蓄熱式加熱爐

蓄熱式加熱爐蓄熱式加熱爐一、蓄熱式加熱爐的分類和特點(diǎn)：1、分類蓄熱式加熱爐按預(yù)熱介質(zhì)種類分為如下兩 種方式：同時(shí)預(yù)熱空氣和煤氣式和空氣單預(yù)熱方 式。按結(jié)構(gòu)型式來分，則蓄熱式加熱爐分為燒嘴 式和通道式。其中燒嘴式又分為全分散換向和群 組換向兩種；通道式也可分為單通道和雙通道兩 種方式。按運(yùn)料方式來分，蓄熱式加熱爐分為推鋼式 和步進(jìn)式。全分散換向燒嘴式蓄熱式加熱爐能夠?qū)崿F(xiàn) 單個(gè)燒嘴自動(dòng)控制，與常規(guī)加熱爐操作類似，能 夠滿足各鋼種對(duì)爐溫的不同要求，實(shí)現(xiàn)爐溫的靈 活控制；群組換向蓄熱式加熱爐一般將某一段的 燒嘴作為一個(gè)整體進(jìn)行集中控制，這種控制方式 能夠?qū)崿F(xiàn)各段爐溫的靈活控制，也能滿足大多數(shù) 鋼種對(duì)爐溫的不同要求；通道式蓄熱式加熱爐一 般是全通道整體控制，不能實(shí)現(xiàn)爐溫的靈活調(diào) 整，只能滿足少數(shù)鋼種（如普碳鋼）的加熱要求， 而不能滿足大多數(shù)鋼種（如合金鋼）加熱的需求。2、蓄熱式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)蓄熱式加熱爐有如下優(yōu)點(diǎn)： 能將空氣、煤氣預(yù)熱到 8001000C的 高溫，有利于低熱值燃料的利用； 充分利用煙氣余熱，節(jié)約燃料； 排煙溫度低，氮氧化物含量少，環(huán)境污 染少；亠 每對(duì)燒嘴交替燃燒，爐內(nèi)溫度均勻，可 提咼鋼坯加熱質(zhì)量。二、蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、蓄熱式加熱爐的蓄熱體蓄熱式加熱爐的蓄熱體有兩種型式，一種是 陶瓷小球，另一種是陶瓷蜂窩體。蜂窩體單位體 積的換熱面積大，在相同條件下，蜂窩體的傳熱 能力是陶瓷小球的45倍。同樣換熱能力時(shí)， 蜂窩狀蓄熱體的體積只需陶瓷小球蓄熱體 1/3 1/4。采用蜂窩體的燒嘴結(jié)構(gòu)緊湊輕巧。蜂窩體體內(nèi)氣流通道是直通道，而陶瓷小球 蓄熱體的通道是迷宮式的，因此蜂窩體的阻力較 小，陶瓷小球蓄熱體阻力較大，前者僅為后者的 1/3左右。蜂窩體壁薄，僅為0.51.2mm，透熱深度 小，蓄熱放熱速度快，換向時(shí)間僅需4080秒， 換向時(shí)間短，被預(yù)熱介質(zhì)的平均溫度高，熱回收 效率高。由于換向時(shí)間短，因此換熱周期內(nèi)的爐 溫波動(dòng)小，有利于爐溫和鋼坯加熱溫度的控制。蜂窩體內(nèi)部是直通道，在高速氣流的正吹反 吹的頻繁作用下，通道不容易積灰和堵塞。2、蓄熱式加熱爐換向裝置蓄熱式加熱爐的換向裝置有三通換向閥和 四通換向閥兩種。兩種中又細(xì)分為小型和大型。 小型換向閥一般用在全分散蓄熱式燒嘴加熱爐 上，通常采用小型三通換向閥；大型換向閥一般 用在群組控制和通道式蓄熱式加熱爐上。小型三 通換向閥采用立式雙列布置，共三通道，由氣壓 驅(qū)動(dòng)（見下圖）。上部?jī)赏ǖ?，一為空氣（或煤氣）入口，?一通道為煙氣出口，下部通道接燒嘴蓄熱室。閥 瓣與閥座采用平面密封，閥瓣上鑲有耐溫耐腐蝕 特種密封材料，具有一定密封補(bǔ)償性能，閥瓣與 驅(qū)動(dòng)桿采用柔性連接，因此密封可靠。兩閥瓣通 過兩氣缸分別驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，并分別由兩只電磁閥進(jìn) 行控制。閥瓣動(dòng)作分別由兩只位置檢測(cè)開關(guān)進(jìn)行 檢測(cè)，開關(guān)為磁性開關(guān)，直接裝在汽缸上面。閥 正常工作時(shí)，一個(gè)閥瓣打開，另一個(gè)關(guān)閉。換向 指令發(fā)出后，處于開啟的閥瓣首先關(guān)閉，到位后， 由其下面的檢測(cè)開關(guān)發(fā)出信號(hào)，給原關(guān)閉的閥瓣 指令使其動(dòng)作并打開，到位后給出一到位信號(hào)， 至此換向動(dòng)作完成。四個(gè)檢測(cè)開關(guān)任何一個(gè)在換 向動(dòng)作指令給出后35秒還不能給出到位信號(hào) 時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，表示有故障，應(yīng)及時(shí)排除 。換向閥何時(shí)換向由整個(gè)燃燒系統(tǒng)要求決定， 可 通過時(shí)間控制，也可通過溫度進(jìn)行控制。在閥體下部設(shè)有安裝熱電阻的孔，可直接安 裝一個(gè)測(cè)溫?zé)犭娮瑁S時(shí)檢測(cè)閥的溫度。一旦發(fā) 生超溫情況，兩電磁鐵同時(shí)失電，兩閥瓣均處于 關(guān)閉狀態(tài)，能有效地對(duì)整個(gè)換向閥起到保護(hù)作 用。三、蓄熱式加熱爐排煙系統(tǒng)由于煤氣屬于易燃易爆氣體，為防止發(fā)生煤 氣爆炸事故，煤氣和空氣在管道內(nèi)不能混合在一 起輸送，也不能在換向閥中交叉輸送，必須分開， 因此蓄熱式加熱爐設(shè)有空氣換向閥和煤氣換向 閥。助燃空氣通過空氣換向閥的一個(gè)通道供入爐 內(nèi)，一定時(shí)間后爐內(nèi)的煙氣通過此換向閥的另一 個(gè)通道排出爐外（我們把它叫空廢）；煤氣通過 煤氣換向閥的一個(gè)通道供入爐內(nèi)，一定時(shí)間后爐 內(nèi)的煙氣通過此換向閥的另一個(gè)通道排出爐外 （我們把它叫煤廢），因此蓄熱式加熱爐通常都 有兩個(gè)煙囪（空氣換向排煙和煤氣換向排煙）。四、燒嘴式蓄熱式加熱爐1、燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置 此類加熱爐采用全分散換向或群組換向蓄熱 式燒嘴供熱。分散換向的爐子每組燒嘴由兩個(gè)煤 氣燒嘴和兩個(gè)空氣燒嘴構(gòu)成，每對(duì)燒嘴由爐子兩 側(cè)各一組燒嘴組成。每對(duì)燒嘴共有兩個(gè)空氣三通 換向閥和兩個(gè)煤氣三通換向閥。當(dāng)一側(cè)的一組燒 嘴燃燒時(shí)，另一側(cè)的一組燒嘴排煙蓄熱；一定時(shí) 間后，換向指令發(fā)出時(shí)，通過換向閥動(dòng)作，燃燒 側(cè)的燒嘴排煙蓄熱，而原來蓄熱排煙的一組燒嘴 轉(zhuǎn)為燃燒，如此周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)。圖一蓄熱式加熱爐換向單元示意圖蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)的燒嘴一般布置在 加熱爐的兩側(cè)，很少布置在爐頂。如圖一所示， 爐子同一側(cè)上加熱和下加熱通入同類型氣體（空 氣或煤氣）的兩個(gè)燒嘴共同使用一個(gè)換向閥， 故 蓄熱式加熱爐有煤氣換向閥和空氣換向閥之稱。 爐子兩側(cè)一條直線上對(duì)應(yīng)位置的兩個(gè)空氣或煤 氣換向閥組成一個(gè)換向單元。爐子同側(cè)相鄰位置 的一個(gè)煤氣換向閥和一個(gè)空氣換向閥控制的燒 嘴（共四個(gè)燒嘴），我們將其稱之為一組燒嘴； 爐子兩側(cè)相鄰位置的空氣和煤氣兩個(gè)換向單元 （共八個(gè)燒嘴也就是兩組燒嘴）組成一對(duì)燒嘴， 如圖一所示。圖中，換向閥1和換向閥2組成一個(gè)換向單 元；上加熱燒嘴1和下加熱燒嘴1 （分煤氣和空 氣燒嘴）共4個(gè)燒嘴形成一組燒嘴，上加熱燒嘴2和下加熱燒嘴2共4個(gè)燒嘴形成另一組燒嘴； 通煤氣與通空氣的燒嘴1和燒嘴2共8個(gè)燒嘴組 成一對(duì)燒嘴。圖一中，當(dāng)換向閥1煤氣（或空氣）側(cè)（連 接煤氣或空氣管道的一側(cè)，下同）閥門打開，而 煙氣側(cè)（連接排煙管道的一側(cè)，下同）閥門關(guān)閉 時(shí)，管道中的煤氣（或空氣）通過上、下加熱燒 嘴1通入爐膛進(jìn)行燃燒；此時(shí)，換向閥2的煙氣 側(cè)閥門打開，進(jìn)行排煙，而煤氣（或空氣）側(cè)的 閥門關(guān)閉。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的換向時(shí)間后，換向閥 1 的煤氣（或空氣）側(cè)閥門關(guān)閉，隨后其煙氣側(cè)閥 門打開開始進(jìn)行排煙；與此同時(shí)，換向閥2的煙 氣側(cè)閥門關(guān)閉，隨后其煤氣（或空氣）側(cè)閥門打 開，將管道中的煤氣（或空氣）通過上、下加熱 燒嘴2供入爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。依此原理，在實(shí)際操作蓄熱式加熱爐的過程 中，必須考慮諸如 a、空煤氣配比；b、煙氣調(diào) 節(jié)閥（相當(dāng)于煙道閘板）的調(diào)節(jié)（即引風(fēng)機(jī)的進(jìn) 氣閥開口度調(diào)節(jié)）；c、換向時(shí)間；d、空煤氣流 量的調(diào)節(jié)；e、蓄熱體的使用壽命；f、鋼坯氧化 燒損等方面的問題對(duì)操作帶來的影響。群組換向的爐子一般由較大型的換向閥控 制多對(duì)燒嘴，通常為加熱爐的某一段的燒嘴，這 樣同一段的空煤氣燒嘴可同時(shí)實(shí)現(xiàn)換向和排煙， 其燃燒控制方式與上述相同。2、燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置結(jié)構(gòu)燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置由如下部分 組成：燒嘴磚、剛玉擋磚、蓄熱蜂窩體、堇青石 擋磚、爐外鋼板防護(hù)套、蓄熱體更換用法蘭、空 煤氣管道。燒嘴磚是由較高級(jí)耐火材料做成的空腔，在 其里面擺放剛玉擋磚、蓄熱蜂窩體；剛玉擋磚的 作用是防止蜂窩體向爐內(nèi)傾倒；爐外鋼板護(hù)套用 以保護(hù)伸出爐墻外的燒嘴磚，護(hù)套與爐皮鋼板連 接；為了實(shí)現(xiàn)在線更換蜂窩體，將護(hù)套的最外端 做成法蘭連接方式，當(dāng)蜂窩體出現(xiàn)損壞時(shí)，拆開 法蘭鋼板，將損壞的蜂窩體用工具掏出，將新蜂 窩體替換進(jìn)去。其斷面簡(jiǎn)圖如下：五、蓄熱式加熱爐的操作1、不能只在儀表室調(diào)整空煤氣總管流量，而要 勤調(diào)燒嘴前的手動(dòng)閥門。因?yàn)槿魏瘟黧w均遵守最 小阻力原則。阻力越小，流過的量就越多。流過 的距離越短，阻力就越小。以下圖為例，靠近主 調(diào)整閥的中間兩根支管距離最短，而兩邊的各一 根支管距離較遠(yuǎn)，根據(jù)最小阻力原則，靠近主管 的兩根支管流量大，兩邊支管流量小。在所有支 管閥門開口度一致的情況下，調(diào)整主管調(diào)節(jié)閥， 可同時(shí)增大或減少每根支管的流量，但并不能使 每根支管的流量增大或減少的幅度一致。在主調(diào) 節(jié)閥開口度關(guān)少到一定的程度時(shí)，甚至可觀察到 靠?jī)蛇叺闹Ч軟]有流量的現(xiàn)象。 所以，絕不能只 在操作室調(diào)整總管閥門，圖輕松，燒太平鋼。一士調(diào)整閥1q12、根據(jù)以上分析，在實(shí)際操作過程中，燒嘴手動(dòng)閥門不能一開始就全部開到 100%，只要開度 在80%左右就行，同時(shí)上加熱的燒嘴閥門開口 度應(yīng)比下加熱的燒嘴閥門開口度適當(dāng)減少10%左右，為后續(xù)調(diào)整操作留出余量。3、換向時(shí)間一般為40-90秒之間，控制在60秒, 減少煤氣浪費(fèi)。因?yàn)?，每次換向前換向閥至燒嘴 之間的管道內(nèi)充滿了煤氣，換向時(shí)，這部分煤氣 就隨著煙氣排入到了大氣中。換向時(shí)間設(shè)定的越 短，換向越頻繁，浪費(fèi)的煤氣就越多。換向時(shí)間 延長(zhǎng)，蓄熱體由于放熱過度溫度將變得很低， 失 去高溫預(yù)熱作用，長(zhǎng)期運(yùn)行將導(dǎo)致爐溫難以保 證，蓄熱體使用壽命降低。4、空煤氣配比控制在 0.65-0.7之間，以盡量使 爐子處于還原性氣氛，降低氧化燒損。但配比值 不能太小。過小，將造成未燃盡的煤氣在燒嘴蓄 熱體內(nèi)二次燃燒，從而造成換向閥閥瓣密封圈燒 壞，燒嘴不能使用，影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。5、操作過程中出現(xiàn)某個(gè)燒嘴煙氣超溫報(bào)警，是 由于此燒嘴存在二次燃燒現(xiàn)象而導(dǎo)致。此時(shí)的調(diào) 整方法是：調(diào)整超溫報(bào)警燒嘴的對(duì)側(cè)燒嘴空煤氣 閥門開口度，適當(dāng)加大燒嘴空氣供入量，意即調(diào) 整空煤氣比例，直至燒嘴煙氣報(bào)警解除，而不能 采取以前的只調(diào)整煙氣流量總閥的方法。6、引風(fēng)機(jī)開口度的大小涉及到煙氣能否順利排 出爐膛，但同時(shí)又影響到爐底和鋼坯上的氧化鐵 皮被帶入蜂窩體的量的多小。如果氧化鐵皮被帶 入蜂窩體內(nèi)，而通入的助燃空氣或通入的煤氣未 能將其重新吹入爐內(nèi)，則將造成蜂窩體孔隙被堵 塞和侵蝕損壞。開口度越大，抽力越大，氧化鐵 皮被帶入蜂窩體的量就可能越多，鐵皮就越容易 堆積在蜂窩體的孔隙中，造成蜂窩體孔隙堵塞或 損害加劇。久之，多個(gè)燒嘴蜂窩體孔隙被堵或損 壞將引起加熱能力不夠，爐溫難以保持。故引風(fēng) 機(jī)開口度的大小，需要操作人員在實(shí)際操作中， 結(jié)合空煤氣壓力和流量及空煤氣配比情況，不斷 摸索，進(jìn)而得出最佳匹配數(shù)據(jù)。7、節(jié)約煤氣、降低煤氣消耗的操作方法：a、日修時(shí)只留均熱段一對(duì)燒嘴（爐子兩側(cè) 4 個(gè)空氣燒嘴、4個(gè)煤氣燒嘴，共8個(gè)燒嘴）保溫， 開軋前30分鐘開啟其它燒嘴提溫；b、月修時(shí)先停爐3-4小時(shí)，待爐溫降到650C（此溫度值的設(shè)定基于兩點(diǎn)考慮：一是高爐煤氣 的燃點(diǎn)；二是鋼坯在表面溫度為650C及以下的 情況下基本上不被氧化），再點(diǎn)燃均熱段一對(duì)燒 嘴，在均熱段爐溫升到1000 C時(shí)又實(shí)施停爐3-4 小時(shí)，然后再點(diǎn)燃其一對(duì)燒嘴，依此方法操作直 至開軋前1-2小時(shí)。最后留均熱段一對(duì)燒嘴保 溫，其余燒嘴在開軋前1小時(shí)再打開；c、在軋制產(chǎn)量較高的大規(guī)格成品時(shí)， 視情況將一加熱段燒嘴部分打開或全部打開，提高其爐 溫，適應(yīng)高產(chǎn)量要求；而軋制產(chǎn)量較低的小規(guī)格 成品時(shí)，應(yīng)關(guān)停一加熱段的部份或所有燒嘴，以 節(jié)約煤氣（注意：切分軋制時(shí)一加熱段燒嘴必須 開啟）。d、盡量降低均熱段爐溫，提高二加和一加溫 度，一般均熱段爐溫應(yīng)比二加熱段爐溫低 100-150C左右，真正發(fā)揮均熱段是使鋼坯加熱溫度變得均勻，減少內(nèi)部及表面溫差的一個(gè)段的 作用，起到均熱的效果。e、盡可能延長(zhǎng)換向時(shí)間。f、盡量提高熱裝率。g、做好煤氣消耗的統(tǒng)計(jì)分析工作，不斷改進(jìn) 操作方法，提高自己的操作技能。