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行业新闻

全自动生物质燃烧机在工业炉上的应用

全自动生物质燃烧机在工业炉上的应用

    摘要  原用于锅炉的全自动生物质燃烧机具有结构紧凑,燃烧效率高和自动化控制水平高的持点。本文介绍了全自动生物质燃烧机在工业炉上的应用情况,对存在的同题进行了分析并提出了相应的改进意见。

1  前言

    随着工业技术的不断发展÷对工业炉的加热质量,节能效果以及自动化水平的要求也越来越高。工业炉传统的手动控制及简单的仪表控制已经不能满足需要。计算机技术的飞速发展和控制技术的不断进步使工业炉的控制水平迅速提高。工业炉自控水平的提高迫切需要与之相配套的燃烧装置。

    在过去几十年里,我国在燃烧器的研究和开发上取得了很大的成绩,几乎拥有了国外所有类型的燃烧器,而且有些还达到了国际先进水平。但是就整个燃烧系统来看,还比较落后,原因在于:我们在燃烧器研究开发时,只是注重燃烧器本身燃烧特性的研究而在燃烧器如何更便于控制方面努力不够。其结果是:需要自动控制的工业炉在设计时尚需另外配置复杂的燃烧管路系统。

    国外的燃烧器除了考虑其燃烧特性之外,还配备了该种燃烧器相适应的管路阀件和检测计量装置.如专用风机、定量油泵、调压阀、稳压阀、流量调节阀、切断阀、自动点火及火焰监测装置等。其配套完整的控制阀件和自动调节系统就为实现工业炉整体控制打下了良好的基础。

    近几年来,我国从国外进口了许多国家各种类型的全自动生物质燃烧机,在锅炉上得到了广泛的应用。五院工业炉研究所成功地将国外全自动生物质燃烧机应用到了工业炉设计上,在燃烧系统控制方面取得了很好的效果。全自动生物质燃烧机的特点

    2-1设计精巧

    全自动生物质燃烧机集燃烧喷嘴,专用助燃风机,定量油泵,调压阀、稳压阀、流量调节阀,切断阀、自动点火器,火焰监测器以及控制盒于一身。通过精心设计,各部分有机地结合在一起,整体体积小。燃气或燃油生物质燃烧机在出厂时将所有电源接好,用户只需接上控制电源和煤气管(或油管)即能使用。

    2.2燃烧能力大

    通过燃烧喷嘴和助燃风机的先进设计,全自动生物质燃烧机燃烧效率高、噪声小,能够大大减低燃烧产物中一氧化碳和二氧化碳的排放量,符合当今欧洲最严格的空气排放标准。

    2.3安全可靠及全自动控制

    燃烧控制及监测系统全部采用自动化专业厂家生产的零部件,从点火前送风,点火,燃烧状况及非正常保护等环节均采用程序自动控制。所有全自动生物质燃烧机在出厂前均进行点火试验,燃气生物质燃烧机兼育煤气及空气低压保护,确保其使用的安全性。

    2.4安装维修方便

    全自动生物质燃烧机与炉体间采用滑动式法兰联接,燃烧喷嘴能够在法兰内自由滑动,在最适当的位置予以固定。生物质燃烧机所有部件都能轻易地拆卸,便于检查和维修。

3应用实例

    3.1  在热风炉上的应用

    烘干过程作为一种热加工工艺广泛应用于冶金、建材、化工、机械、陶瓷、粮食、医药及食品等行业中。传统的干燥设备多数选用蒸汽和电作为热源,虽然它们有温度稳定,控制方便的优点,但也各有其不可避免的缺点。前者的局限在于热风温度低和热回收率低;后者的缺点在于耗电能大,成本高,而且有些地方受到配电容量的限制。针对干燥行业的需要以及我国目前的能源状况,五院炉研所研制成功了采用全自动生物质燃烧机配置换热简体产生清洁热风的高效间接式热风炉。

    热风炉作为干燥设备的热源,应该具有控制简单操作方便的特点。它的操作应当象普通风机一样接通电源即可工作。热风炉的燃烧装置如果采用传统的烧嘴配置风机的办法就将使热风炉的体积变得很庞大,而且调节和控制都很繁琐。

    传统意义上烧嘴的煤气(或油)和助燃空气的调节采用手动方式,如果要进行自动控制尚需配电动调节阀和切断阀以及复杂的控制柜。这样,使得热风炉的燃烧部分过于庞大,而且体积及投资费用在整套干燥系统中不成比例。另外,由于我国曰前尚缺少小规格专供燃油用的助燃风机,往往在满足供风压力要求的情况下风机风量大大超过助燃所需空气量。这种“大马拉小车”的情况不仅使系统臃肿不堪,而且也造成电能的极大浪费。

    采用全自动生物质燃烧机代替传统的烧嘴和风机系统,由于喷嘴与风机,阀件及控制盒的有机结合,体积大大减少,电能消耗大大降低,自动控制水平大大提高。因此,在使用中只要接通电源和油管(或气管),热风炉就能像普通风机一样马上投入运行,为给干燥设备提供所需温度的清洁热风。

    3.2在玻壳预热炉上的应用

    93年五院炉研所承担了天津津京玻壳厂二期工程封接车间屏锥预热炉及玻壳退火炉生产线的设计及承包任务。预热炉是将屏和锥分别预热至130℃和120℃,出炉后的屏和锥封接之后进入退火炉。经退火后的玻壳就是该厂的最终产品。

    屏和锥的预热温度直接决定了玻壳的封接质量,因此预热炉设计的关键就在于炉温的均匀性和稳定性。预热炉采用了直燃式方案,在高度方向上,屏、锥吊篮在中间运行,燃烧机在下部加热,顶部鼓人冷风既调节中间吊篮处炉温又冷却吊篮导轨。炉温控制依靠下部生物质燃烧机的分布和燃烧工况的调整。燃烧机位于屏、锥的下部,如果燃烧不完全就会在屏、锥上产生“黑霜”,如果燃饶控制不好就会造成屏锥预热温度的波动和不均匀。

    在燃烧系统设计时,首先考虑用普通烧嘴加助燃风机的方案。该炉共有8只烧嘴,每侧4只相错布置。8只烧嘴分4组控制,每组烧嘴的煤气管和空气管分别配置电动调节阀和切断阀。当一组2个烧嘴其中之一出现故障时,须立即切断该组的煤气和空气管路,一段时间之后再重新启动该组烧嘴。对该方案进行了认真研究,一致认为该方案烧嘴相互影响,故障率较高且控制繁琐,难以满足屏锥预热炉对炉温均匀性和稳定性的要求。因此选择了全自动生物质燃烧机的方案。

    全自动生物质燃烧机燃烧效率高,不存在不完全燃烧的问题,因而不会产生“黑霜”现象。全自动生物质燃烧机配备的自动点火器和火焰监测器系名牌专业厂家生产,使用安全故障率低。全自动生物质燃烧机本身带有各种管路阀件和控制盒,使得整套燃烧系统的控制变得既简单又方便可靠。另外,由于其自带助燃风机,省却了前一个方案中的助燃鼓风机和空气管路系

统。在这两个方案中,虽然单个全自动生物质燃烧机题目:全自动生物质燃烧机在工业炉上的应用比普通饶嘴价格要高几倍,但就整个管路及燃烧控制系统而言,其造价却低20%左右。

    全自动生物质燃烧机方案的实施不仅完全满足了厂家对预热炉的性能要求,而且也大大减少了现场调试的工作量。全自动生物质燃烧机在屏锥预热炉上的成功应用受到了厂方及验收专家的一致好评,并荣获了天津市科技进步奖。

    3.3在热处理炉上的应用

    热处理是机械行业中应用最为广泛的一种工艺。工件经过热处理,其金相组织,硬度,机械性能等必须达到工艺要求。这就需要热处理炉的炉内温度和气氛完全控制在工艺曲线范围内。在燃烧器的布置上,热处理炉与锅炉有着很大的区别。锅炉只是要求燃烧器的供热能力而不要求炉内温度的均匀性,燃烧器的布置是数量少能量大。这样,锅炉对燃烧器在控制方面的要求就较低。相反,热处理工艺要求工件在炉内处于相同的温度环境,整个炉膛温度差在几度范围之内,因而热处理炉选用的燃烧器能量小数量大而且分散排列。另外热处理炉在炉压控制上与锅炉也有所不同。在锅炉中一般为负压操作,而热处理炉一般是微正压操作,所以对燃烧器的选用要求非常严格。

    综上所述,热处理炉与锅炉之间由于工艺及炉况的不同对燃烧器的结构及控制有着不同的要求。茌热处理炉上选用全自动燃烧机,根据工艺要求对其火焰监测装置及控制程序进行了部分改进,利用其卓越的控制功能实现了整炉的炉温自动控制。实践证明,原来用在锅炉上的全自动生物质燃烧机经过改进完全可以应用到热处理炉上。我院为南京汽车厂研制的悬挂式曲轴热处理生产线就选用了全自动生物质燃烧机,由于整体性能优良获部科技进步奖。另外在箱式热处理炉和隧道式热处理炉上也得到了应用。

    3.4  用于钢水包的烘烤

    在传统炼钢工艺中,炼钢炉出来的高温钢水先进入钢水包,然后将钢水包转运至浇注线再铸成钢锭或铸件。在钢水进入钢水包之前,钢包砌筑后,耐火材料带的水份需要排除,否则在钢水流人时会发生爆炸事故。另外温度较低的钢包内衬在钢水流入时也会吸收热量使钢水的温度降低,这样就会影响钢锭或铸件的浇注质量。过去烘包时大多用煤气管直接点火燃烧来完成。由于属于大气式烧嘴扩散型燃烧,其火焰温度较低,因而烘烤时间较长热效率较低。近年来新的工艺要求烘烤温度越来越高,这种简单的加热方法已经越来越不适应生产的需要。

    现在采用全自动生物质燃烧机,借助其结构紧凑操作灵活的特点与特殊设计的钢包盖相配合,使钢水包形成一个炉膛,利用燃烧产生的高温烟气加热钢包内壁。由于全自动燃娆机结构紧凑安装简便且空燃比合理,效率高,因而升温速度快耗能少受到了厂家的欢迎。

  3.5其它用途

  由于全自动生物质燃烧机具有结构紧凑和自动化控制水平高的优点,还被用于铸造砂型烘干炉,铝熔化炉以及喷漆喷粉生产线等工业炉窑上。存在的问题及建议

    全自动生物质燃烧机原来大多用于锅炉上,由于锅炉与工业炉窑在操作方式和炉况上有很大的不同,因而将它用于工业炉上,目前还存在一些问题需要在实践中改进。

    4.1  在工业炉窑上配置多台生物质燃烧机且炉温较高(如>800℃)时,单台生物质燃烧机的通断依靠所在温区的温度来控制。现在全自动燃烧机多数配置日光型光电管探测器,这样当一台生物质燃烧机需要重新点火时,它却不能正常点火。原因是其它生物质燃烧机燃烧的火焰光线或高温炉体被它的探测器视为该生物质燃烧机正在工作。这就要求生物质燃烧机供应商须根据用户的现场需要配置不同种类的火焰探测器。

    热风炉是高炉的主要附属设备,它为高炉冶炼提供温度高达1200℃的热风,以适应高炉精料、大风、高风温、重负荷和大喷吹量操作的需要。但是,目前鞍钢热风炉的现状困扰着热风温度的提高,高炉生产水平停留在55018‘踏步不前,利用系数没有明显提高,* 55018即焦比550kg/Kg铁,利用系数1.8r/m3.d焦比难以降低,热风温度始终徘徊在900—1050℃。因此,寻求实现热风炉高温、长寿的途径,就成为炼铁、设计、筑炉工作者十分关注的课题。

2热风炉现状

    鞍钢炼铁厂共有10座高炉,35座热风炉。高炉最大炉容2080rr13,最小炉容633m3,热风炉总蓄热面积ll05826m2,平均每米3高炉有效容积蓄热面积78. 93m2。热风炉按炉

    4.2  由于工业炉与锅炉的炉压控制方式不同,锅炉在达到温度设定值燃烧器停止工作时,炉内是负压致使烧嘴处温度较低,不会造成生物质燃烧机的过热。而工业炉为正压操作,茌炉温达到设定值单台生物质燃烧机停止工作时,其它生物质燃烧机产生的高温烟气和炉壁的高温辐射会使生物质燃烧机本体产生过热,这样就可能造成喷头及控制元件的损坏。这种情况在机器正常工作时由于煤气(或油)和空气的冷却作用而不会出现。因此需要全自动生物质燃烧机在结构设计及控制程序设计上加以改进。

    4.3  全自动生物质燃烧机现有的助燃空气为冷风,为了提高热效率和节约能源,目前我国在高温工业炉上大多采取了用换热器回收烟气余热的方法。在这种情况下自控水平高的全自动生物质燃烧机反而不能应用,因此建议全自动生物质燃烧机能在结构上加以改进以研制出使用热风的全自动生物质燃烧机,以适应工业炉发展的要求。

    4.4  在大断面温度控制精度要求较高的热处理炉及生产线上目前大多采用高速烧嘴。由于高速烧嘴火焰喷出速度高于lOOm/s,它可以使炉内气流强烈旋转扰动,增强了与工件间的传热速度,从而使炉内温差大大减小。控制精度高的热处理炉非常需要全自动的高速生物质燃烧机。目前的全自动生物质燃烧机尚缺少这种类型,亟需进行开发。五院工业研究所现已开始了这一产品的开发研究。

    全自动生物质燃烧机在工业炉上的应用虽然处于起步阶段,尚存在着一些技术问题和局限性,但经过工业炉行业广大科技人员的不断努力,它一定能眵在工业炉窑上得到广泛的应用并使其自动化控制水平有较大的提高。

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点击次数:  更新时间:2018-07-21 22:27:15  【打印此页】  【关闭