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  • 熔炼炉蓄热式燃烧器科恒技术
  • 发布时间:2014-09-10
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    伍向红 先生(总经理

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蓄热式燃烧器





1、   原理及特点:

a)采用蓄热式高温空气燃烧技术HTAC,不但克服了常规熔铝炉的缺点,将余热回收率提高到80%~90%,空气预热到800℃以上,烟气排放温度低于150,达到余热回收的极限,比传统熔铝炉节能30%左右,而且项目投资少,见效快,能给工厂带来显著的经济效益,降低生产成本。同时由于大幅度减少了烟气的排放量,在排放的烟气中NOx可降低至100ppm以下,所以采用HTAC技术可同时收到环保、节能、增产的工厂效益及社会效益,非常适合燃油或者燃气熔铝炉及保温炉上使用。

b)考虑到铝熔炼炉烟气成份较脏的特点,本系统采用氧化铝球为蓄热介质,氧化铝球是可更换并可重复使用的,在正常工作条件下,氧化铝球每3-6个月洗一次,更换快捷,更换下来的脏球经清洗后可以重新使用适当补充。

2、自动点火系统:

每个烧嘴配有一套独立的点火控制系统.包括点火枪组体,点火程序控制器、点火变压器、点火电磁阀、火检等。点火控制器对烧嘴取用的是等离子信号,烧嘴点火动作只发生在每个烧嘴点火初期,主烧嘴点燃后,点火枪自动关闭,烧嘴排烟时,点火枪也不工作,系统确保燃烧安全及运行的可靠性由PLC检测各有关参数,如炉顶是否超温,炉压是否超高限,助燃风机和燃气压力是否超低限,由点火程序控制器激活点火变压器,开始点火.若紫外线火检探头未检测到火焰信号,则点火程序控制器迅速发出指令,自动关闭各安全电磁阀,实现熄火保护,同时发出声光警示信号。

3、燃气控制系统:

a)    设有天然气两级检漏系统,降压稳压装置,天然气放散设施,安全控制装置等。供气管路上还配有系统所需的电磁阀,调压阀,压力开关,压力表,气体过滤器,带压力调节安全切断阀,球阀,相应连接等.为了保证燃料的充分燃烧,系统配备了燃料/空气自动调节系统。其助燃风由专用风机供给,而燃烧废气经过没有工作的烧嘴通过气动阀和排气风机抽出。废气的平均终温度取决于炉子的温度,介于130-200℃之间。烧嘴的切换由设定的时间和畜热床出口的烟气温度两因素决定通过PLC系统自动控制。

b)    每一熔次的各个阶段对烧嘴的热力要求都不一样,为了满足这一要求,烧嘴控制系统实现烧嘴大小火可调燃烧。在此范围内,天然气/空气比率得到的控制。在转炉前的保温阶段,热力要求很低,此时将烧嘴控制在20%—关闭状态之间。

4、火焰监测系统:

对任何用燃料燃烧的炉子其主要要求是对火焰进行不间断监控,以确保火焰处于燃烧状态而不会发生爆炸或其它事故,这是由火焰探测器来完成的。探测器是与火焰程序器配合工作的,该程序器内有放大器电路,继电器(火焰继电器)及带开关的凸轮顺序发生器。

5、助燃及排烟系统:

助燃系统包括风机、压力表、压力开关、手动调节阀、换向阀、流量阀、执行机构、差压传感器等器件。主排烟系统采用一台高温排烟风机,排烟总管上设有压力开关、压力表、排烟温度监测热电偶等器件。

6、燃烧系统安全措施:

利用快速切断阀的切断完成烧嘴的助燃空气和天然气的交替供热和蓄热的动作,炉子具有完善可靠的安全保护装置,如快速切断、检漏、防爆、超温保护、炉压超压保护、电气保护等等安全装置。如果下列安全限制超出或未达到,PLC切断火焰程序器。

蓄热床超温   (超出设定温度10℃以上)

炉膛超温    (超出设定温度10℃以上)

铝水超温    (超出设定温度土5℃以下)

助燃风压力低 (低于正常工作压力的10%)

燃气压力低   (低于正常工作压力的8%)

炉门开启,燃烧器主火焰熄灭。

7、安全监测报警

蓄热式燃烧系统安全监测报警的主要功能就是确保蓄热式燃烧系统的安全运行,完善的安全监测系统包括燃烧火焰监测、换向阀位监测、炉膛温度监测、排烟温度监测、铝液温度监测、燃气压力监测、助燃空气压力监测、压缩空气压力监测、烟气压力监测、电气安全保护等监测内容,所有的监测设备都与报警器连锁,当各工艺参数或设备出现异常,超过系统预设的警戒值,系统会自动记录故障发生时间、来源和恢复时间,同时在触摸显示屏或者电脑上显示,并伴有声光报警信号,提示操作人员处理。某些重要的报警信息会触发系统自动停止运行,切断总的燃料供应,锁定系统运行,确保系统安全。只有待故障排除后,由人工在控制柜面板上启动复位键,重新启动系统后,才能再次操作运行。

8、燃烧火焰监测:

燃料进入烧嘴,怎样判断烧嘴是否在正常燃烧呢?如果燃料进入烧嘴,而烧嘴没有燃烧,就会造成炉膛内累积燃料,一旦遇到明火,累积的燃料突然燃烧,体积膨胀,将引发炉膛爆炸,后果不堪设想,因此燃烧火焰监测非常重要,必须利用火焰探测器,对点火火焰、正常燃烧火焰进行不间断地在线监测,以确保火焰处于燃烧状态而不会发生爆炸或其它事故。当点火烧嘴点火不成功时,火焰探测器监测不到火焰信号,系统将发出声光报警,并自动关闭点火烧嘴燃气供应管道的电磁阀。只有当火焰探测器持续监测到火焰信号10秒钟以上,主烧嘴燃气供应管道的电磁阀才会允许打开,提供正常燃烧所需要的燃料。在正常燃烧过程中,若出现烧嘴熄火等非正常事故时,火焰探测器监测不到火焰信号,系统会立即关闭主烧嘴燃气供应管道的电磁阀,自动启动点火控制程序,打开点火烧嘴燃气供应管道的电磁阀,重新点火12秒,若未成功,则发出声光报警,提示操作人员处理。

9、温度安全监测:

当系统确定接到“启动系统”指令后进入运行准备状态,当确认点火工作正常,并设定好控温曲线后,系统会自动按设定的脉冲燃烧控制程序开始自动控温,炉膛温度变送器不断监测炉温变化,实时比较监测炉温与设定炉温的差值,适时启动蓄热燃烧系统,控制主燃料烧嘴的启动顺序和时间间隔,控制炉膛温度沿着工艺温度曲线运行。当实际的排烟支管道的烟气温度超过设定的180℃时,温控开关动作,蓄热式燃烧自动控制系统会强制要求空气换向阀和燃料换向阀执行换向动作,同时,触摸显示屏上显示该烧嘴的烟气温度超标,排烟温度高信号灯闪烁,报警器报警,提示操作人员关注。当实测的排烟总管道的烟气温度超过设定的180℃时,触摸显示屏上的烟气温度数据马上由绿色变为红色,报警器报警,全系统停止运行,烧嘴熄火,所有换向阀恢复到关闭的初始位置,迫使排烟温度下降。另外,熔铝炉需要测量铝液的温度,并显示在控制柜的面板上,以免过烧或者加热不足。一般来说,铝液的温度测量是只监而不控,监测的数据只提供给可编程控制器PLC保存统计,以及数显仪显示,而无需参与运算与控制。

10、压力安全监测:

脉冲燃烧控制技术的燃料、空气、烟气的流量都是事先设定的,在正常运行过程中基本不变,因此对燃料、空气、烟气的压力监测就显得尤为重要,只有在压力变化不大时,流量才能按照设定的值运行。因此,蓄热式燃烧系统需要在燃料、助燃空气、压缩空气、排烟管道上设置压力开关,及时发现管道压力过低或者过高的现象。当燃气欠压(≤2kPa)、助燃空气欠压(≤2kPa)、冷却空气欠压(≤1kPa)、压缩空气欠压(≤0.2MPa)、排烟管道欠压(≤1kPa)时,相应的管道欠压信号灯闪烁,系统报警,延时3秒后,故障仍未消除,则自动关闭了燃料总管上的安全切断阀,确保系统安全。等燃料、助燃空气、压缩空气压力恢复正常后由人工解锁,才能恢复系统运行。

11、电气安全保护:

熔铝炉现场一旦发生停电现象,蓄热式燃烧自动控制系统会立即关闭燃料总管上的安全切断阀,并且所有的空气换向阀、燃料换向阀和电磁阀,因为失电而自锁,全部恢复到关闭的初始阀位,以防止产生安全事故。来电后,可由人工启动燃料总管上的安全切断阀后,再进入正常吹扫点火程序,才能开始运行系统。

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