1.2 温度控制系统的背景

温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用，温度是加热炉生产质量的重要指标之一，也是保证加热炉设备安全的重要参数。同时，温度是影响加热炉传热过程和设备效率的主要因素。基于此，运用反馈控制理论对加热炉进行温度控制，满足了工业生产的需求，提高了生产力。

1.3 国内外的研究及应用状况

1.3.1 国内状况

1.3.2 国外状况

1.4 发展趋势

1.5 加热炉工艺简介

在冶金工业中，加热炉是将物料或工件（一般是金属）加热到轧制成锻造温度的设备。加热炉的应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。 加热炉有很多种类型，本文主要涉及的是管式加热炉。

管式加热炉普通由三个首要局部构成：辐射室、对流室及烟囱。炉底的油气结合燃烧器(火嘴)喷出高达几米的火焰，温度高达1000~1500℃、首要以辐射传热的方法，将局部热量传给辐射室(又名炉膛)炉管(也叫辐射管)内活动的油品。烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700~900℃。以对传播热的方法持续将局部热量传给对流室炉管内活动着的油品，最终温度降至200~450℃的烟气从烟囱排气。油品则先进入对流管再进入辐射管，不时接收高温烟气传给的热量，逐渐升高到所需求的温度。

辐射室是加热炉的中心局部，从火嘴喷出的燃料(油或气)在炉膛内燃烧，需求必然的空间才能燃烧完全，还要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。因为火焰温度很高(最高处可达1500~1800℃)，又不能够冲刷炉管，所以热量首要以辐射方法传送。在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方法称为对传播热。烟气冲刷炉管的速度越快，传热量才能越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。有时为添加对流管的受热外表积，以进步传热效率，还常采用钉头管和翅片管。在对流室还可以加几排蒸汽管，以充沛应用蒸汽余热，发生过热蒸汽供出产生运用。烟气分开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行局部热量收受接管，使烟气温度降到200℃以下，再经烟囱排出，但这需求用鼓风机或引风机强迫通风。有时则应用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。因为抽力受烟气温度、大气温度转变的影响，要在烟道内加挡板进行节制，以确保管炉膛内有最适宜的负压，普通要求负压为2~3mm水柱，如此既节制了辐射室的进风量，又使火焰不向火门外扑，确保操作安全。

加热炉、各种工业炉、锅炉都是高耗能窑炉，资源耗费量大。加热炉对钢锭进行加热时的温度高，烟气带走了大量的高温热量，造成白白浪费，热利用率较低。节能降耗的措施有：

在加热炉内壁涂刷RLHY-2黑体辐射节能涂料，增加加热炉壁耐火材料辐射率，加快炉内辐射换热，用此产品实现节能率10%~20%。