燃气台车炉的核心技术专业方案.docx

燃气台车炉技术方案-11-19 起源：中国金属加工在线() 作者：祝小双 浏览次数：140 添加收藏 发给好友 燃气台车炉关键由炉体(包含炉衬)、炉门、炉车及驱动机构、燃烧系统、各管路及动力自控系统、炉压自控及排烟余热回收系统、密封装置、温度控制及统计系统等关键部分组成。
　　各部分技术关键点分别介绍以下：
　　炉体：
　　本炉因为需要安装中间闸门，考虑到其密封性，引进国外优异技术，对国外同型号燃气炉分析和研究，制订以下方案：
　　1.1壳体：
　　(1)炉体框架：分前后剖两段制作，前段框架基础承重部位采取预埋钢板形式，框架和基础预埋钢板采取焊接连接，后段框架底部安装数对走轮，能够在预埋轨道上前后移动，框架采取槽钢和钢板焊接而成，柱间及柱顶之间用型钢拉住，形成完整网架结构。炉子框架上设有平台、扶梯。炉体上全部需要检修、检验、操作和维护部分有平台和安全扶梯。
　　(2)炉外壁采取钢板焊接，厚度≥5mm。炉体外观平直、美观、没有皱褶或凹凸不平现象。炉体外部按相关标准刷两遍底漆，两遍面漆。色标选择按行业通用标准，关键部位用耐中温漆。
　　1.2衬衬：炉衬为全纤维结构，采取优质硅酸铝耐火纤维构筑，采取标准锚固件及科学合理镶装方法。纤维折叠块镶装前进行再次预压缩处理（压缩容重≥230Kg/m3），用锚固件固定在壳体上，保温材料安装厚度大于300mm。
　　该结构含有低导热、低热溶优良化学稳定性、热稳定性、抗热振性、优良抗拉强度和抗腐蚀性。硅酸铝纤维最高耐温950℃，锚固件材料选择304材料冲压成型。衬体制作完成后，表面有一层固化剂，形成一层隔热墙，增大衬体面强度及热辐射性能，并深入减小衬体畜热损失，达成快速升温效果，最大程度提升炉子热效率。
　　2．炉门、中间闸门
　　炉门、中间闸门结构及开闭机构直接影响炉子使用寿命和炉子气密性、炉温均匀性及工件加热质量。在设计中我方采取以下方法预防炉门、中间闸门变形及保 证炉门整体密封。
　　2.1.炉门
　　a 炉门主体采取钢板焊接连接，交汇处采取圆形钢管和加强板焊接连接(国外炉子企业常在铸造加热炉上采取此技术)，即为钢板膨胀留有余地，又确保了炉门整体刚性；
　　b 炉门较大，采取分块软连接拼装技术，有效预防炉门变形；
　　c 炉门密封好坏是十分关键，决定了炉内温度场是否均匀，能量消耗多少和厂房内环境温度，炉门上及左右三部分边缘采取软接触密封，四边采取型钢和钢板组合框架结构；
　　d 炉门压紧机构采取四联杆机构；采取电动葫芦升降方法提升炉门
　　e 炉门设有上、下行程双保险机构及和台车连锁机构，确保炉门运行平稳，安拿可靠。
　　2.2. 中间闸门
　　因为中间闸门两面具可能受热，所以钢骨架必需设置在门体中部。为此纤维厚度增加至400mm，采取耐热圆钢作为钢骨架主体。
　　闸门开闭借助中间龙门架及滑轮组合，利用电动葫芦带动上下升降。
　　闸门密封：假如采取传统嵌入式密封，因为闸门升降，势必需和炉体炉衬有一定间隙，从而造成炉内气压下降，大量热量外溢。本企业吸收中国外优异经验，采取以下技术：当闸门关闭到位后，后端炉体在电动推杆作用下向前移动，将前段炉体（固定不动）、中间闸门、后段炉体紧紧顶成为一体（也即前后炉体夹紧中间闸门），消除了传统密封弊端，当中间闸门需要上升或下降时，后段炉体向后移动，形成一定间隙，以免擦伤闸门。
　　3. 炉 车
　　炉车有耐火材料、车架、拉车驱动机构等组成。
　　3.1 炉车钢架： ’
　　炉车钢架由纵梁和横梁组成。为尽可能降低炉车高度，又要确保在重载冲击情况下有足够强度和刚性，纵梁采取“组合式焊接梁”，降低纵梁跨度。横梁采取“变截面鱼腹式组合焊接梁”，可依据横梁受力大小合理采取不一样断面高度，确保横梁刚性。
　　3.2 炉车行走机构：
　　台车行走机构采取交流电机拖动，传动方法为大小齿轮啮合形式，台车进出炉膛经过减速机直连小齿轮和台车车轮上大齿轮啮合而带动台车行走，并配有电磁制动器，运行平稳、可靠。台车走轮采取铸件经加工成型，传动轴采取45#钢精加工制作，并做调质处理，传动轴承采取滚柱轴承，确保负载要求。为了降低台车轮压，在台车底部安装5对10只走轮（每只走轮轮压≥30t），用来支承整个台车。台车行走设有极限限位，杜绝超行程行走现象。
　　3.3炉车衬体
　　采取重质耐火砖、轻质耐火砖、保温砖等制作成复合型衬体，表面平整，易碰撞部位和承重部位采取重质耐火砖砌筑(砌筑时泥浆内加入粘结剂调和)，增强炉衬结构强度。在制作时留有膨胀缝，预防衬体在受热后膨胀将衬体损坏。
　　3.4 安全保护：
　　燃气台车炉炉车设有进出行程双保险限位机构及和炉门连锁机构，炉后装有预防台车失控撞击炉后墙机械缓冲器安全保护装置。。
　　4．燃烧器及自控系统：
　　燃烧系统由高速烧嘴、控制器、电动调整阀、电磁阀、空气／燃气百分比调整阀、点火变压器、点火烧嘴和火焰监测器组成。含有自动点火、火焰检测、大小火脉冲加热等功效(小火时火焰不软弱无力，大小火有显著区分)。
　　燃气台车炉宽度较大，装载量大，为确保炉内温度均匀性和供热能力，采取广东势能制造ZIO140II大容量高速调温燃烧器。同时在每个供热烧嘴上配置点火烧嘴，以确保可靠点火。
　　每套高速烧嘴因配有专用控制器，操作人员可现场进行操作各烧嘴点火、大火和小火控制和观察工况。
　　5. 管路及管路自控系统：
　　5．1 天然气管路系统：
　　5．1．1天然气管路安全系统：
　　总进口管上设有二道手动球阀(一道是业主已安装好)、减压阀、压力变送器、紧急关闭阀和天然气流量计。在天然气欠压、风机故障、紧急断电时，自动关闭气源并报警。依据国家标准设置天然气放散管及放散阀。放散系统考虑汇总后集中放散形式。
　　5．1．2 天然气管路调压系统：
　　天然气管路供气系统总进口管上设有自动调整阀门(减压供气)、自动测压装置，可依据燃烧情况自动调整天然气管路系统压力和供气量。
　　5．2 助燃空气管路系统：
　　5．2．1助燃空气采取热风赔偿：
　　为合理组织燃烧，确保炉温均匀，控制a值，助燃空气采取热风赔偿技术。当炉子运行时，伴随空气预热温度不停提升，相同压力下，空气流量将减小，空气燃烧过剩系数x将随之降低，火焰成欠氧燃烧状态，C0含量增加，炉内形成还原气氛，可能造成工件表面渗碳；反之，炉温降低时，空气预热温度降低，一样压力下，空气流量增加，空气过剩系数x将随之增加，火焰成过氧燃烧状念，氧含量增加，炉内形成氧化气氛，造成工件表面氧化烧损和脱碳，产生大量氧化皮。采取热风赔偿系统可经过先导换热器感知空气预热温度改变，带动可变空燃百分比调整阀自动、等百分比调整烧嘴前燃气流量，实现在不一样预热温度和不一样烧嘴功率下空燃百分比恒定，达成最好燃烧状念。
　　5．2．2 助燃空气管路安全系统：
　　助燃空气管路设有自动测压装置。一但风机故障，自动关闭天然气源并报警。空气管路上设有安全防爆装置和氮气(或蒸气)吹扫接口。空气管路端部及高点设有放散管及放散阀。
　　总管安全系统和燃烧安全系统、控制安全系统，组成完整安全网，确保安全生产。
　　5．2．3 助燃空气管路调压系统：
　　总进口管上设有自动调整阀门、自动测压装置，可依据燃烧情况自动调整助燃空气管路系统压力和供气量。
　　燃气台车炉专门配置高压离心风机1台，确保足够风量和风压和天然气配比，确保炉子完全均匀燃烧，确保空气总管中压力稳定在4000—4500Pa。
　　风机进出口处各设有一个橡胶避震喉，以降低风机噪音。自动调整阀门和自动测压装置，可根掘燃烧情况，自动调整空气系统压力和供风量，控制合理燃烧百分比(空燃比控制在1．05—1.1)。
　　5.3 各管路自动控制系统：
　　管路上设有风压控制和显示系统、天然气压力控制系统、和各系统压力异常声、光报警系统，安全连锁系统。
　　为确保自动控制系统长久运行可靠，各压力控制关键仪表均采取进口仪表。各压力控制关键实施组件均采取进口产品，同时备有手动控制系统。以上各压力控制系统确保了热处理炉在最好状念工作，而且安全可靠。
　　6．炉压控制、排烟及余热回收系统：
　　6．1 炉压控制系统： ’
　　炉内压力是否控制或控制好坏，决定了炉内温度是否均匀和热效率高低。
　　炉压控制系统由炉内取压装置、压力变送器、自动控制仪表和大直径自控高温烟阀组成。可伴随供热量地改变，自动控制和调整炉内压力，使炉压控制在最好值，即确保了炉内热气流充足利用又确保了炉外冷空气不会大量吸入，达成节省能源及均匀炉温效果。高温烟阀设有自动和手动两种方法，当出现断电时，可采取手动方法将烟阀关闭。高温烟阀采取电子式实施器，确保其使用性能和寿命。
　　6．2 排烟系统：
　　本台车热处理炉采取采取上排烟方法排烟，在炉顶前后开设两个出烟口，利用管道交汇后进入车间主烟道，在烟道内设置空气换热器，对高温烟气中余热进行回收，将助燃空气加热至350℃左右。
　　6．3 余热回收系统：
　　烟囱下部设有空气预热器，经过烟气和空气热交换，回收烟气部分热量，以提升助燃空气温度，温度控制在350℃，节能约5％。
　　7． 密封：
　　整台炉子必需在全密封状态下运行，炉体和台车两侧气缸式密封，炉门和炉体、台车密封，采取四连杆压紧加炉门软边机构密封方法。密封装置性能稳定、使用可靠、寿命长、操作灵活、维修方便。
　　8．热处理炉控制系统：
　　本炉控制系统由温度控制及统计系统、燃烧控制系统、压力控制系统、安全故障报警和动力控制系统等组成，其中温度控制方法按进口智能仪表控制、手动控制两种方法，它能根据热处理工艺曲线要求自动控制炉温以达成炉内工件温度要求。
　　8．1 温度控制
　　整个炉区分成10个加热控温区（前段6个、后端4个）,选择高速烧嘴和百分比燃烧控制系统作为供热方法。该燃烧系统共设置20个烧嘴，分成10个控温区，每个区控制2个烧嘴，每个烧嘴配有燃气电磁阀和1气动双位空气蝶阀，每个区控温原理采取PID脉冲控制，经PID运算转为脉冲时序控制，分别控制各个烧嘴启闭时间，以达成控温目标。该系统很适于热负荷改变比较大和温度均匀性要求很高场所，烧嘴一直工作在最好燃烧状态下，以确保能耗低及排放物符合环境保护要求等指标，高速烧嘴高速喷出气流及特定工作时序可确保炉内温度均匀性，达成很好控温目标。另外，每个烧嘴前使用空燃百分比阀调整每个烧嘴空燃配比，系统可靠性大为提升。每个烧嘴还配有自动点火、自动保护功效，能实时显示烧嘴状态，以确保系统安全性。
　　8.1.1 控制功效介绍
　　烧嘴点火控制
　　点火程序：烧嘴在满足小火条件下：控制器进入火焰模拟和自检状态，在此时间内，假如没有监测到火焰信号，则进行下一步：打开点火电极和燃气阀，在安全时间内，假如监测到火焰信号， 则发送成功信号给PC或PLC，点火程序结束，控制器进入大火燃烧准备状态，假如安全时间内没有监测到火焰，那么天然气阀关闭，控制器锁定，发送报警信号给PLC 或PC，或进行第二次自动点火程序
　　系统升温保温阶段：
　　仪表PID自动调整：智能仪表依据设定升温斜率，利用优异无超调PID算法，自动进行开启大小火判定，从而达成正确控温
　　3）系统降温控制
　　本系统假如对降温有严格要求，那么设计时必需考虑降温控制。
　　智能仪表要求有降温曲线控制功效，双通道控制输出功效。炉体装载量不一样，自然冷却时间也不一样，所以要求降温曲线也采取PID调整，当然，也能够手动来控制。
　　降温关键介质为冷风，即当自然降温满足不了降温曲线时，要求打开风机进行灌吹
　　冷风管路使用助燃风管路系统，要求切换预热管路至冷风管路，而且降温时安全关闭天然气阀！
　　在降温段中，整个过程将不在使用明火控制，因为用户要求降温曲线远大于自然冷却曲线，所以利用自然冷却加风机功效来作为调整温度控制。
　　8．2 压力控制系统
　　热处理炉分别设有天然气压力自控系统、天然气欠压紧急切断并报警控制系统、助燃空气压力自控系统、炉膛压力自控系统连锁控制系统。
　　助燃空气压力自控系统：隋着炉温不一样，助燃空气预热温度也不一样，助燃空气调整设定值可依据助燃空气温度自动给定，确保烧嘴在燃烧过程中空气和天然气百分比达成最好。
　　天然气压力系统还设有高低压切断、天然气欠压时自动关闭气源并报警和风机和压缩空气欠压故障时报警，并自动切断天然气功效，以确保安全生产，
　　8．3 安全故障报警和动力控制系统
　　8．3．1 动作安全系统：
　　炉门、炉车移动、侧密封开闭极限位置，全部有限位开关，均采取名牌元器件，并设有双保险。
　　8．3．2 燃烧安全系统：
　　每套燃烧系统全部设有自动点火安全控制程序，火焰自动监测、熄火、回火自动紧急关闭保护及现场和控制室同时报警。以确保各系统安全运行。
　　8．3．3各管路系统安全：
　　各管路系统设有安全保护装置，全部阀门采取电开式，一旦停电就自动切断燃烧器电动燃气阀和总管安全阀。预防产生事故。供电正常后，由人工确定开启总管安全阀，并能正常吹扫后开启点火程序。
　　当日然气欠压或风压、压缩空气异常时自动报警，超出危险值时系统自动关闭天然气总阀和切断全部烧嘴前阀门。
　　8．3．4温度系统安全：
　　炉温、空气预热温度超温时报警。预热器下部设有掺冷装置确保预热器安全使用。
　　8．3．5安全接地：
　　全部电气设备、电线埋敷管、仪表柜等全部有安全接地装置，燃料管路上设有防静电接地装置，烟囱设有防雷接地装置。
　　8．3．6应急控制：
　　整套自控系统中各个控制系统均设有“自控”和“手控”二套控制模式，含有多个应急控制手段，以确保系统安全运行，实现安全连续生产。
　　8．3．7动作控制系统：
　　(1)炉门升、降控制，及限位双保险保护系统；并在炉门前设控制按钮以方便操作；
　　(2)炉车进出控制，及限位双保险保护系统；并在炉门前设控制按钮 以方便操作；
　　(3)侧密封开闭控制及定位联锁系统；
　　(4)炉门、炉车、侧密封三者之间相互联锁；
　　(5)风机肩动控制系统，及和天然气紧急关闭阀、烧嘴控制器连锁；
　　(6)热电偶赔偿导线采取屏蔽线，以确保测量可靠。