℃炉温时）。
（测试条件： 1. 保温结束后。 2. 在测温孔处测量）
燃烧区火道间水平最大温差 ≤ 10 ℃
图二： 34 室焙烧炉燃烧装置控制系统配置结构图
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