蓄热式加热炉(教学参考)
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一,设备简介蓄热式燃烧器是在极短时间内把常温空气加热,被加热的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料,燃料在贫氧(2%~20%)状态下实现燃烧。
同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器排空,将高温烟气显热储存在另一个蓄热式燃烧器内。
工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,常用的切换周期为30~200秒。
两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能目的。
1.实现了蓄热体温度效率、热回收率和炉子热效率三高作为一个回收烟气余热的燃烧系统,温度效率、热回收率和炉子热效率可以说是衡量它热工性能优劣的主要指标。
国内外大量生产实际的测试数据表明,在适当的换向周期下,经过蓄热体后的高温空气温度和进入蓄热体的烟气温度十分接近,仅差100℃左右,温度效率高达95%左右,热回收率为80%左右。
炉子热效率得到了较大的提高。
2 . 加热质量好,氧化烧损小由于高温空气燃烧技术是属于低氧空气燃烧范畴,而且助燃空气的切入点和燃料切入点与传统的燃烧方法不一样,从而避免了高温火焰过分集中造成的炉内各区域温差大的弊病,同时也减少了高温氧化烧损的可能性。
由于炉温的均匀程度大大提高,被冶炼的物料加热质量得到了充分保证。
3.节能效果显著蓄热式燃烧系统与传统燃烧系统比,热回收率大大提高,节能效果特别明显,其节能率往往达到40~50%。
这对于传统燃烧系统来说几乎是不可能的。
4.适用性较强,能用于多种不同工艺要求的工业炉由于蓄热式燃烧系统的炉温均匀性好,炉温波动小,不存在高温区过分集中及火焰对工件的冲刷等问题,所以它的适用范畴较宽。
目前己在大中型推钢式及步进式轧钢加热炉、均热炉、罩式热处理炉、辐射管气体渗碳炉、钢包烘烤炉、玻璃熔化炉、熔铝炉、锻造炉等工业炉上使用。
不论是采用蓄热式燃烧器的炉子或蓄热式工业炉,在实际运行中都比较稳定可靠,取得了比较好的经济效益和社会效益。
蓄热式连续加热炉一、连续加热炉分类连续加热炉是热轧车间应用最普遍的炉子。
钢坯不断由炉温较低的一端(炉尾)装入,以一定的速度向炉温较高一端(炉头)移动,在炉内与炉气反向而行(蓄热式加热炉则不同),当被加热后钢坯达到所需要求温度时,便不断从炉内送出。
在炉子稳定的工作的条件下,一般炉气沿着炉膛长度方向由炉头向炉尾流动,沿流动方向炉膛温度和炉气温度逐渐降低,但炉内各点的温度基本上不随时间而变化。
加热炉中的热工过程将直接影响到整个热加工生产过程,直至影响到产品的质量,所以对连续加热炉的产量、加热质量和燃耗等技术经济指标都有一定的要求,为了实现炉子的技术经济指标,就要求炉子有合理的结构、合理的加热工艺和合理的操作制度。
尤其是炉子结构,他是保证炉子高产、优质、低燃耗的先决条件。
连续加热炉包括所有连续运料的加热炉,如推钢式炉、步进式炉、链带式、辊底炉、环形炉。
从结构、热工制度等方面看,连续加热炉可按下例进行分类。
按温度制度可分为:两段式、三段式和强化加热式。
按所用燃料种类可分为:使用固体燃料、使用重油的、使用气体燃料、使用混合燃料的。
按空气和煤气的预热方式可分为:换热式、蓄热式。
按出料方式可分为:端出料的和侧出料的。
按钢料在炉内运动的方式可分为:推钢式连续加热炉、步进式连续加热炉等。
1炉宽根据钢坯长度确定:单排料B=l+2c双排料B=2l+3c三排料B=3l+4c式中l——钢坯长度,m,C——料排间及料排与炉墙的空隙,一般取c=0.15--0.30m 。
2炉长炉长的长度分为全场和有效长度两个概念,有效长度是钢坯在炉膛内所占长度,而全长还包括了从出钢口到端墙的一段距离。
炉子有效长度根据总加热能力计算出来,公式为:L效=Gbt/ng式中G——炉子的生产能力,kg/hb——每根钢坯宽度,m;t——加热时间,h;n——柸料的排数;g——每根钢坯的重量,kg;三段式连续加热炉各段长度的比例分配大致如下:均热段15%--25%预热段25%--40%加热段25%--40%多点供热的炉子,之中加热段较长,约占整个有效长的50%--70%,预热段很短。
1.目的指导和规范生产作业区对蓄热式加热炉岗位人员的操作。
2.适用范围本规程适用于生产作业区在蓄热式加热炉操作的相关岗位。
3.术语/定义4.管理内容及要求设备技术性能所使用的设备性能达到使用维护规程的要求并验收合格。
4. 主要技术参数:4.1加热炉类型用于板坯加热、采用双排布料的空气和高炉煤气双蓄热连续式推钢加热炉。
4.2燃料800℃以下燃料采用纯焦炉煤气,烘炉管和点火烧嘴烘炉;煤气压力:大于6kPa800℃以上燃料采用纯高炉煤气,采用蓄热式烧嘴技术;煤气压力:大于6kPa,4.3燃烧系统加热炉采取6个温度控制段,即均热段上、均热段下、加热三段上、加热三段下、加热二段、加热一段。
蓄热式烧嘴的空/烟气、煤气/烟气三通换向阀采用双执行器结构。
蓄热式燃烧系统由蓄热式烧嘴、换向装置、供风系统、煤气系统、排烟系统、汽化冷却系统、氮气、压缩空气系统等部分组成。
4.4点火烘炉系统点火烘炉烧嘴分别位于各段侧墙上,共设8只点火烧嘴,并辅烘炉管道,点火烘炉系统设置独立的焦炉煤气管路,烘炉烧嘴供风由3#加热炉空气主管接引,与高炉煤气系统共用。
冷炉启动时先利用这部分独立的烧嘴将炉子加热至800℃后再将蓄热式烧嘴打开,待炉子完全启动后再将点火烧嘴关闭。
点火烘炉烧嘴从焦炉煤气总管引入专有管道,管道设置一道闸阀、眼镜阀、快切阀。
每只点火烧嘴嘴前分别设置调节煤气及空气流量的手动调节阀。
4.5供风系统3#加热炉设两台鼓风机,一台工作,一台备用。
助燃空气经空气总管将助燃空气分别送至各供热段,各段支管将空气送入各三通换向阀,再经三通换向阀送到各蓄热室,蓄热烧嘴置于炉墙中,空气经蓄热到1000℃左右后喷入炉内与煤气混合燃烧。
4.6煤气系统加热炉高炉煤气主管设蝶阀、稳压阀、眼镜阀和气动快速切断阀(蝶阀、眼睛阀、快切阀设置在厂房外)。
突然停电和煤气超低压时迅速将切断阀切断以满足炉子安全操作的要求。
煤气经煤气总管,分别进入各段支管,再通过烧嘴前煤气侧的快速换向切断阀送到各蓄热室,经蓄热到1000℃左右后喷入炉内,与高温空气混合燃烧。
蓄热式钢包烘烤装器操作技术规程北京恒拓迅达高科技发展公司2010年08月目录1.HITAC高效蓄热烤包器概述 (3)1.1系统原理和特点 (3)1.2性能指标 (4)2. 烤包器基本操作要点 (4)2.2烤包器生产操作 (5)2.3冷热包启动过程 (6)2.4烤包器关停操作 (7)3. 煤气管网吹扫要点 (7)4. 煤气管网试压、空气管网检漏要点 (7)4.1管网试压 (7)4.2空气管网检漏 (8)5. 蓄热式烧嘴及其气密性的检查 (8)6. 一般故障的处理 (8)7. 换向系统的维护和故障处理 (9)8. 安全注意事项 (10)9. 双预热烤包器系统设备图和参数表 (10)高效蓄热式烤包器安全操作规程1.HiTAC高效蓄热烤包器概述1.1系统原理和特点HTAC高效陶瓷蓄热式烤包器系统采用封闭式烘烤方式,利用高频换向阀,使得高温废气与助燃空气和煤气在陶瓷蓄热体内交替通过,相互间进行充分的热交换,使助燃空气和煤气预热到1000℃左右,增加其热焓,实现稳定、高效、节能燃烧。
整个烘烤系统原理图如图1所示:该系统烧嘴与蓄热体做成一体,成对布置在钢包盖上,并且蓄热体的高温段埋藏于包盖内,以降低热损失,提高热效率。
当两个烧嘴中一个处于燃烧状态时,另一个烧嘴处于蓄热状态。
高温烟气经处于蓄热状态的烧嘴喷口流过蓄热体,将蓄热体加热后以100~150℃的温度经换向阀及排烟系统排入大气,达到设定时间或设定温度后,两组烧嘴交换其工作状态,空气(煤气)流过被加热了的蓄热体,被蓄热体加热至接近钢包内燃烧产物温度后,经烧嘴喷口喷入包内完成燃烧过程,实现对钢包的加热。
钢包盖上,地方较小,重量要求较轻,所使用的蓄热式燃烧器必须是小型化和轻重量的。
为此目的,选择比表面积1000-1500m2/m3的蜂窝状陶瓷蓄热体作为蓄热元件,以求最大限度地减小蓄热式燃烧器的重量与体积。
并将燃烧器的前部与包盖做成一体,使蓄热体的高温段埋在钢包盖的保温料中,以减小蓄热式燃烧器的保温材料。
蓄热式加热炉一、蓄热式加热炉的分类和特点:1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。
按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。
其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式。
按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。
全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,与常规加热炉操作类似,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。
2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点:①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温,有利于低热值燃料的利用;②充分利用烟气余热,节约燃料;③排烟温度低,氮氧化物含量少,环境污染少;④每对烧嘴交替燃烧,炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。
二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。
蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4~5倍。
同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3~1/4。
采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。
蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3左右。
蜂窝体壁薄,仅为0.5~1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40~80秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。
由于换向时间短,因此换热周期内的炉温波动小,有利于炉温和钢坯加热温度的控制。
蜂窝体内部是直通道,在高速气流的正吹反吹的频繁作用下,通道不容易积灰和堵塞。
蓄热式加热炉操作规程
《蓄热式加热炉操作规程》
一、操作人员应具备相关技术培训证书,了解蓄热式加热炉的基本原理和操作方法。
二、在启动蓄热式加热炉前,应检查设备是否完好,电气系统、水系统和燃气系统是否正常,确保安全。
三、操作人员应穿戴好防护装备,包括防护眼镜、耳塞、防护服等。
四、在启动加热炉前,应将燃料、水和电进行检查,并确认供应充足。
五、启动加热炉后,操作人员要对加热温度和加热时间进行监控和调节,保证加热效果。
六、操作人员在操作过程中要时刻留意加热炉的运行情况,一旦出现异常情况,应立即停止加热并报告相关负责人。
七、加热结束后,要及时关闭燃气阀门,切断电源,并清理加热炉周围的杂物和残渣。
八、每次操作结束后,都要对加热炉进行清洁和维护,确保设备干净整洁。
九、必须严格按照操作规程进行操作,不得擅自改变加热炉的工作参数。
十、加热炉操作结束后,应做好安全闭锁措施,以防止未授权人员进行操作。
十一、加热炉操作规程应定期进行更新和培训,确保所有操作人员了解最新的操作规程和安全知识。
十二、在使用过程中,如果发现设备存在问题或者操作方面需要改进,应及时向相关部门反馈并做出改进。
一、3.5×7新建蓄热式热处理炉技术方案1.1主要技术参数(1)台车尺寸(宽×长)、炉膛高度(高度含垫铁高度)及最(5)控温精度:≤±2℃(6)升温速度:满负荷时≥100℃/h(7)燃料名称:天然气(8)燃料热值:34500~35500KJ/Nm3(9)天然气压力:≥8000Pa(12)烧嘴型号及数量:(13)控制方式:上位机+PLC自动控制。
(15)炉墙、炉顶及炉门保温材料:采用全纤维结构。
(16)台车保温材料:由炉内向外依次为116mm粘土质耐火砖+136mm粘土质耐火砖+136mm轻质隔热砖+30mm石棉板。
(17)能耗指标:(18)炉门升降速度:~8 m/min。
(19)炉门压紧、提升:自重式压紧,炉门升降装置采用电动葫芦。
(20)台车移动速度:(21)台车驱动行走方式:钝齿轮销齿条传动+滚珠带行走,变频调速。
(22)炉壁表面温升:炉体≤50℃;炉顶≤60℃(23)蓄热箱表面温升:≤100℃;(24)侧密封:升降式软密封;(25)后密封:远置式弹簧自压紧机构;(26)排烟方式:引风机强制排烟,排烟温度≤120℃;1.2 设备组成该炉组成主要包括:炉架、炉衬、炉门及炉门升降机构与压紧装置、炉体密封、台车及行走牵引机构、排烟系统、燃烧系统及自动控制系统等部分组成。
1.2.1 炉架(1)炉架为型钢和钢板焊接制作的炉体钢结构。
(2)炉外壁为4mm厚钢板,侧柱为16#工字钢或槽钢结构,侧柱间及炉顶型钢间均用矩形钢加强,形成网架结构,结实、牢固、可靠耐用。
前柱采用25#槽钢焊接的组合柱。
焊缝均匀平整,没有气孔、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷,外观平直、光滑、没有皱折凹凸不平现象。
(3)在后墙下部设有观察孔,在运行中可以观察炉内状况。
(4)在需要操作和维修的地方设置维修平台和梯子,其设施符合国家规范要求。
1.2.2 炉衬炉衬采用全纤维结构,炉内向外依次为250mm厚纤维折叠块和50mm厚纤维毯组成,炉衬总厚度为300mm。
北祥重工热处理炉及加热炉设计操作及维护手册江南工业炉有限公司二零一一年九月一.概述本加热炉采用国内的蓄热自呼吸式燃烧系统,每个烧嘴喷头配有一个蓄热式再生床,内衬有耐火材料并填有蓄热体作为蓄热介质,燃烧废气经排气风机抽出,其最终排出的最高温度不超过250℃。
当炉温达到蓄热温度,烧嘴开启蓄热状态,B1进气,A2吸气,经过一个周期时间后B2进气,A1吸气。
在烧嘴上就是两个孔进气(助燃风)两个孔吸气(烟气)。
温度控制系统采用的是欧陆温控仪和PLC组成,PLC通过通讯给温控仪设定值。
工艺设定在上位机上完成,通过通讯写入PLC,在手动方式下,也可直接在岛电表上设定。
烧嘴控制方式分为“本地”和“远程”,远程方式即是自动控制方式,根据当前的实际温度以及工艺要求,来决定烧嘴的启停以及大小火焰;本地方式直接在现场个烧嘴控制箱上操作,主要用于烧嘴调试用。
二.操作规程台车操作台车与炉门、密封压紧采用连锁装置,即炉门开到位后台车才能开进或开出。
台车离开减速限位后,全速运行。
炉门操作炉门开启和关闭时应注意其极限位置,以防止万一限位损坏而开过头。
燃烧操作启动风机,用控制柜上的风机启动按纽或是上位机上的启动按钮,可以实现启动,本系统风机为集中供风,风机为一用一备,确保主管道风压在7~11Kpa。
此时允许燃烧系统启动。
如果风机故障停了,则燃气快切阀自动关闭。
启动排烟风机,点击画面上启动按钮排烟风机启动,排烟风机必须是已经达到蓄热允许条件下才能启动。
燃气快切阀启动,击“开启”按钮,此时开启为绿色说明燃气快切阀已经打开到位。
应注意燃气压力如果高或低报警或助燃风压低报警则会自动切断快切阀且风机必须已经开启。
三.曲线设置:进入曲线设置画面,设置好温度和时间,点击,工艺开始运行,按键说明:“曲线运行”按钮为整个工艺执行的按钮,单击后,该按钮变成了绿色,此时工艺开始执行,同时下方显示“曲线正在运行“底色也变为绿色。
参数说明:(1).“温度”为该程序段的最终温度目标值。
一,设备简介蓄热式燃烧器是在极短期内把常温空气加热,被加热的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料,燃料在贫氧( )状态下实现燃烧。
同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器排空,将高温烟气显热储存在另一个蓄热式燃烧器内。
工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,常用的切换周期为秒。
两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能目的。
1.实现了蓄热体温度效率、热回收率和炉子热效率三高作为一个回收烟气余热的燃烧系统,温度效率、热回收率和炉子热效率可以说是衡量它热工性能优劣的主要指标。
国内外大量生产实际的测试数据表明,在适当的换向周期下,经过蓄热体后的高温空气温度和进入蓄热体的烟气温度十分接近,仅差100℃摆布,温度效率高达95%摆布,热回收率为80%摆布。
炉子热效率得到了较大的提高。
2.加热质量好,氧化烧损小由于高温空气燃烧技术是属于低氧空气燃烧范畴,而且助燃空气的切入点和燃料切入点与传统的燃烧方法不一样,从而避免了高温火焰过分集中造成的炉内各区域温差大的弊病,同时也减少了高温氧化烧损的可能性。
由于炉温的均匀程度大大提高,被冶炼的物料加热质量得到了充分保证。
3.节能效果显著蓄热式燃烧系统与传统燃烧系统比,热回收率大大提高,节能效果特殊明显,其节能率往往达到40~50%。
这对于传统燃烧系统来说几乎是不可能的。
4.合用性较强,能用于多种不同工艺要求的工业炉由于蓄热式燃烧系统的炉温均匀性好,炉温波动小,不存在高温区过分集中及火焰对工件的冲刷等问题,所以它的合用范畴较宽。
目前己在大中型推钢式及步进式轧钢加热炉、均热炉、罩式热处理炉、辐射管气体渗碳炉、钢包烘烤炉、玻璃熔化炉、熔铝炉、锻造炉等工业炉上使用。
不管是采用蓄热式燃烧器的炉子或者蓄热式工业炉,在实际运行中都比较稳定可靠,取得了比较好的经济效益和社会效益。
5.建设投资相对不高,投资回收期短从全国冶金行业已经改造或者新建的二十余座蓄热式工业炉情况来看,将传统燃烧方式的工业炉改造为蓄热式工业炉的投资比仍采用传统燃烧方式的炉子要高,但是在同等要求下新建蓄热式工业炉与新建传统燃烧方式的工业炉投资基本相当或者略有上升。
前言为使加热炉管理及操作人员掌握炉区设备,便于操作维护,特制订本规程。
本规程从设计方面阐述了炉区设备的特性及操作、维护的要点,生产厂还应从本厂的实际出发,制订各岗位的操作维护规程及安全规程。
目录1、双蓄热式加热炉———————————————— 32、炉区机械设备————————————————— 203、步进机械——————————————————— 304、炉子仪表、电气、自动化———————————— 325、液压系统——————————————————— 486、鼓风机———————————————————— 537、引风机———————————————————— 558、通风机———————————————————— 579、烘炉制度——————————————————— 581、双蓄热式加热炉该炉用于板坯轧制前加热。
炉子端部由托入机入炉,出料端由托出机出炉。
炉子装出料辊道中心距33600mm,砌体长28800mm,有效长27600mm,砌体宽16840mm,内宽15800mm。
一、二加热段燃料为纯高炉煤气,热值800³4.18kKJ/Nm3。
均热段为转炉煤气,热值为1440³4.18kKJ/Nm3。
烘炉及中间补热也为转炉煤气。
加热钢种有普碳、混合金、高合金、优质钢及不锈钢等。
板坯为厚150mm,宽850~1500mm,长9000~15000mm(单排),双排 6000~7000,最大坯重为26.5t。
要求板坯侧弯(月牙弯),长坯≤40mm,短坯≤20mm。
抗曲度:长坯≤40mm,短坯≤20mm。
炉子产量:冷装额定量250t/h(标准坯150³1250³15000mm)热装:350t/h(钢坯850℃热装),详见加热炉的技术性能。
1.1加热炉的技术性能²炉子用途:轧制前钢坯加热²炉型:汽化冷却双蓄热步进梁式加热炉²加热钢种:普碳钢、低合金钢、不锈钢等。
蓄热式钢包烘烤装器操作技术规程北京恒拓迅达高科技发展公司2010年08月目录1.HITAC高效蓄热烤包器概述 (3)1.1系统原理和特点 (3)1.2性能指标 (4)2. 烤包器基本操作要点 (4)2.2烤包器生产操作 (5)2.3冷热包启动过程 (6)2.4烤包器关停操作 (7)3. 煤气管网吹扫要点 (7)4. 煤气管网试压、空气管网检漏要点 (7)4.1管网试压 (7)4.2空气管网检漏 (8)5. 蓄热式烧嘴及其气密性的检查 (8)6. 一般故障的处理 (8)7. 换向系统的维护和故障处理 (9)8. 安全注意事项 (10)9. 双预热烤包器系统设备图和参数表 (10)高效蓄热式烤包器安全操作规程1.HiTAC高效蓄热烤包器概述1.1系统原理和特点HTAC高效陶瓷蓄热式烤包器系统采用封闭式烘烤方式,利用高频换向阀,使得高温废气与助燃空气和煤气在陶瓷蓄热体内交替通过,相互间进行充分的热交换,使助燃空气和煤气预热到1000℃左右,增加其热焓,实现稳定、高效、节能燃烧。
整个烘烤系统原理图如图1所示:该系统烧嘴与蓄热体做成一体,成对布置在钢包盖上,并且蓄热体的高温段埋藏于包盖内,以降低热损失,提高热效率。
当两个烧嘴中一个处于燃烧状态时,另一个烧嘴处于蓄热状态。
高温烟气经处于蓄热状态的烧嘴喷口流过蓄热体,将蓄热体加热后以100~150℃的温度经换向阀及排烟系统排入大气,达到设定时间或设定温度后,两组烧嘴交换其工作状态,空气(煤气)流过被加热了的蓄热体,被蓄热体加热至接近钢包内燃烧产物温度后,经烧嘴喷口喷入包内完成燃烧过程,实现对钢包的加热。
钢包盖上,地方较小,重量要求较轻,所使用的蓄热式燃烧器必须是小型化和轻重量的。
为此目的,选择比表面积1000-1500m2/m3的蜂窝状陶瓷蓄热体作为蓄热元件,以求最大限度地减小蓄热式燃烧器的重量与体积。
并将燃烧器的前部与包盖做成一体,使蓄热体的高温段埋在钢包盖的保温料中,以减小蓄热式燃烧器的保温材料。
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蓄热式加热炉一、蓄热式加热炉的分类和特点:1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。
按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。
其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式。
按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。
全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,与常规加热炉操作类似,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。
2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点:①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温,有利于低热值燃料的利用;②充分利用烟气余热,节约燃料;③排烟温度低,氮氧化物含量少,环境污染少;④每对烧嘴交替燃烧,炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。
二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。
蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4~5倍。
同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3~1/4。
采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。
蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3左右。
蜂窝体壁薄,仅为0.5~1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40~80秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。
由于换向时间短,因此换热周期内的炉温波动小,有利于炉温和钢坯加热温度的控制。
蜂窝体内部是直通道,在高速气流的正吹反吹的频繁作用下,通道不容易积灰和堵塞。
2、蓄热式加热炉换向装置蓄热式加热炉的换向装置有三通换向阀和四通换向阀两种。
两种中又细分为小型和大型。
小型换向阀一般用在全分散蓄热式烧嘴加热炉上,通常采用小型三通换向阀;大型换向阀一般用在群组控制和通道式蓄热式加热炉上。
小型三通换向阀采用立式双列布置,共三通道,由气压驱动(见下图)。
上部两通道,一为空气(或煤气)入口,另一通道为烟气出口,下部通道接烧嘴蓄热室。
阀瓣与阀座采用平面密封,阀瓣上镶有耐温耐腐蚀特种密封材料,具有一定密封补偿性能,阀瓣与驱动杆采用柔性连接,因此密封可靠。
两阀瓣通过两气缸分别驱动动作,并分别由两只电磁阀进行控制。
阀瓣动作分别由两只位置检测开关进行检测,开关为磁性开关,直接装在汽缸上面。
阀正常工作时,一个阀瓣打开,另一个关闭。
换向指令发出后,处于开启的阀瓣首先关闭,到位后,由其下面的检测开关发出信号,给原关闭的阀瓣指令,使其动作并打开,到位后给出一到位信号,至此换向动作完成。
四个检测开关任何一个在换向动作指令给出后3~5秒还不能给出到位信号时,系统发出报警,表示有故障,应及时排除。
换向阀何时换向由整个燃烧系统要求决定,可通过时间控制,也可通过温度进行控制。
在阀体下部设有安装热电阻的孔,可直接安装一个测温热电阻,随时检测阀的温度。
一旦发生超温情况,两电磁铁同时失电,两阀瓣均处于关闭状态,能有效地对整个换向阀起到保护作用。
三、蓄热式加热炉排烟系统由于煤气属于易燃易爆气体,为防止发生煤气爆炸事故,煤气和空气在管道内不能混合在一起输送,也不能在换向阀中交叉输送,必须分开,因此蓄热式加热炉设有空气换向阀和煤气换向阀。
助燃空气通过空气换向阀的一个通道供入炉内,一定时间后炉内的烟气通过此换向阀的另一个通道排出炉外(我们把它叫空废);煤气通过煤气换向阀的一个通道供入炉内,一定时间后炉内的烟气通过此换向阀的另一个通道排出炉外(我们把它叫煤废),因此蓄热式加热炉通常都有两个烟囱(空气换向排烟和煤气换向排烟)。
四、烧嘴式蓄热式加热炉1、烧嘴式蓄热式加热炉燃烧装置此类加热炉采用全分散换向或群组换向蓄热式烧嘴供热。
分散换向的炉子每组烧嘴由两个煤气烧嘴和两个空气烧嘴构成,每对烧嘴由炉子两侧各一组烧嘴组成。
每对烧嘴共有两个空气三通换向阀和两个煤气三通换向阀。
当一侧的一组烧嘴燃烧时,另一侧的一组烧嘴排烟蓄热;一定时间后,换向指令发出时,通过换向阀动作,燃烧侧的烧嘴排烟蓄热,而原来蓄热排烟的一组烧嘴转为燃烧,如此周而复始,循环往复。
蓄热式加热炉燃烧系统的烧嘴一般布置在加热炉的两侧,很少布置在炉顶。
如图一所示,炉子同一侧上加热和下加热通入同类型气体(空气或煤气)的两个烧嘴共同使用一个换向阀,故蓄热式加热炉有煤气换向阀和空气换向阀之称。
炉子两侧一条直线上对应位置的两个空气或煤气换向阀组成一个换向单元。
炉子同侧相邻位置的一个煤气换向阀和一个空气换向阀控制的烧嘴(共四个烧嘴),我们将其称之为一组烧嘴;炉子两侧相邻位置的空气和煤气两个换向单元(共八个烧嘴也就是两组烧嘴)组成一对烧嘴,如图一所示。
图中,换向阀1和换向阀2组成一个换向单元;上加热烧嘴1和下加热烧嘴1(分煤气烟气侧阀门 图一 蓄热式加热炉换向单元示意图 烟气支管 换向阀2 换向阀1 炉 膛上加热烧嘴1 上加热烧嘴2 下加热烧嘴2 下加热烧嘴1 煤气(或空气)支管煤气(或空气)侧阀门和空气烧嘴)共4个烧嘴形成一组烧嘴,上加热烧嘴2和下加热烧嘴2共4个烧嘴形成另一组烧嘴;通煤气与通空气的烧嘴1和烧嘴2共8个烧嘴组成一对烧嘴。
图一中,当换向阀1煤气(或空气)侧(连接煤气或空气管道的一侧,下同)阀门打开,而烟气侧(连接排烟管道的一侧,下同)阀门关闭时,管道中的煤气(或空气)通过上、下加热烧嘴1通入炉膛进行燃烧;此时,换向阀2的烟气侧阀门打开,进行排烟,而煤气(或空气)侧的阀门关闭。
当达到设定的换向时间后,换向阀1的煤气(或空气)侧阀门关闭,随后其烟气侧阀门打开开始进行排烟;与此同时,换向阀2的烟气侧阀门关闭,随后其煤气(或空气)侧阀门打开,将管道中的煤气(或空气)通过上、下加热烧嘴2供入炉内进行燃烧。
依此原理,在实际操作蓄热式加热炉的过程中,必须考虑诸如a、空煤气配比;b、烟气调节阀(相当于烟道闸板)的调节(即引风机的进气阀开口度调节);c、换向时间;d、空煤气流量的调节;e、蓄热体的使用寿命;f、钢坯氧化烧损等方面的问题对操作带来的影响。
群组换向的炉子一般由较大型的换向阀控制多对烧嘴,通常为加热炉的某一段的烧嘴,这样同一段的空煤气烧嘴可同时实现换向和排烟,其燃烧控制方式与上述相同。
2、烧嘴式蓄热式加热炉燃烧装置结构烧嘴式蓄热式加热炉燃烧装置由如下部分组成:烧嘴砖、刚玉挡砖、蓄热蜂窝体、堇青石挡砖、炉外钢板防护套、蓄热体更换用法兰、空煤气管道。
烧嘴砖是由较高级耐火材料做成的空腔,在其里面摆放刚玉挡砖、蓄热蜂窝体;刚玉挡砖的作用是防止蜂窝体向炉内倾倒;炉外钢板护套用以保护伸出炉墙外的烧嘴砖,护套与炉皮钢板连接;为了实现在线更换蜂窝体,将护套的最外端做成法兰连接方式,当蜂窝体出现损坏时,拆开法兰钢板,将损坏的蜂窝体用工具掏出,将新蜂窝体替换进去。
其断面简图如下:五、蓄热式加热炉的操作1、不能只在仪表室调整空煤气总管流量,而要勤调烧嘴前的手动阀门。
因为任何流体均遵守最小阻力原则。
阻力越小,流过的量就越多。
流过的距离越短,阻力就越小。
以下图为例,靠近主调整阀的中间两根支管距离最短,而两边的各一根支管距离较远,根据最小阻力原则,靠近主管的两根支管流量大,两边支管流量小。
在所有支管阀门开口度一致的情况下,调整主管调节阀,可同时增大或减少每根支管的流量,但并不能使每根支管的流量增大或减少的幅度一致。
在主调节阀开口度关少到一定的程度时,甚至可观察到靠两边的支管没有流量的现象。
所以,绝不能只在操作室调整总管阀门,图轻松,烧太平钢。
主调整阀2、根据以上分析,在实际操作过程中,烧嘴手动阀门不能一开始就全部开到100%,只要开度在80%左右就行,同时上加热的烧嘴阀门开口度应比下加热的烧嘴阀门开口度适当减少10%左右,为后续调整操作留出余量。
3、换向时间一般为40-90秒之间,控制在60秒,减少煤气浪费。
因为,每次换向前换向阀至烧嘴之间的管道内充满了煤气,换向时,这部分煤气就随着烟气排入到了大气中。
换向时间设定的越短,换向越频繁,浪费的煤气就越多。
换向时间延长,蓄热体由于放热过度温度将变得很低,失去高温预热作用,长期运行将导致炉温难以保证,蓄热体使用寿命降低。
4、空煤气配比控制在0.65-0.7之间,以尽量使炉子处于还原性气氛,降低氧化烧损。
但配比值不能太小。
过小,将造成未燃尽的煤气在烧嘴蓄热体内二次燃烧,从而造成换向阀阀瓣密封圈烧坏,烧嘴不能使用,影响正常生产的现象出现。
5、操作过程中出现某个烧嘴烟气超温报警,是由于此烧嘴存在二次燃烧现象而导致。
此时的调整方法是:调整超温报警烧嘴的对侧烧嘴空煤气阀门开口度,适当加大烧嘴空气供入量,意即调整空煤气比例,直至烧嘴烟气报警解除,而不能采取以前的只调整烟气流量总阀的方法。
6、引风机开口度的大小涉及到烟气能否顺利排出炉膛,但同时又影响到炉底和钢坯上的氧化铁皮被带入蜂窝体的量的多小。
如果氧化铁皮被带入蜂窝体内,而通入的助燃空气或通入的煤气未能将其重新吹入炉内,则将造成蜂窝体孔隙被堵塞和侵蚀损坏。
开口度越大,抽力越大,氧化铁皮被带入蜂窝体的量就可能越多,铁皮就越容易堆积在蜂窝体的孔隙中,造成蜂窝体孔隙堵塞或损害加剧。
久之,多个烧嘴蜂窝体孔隙被堵或损坏将引起加热能力不够,炉温难以保持。
故引风机开口度的大小,需要操作人员在实际操作中,结合空煤气压力和流量及空煤气配比情况,不断摸索,进而得出最佳匹配数据。
7、节约煤气、降低煤气消耗的操作方法:a、日修时只留均热段一对烧嘴(炉子两侧4个空气烧嘴、4个煤气烧嘴,共8个烧嘴)保温,开轧前30分钟开启其它烧嘴提温;b、月修时先停炉3-4小时,待炉温降到650℃(此温度值的设定基于两点考虑:一是高炉煤气的燃点;二是钢坯在表面温度为650℃及以下的情况下基本上不被氧化),再点燃均热段一对烧嘴,在均热段炉温升到1000℃时又实施停炉3-4小时,然后再点燃其一对烧嘴,依此方法操作直至开轧前1-2小时。
最后留均热段一对烧嘴保温,其余烧嘴在开轧前1小时再打开;c、在轧制产量较高的大规格成品时,视情况将一加热段烧嘴部分打开或全部打开,提高其炉温,适应高产量要求;而轧制产量较低的小规格成品时,应关停一加热段的部份或所有烧嘴,以节约煤气(注意:切分轧制时一加热段烧嘴必须开启)。
d、尽量降低均热段炉温,提高二加和一加温度,一般均热段炉温应比二加热段炉温低100-150℃左右,真正发挥均热段是使钢坯加热温度变得均匀,减少内部及表面温差的一个段的作用,起到均热的效果。