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摘要:本文介绍了连续退火炉的燃烧系统的工作原理,燃烧设备的调整维护方法,同时对一些常见的故障现象进行归类和分析。
关键词:燃烧设备 烧嘴 调整
一、引言
连续退火炉是冷轧板带退火工艺所必须的设备,属于高能耗设备。退火炉燃烧系统的正常合理使用,不但能够达到预期的炉温,保证板带的机械性能,而且对于提高热效率节能降耗和设备安全都有着重要的意义。尤其是使用了较长时间的退火炉,对其燃烧系统进行调整标定更是非常重要。
二、 燃烧设备的组成
连退炉的燃烧设备主要包括主烧嘴,点火系统,火焰检测器,辐射管,换热器,助燃风机,排烟风机等。燃烧控制设备主要包括分区的煤气流量控制阀,单个主烧嘴的煤气流量调节阀,空气流量节流阀,安全切断阀等。(见图一)
三、调整的目的和思路
燃烧设备的调整目的是,保证同一分区内所有主烧嘴(见图二)的燃烧是充分的,煤气和空气的分配是均衡的,也就是说在同一区烧嘴的燃烧功率平衡,防止局部个别烧嘴出现燃烧不充分,或者过烧,这样对于板带的加热和设备的使用寿命都有影响。
燃烧设备的调整主要是通过调整每一个主烧嘴前面的煤气调节阀和空气节流阀的开度实现的,一旦经过调整和标定,在下一次调节前要保持固定开度不变。每个烧嘴是否能够正常燃烧靠对每个烧嘴烟气中氧含量的检测,要达到每个烧嘴燃烧后排放的烟气中的氧含量要一致,也就是要实现空气过剩。
四、燃烧系统调节不当的问题
燃烧设备长期不调节,会造成一个区内的各个烧嘴煤气分配量不均,会产生部分烧嘴燃烧不足,部分烧嘴高功率,导致能源浪费和设备损坏。
4.1 高功率过燃烧
如果煤气流量超过烧嘴额定流量,烧嘴将产生高功率。这种情况下,辐射管温度会超出正常范围,从而降低使用寿命。如果煤气流量超过烧嘴额定流量,吸气装置从烧嘴内抽取的空气量将低于烧嘴正常燃烧时的抽取的空气量。这种情况下,比例阀可能关闭燃烧,甚至减少输送产生燃烧不足。
4.2 燃烧不足
如果燃烧不足,辐射管的使用寿命将显著降低。含有CO和煤气的废气会在辐射管尾部或者排烟管道内产生后燃烧现象,对后续设备造成损坏;如果比例阀关闭燃烧或减少燃烧,未燃烧的部分和烟尘将集聚在辐射管和烧嘴的同流换热器上。集聚的结果会降低排烟效果,形成集聚效应。分区烟气中的中的烟尘会阻塞氧气分析仪的取样管过滤器,影响到烟气的O2检测。
比例阀关闭燃烧或减少燃烧的区域,供应给辐射管的煤气并没有完全燃尽,没有燃尽的煤气和CO在排烟管道中有燃烧的危险。
比例阀关闭燃烧或减少燃烧有多种原因:分区调节器空燃比失常;一个或多个烧嘴空气供应不足;烧嘴煤气流量高于预定值;烧嘴和辐射管或者辐射管和排烟管道间的连接法兰密封失效(见图三)。
辐射管和排烟管道连接法兰发生泄漏时,排烟管道末端会发生后燃烧。排烟管路上泄漏烟气位置的温度将非正常升高,升高到一定温度后会发光,外面的保温的颜色也会变黄,这个很容易被发现。这种情况下,将相关的烧嘴关闭,用力矩扳手重新紧固连接法兰。
如果发生后燃烧的仅限于一个或少量几个烧嘴,烟气温度增加的会比较有限。
相关的连接法兰每年都需要使用扭距扳手进行系统的紧固。
五、调解方法和步骤
对主烧嘴燃烧调节要分区进行,主要分为下述两步,要按照顺序依次完成。进行调节时,生产线必须在正常生产的情况下进行,最好能够保持板带的材质,板带的宽度和厚度,生产线的速度不变下进行。在宽度、厚度都较大时,可进行容易且快速的调整。
5.1 主烧嘴煤气流量的调节
要对主烧嘴进行调节,首先要知道每个分区的煤气的额定流量,每个烧嘴的额定流量,知道阻尼处的压差,采用“U”型管压力计检查,一般量程不小于1000mmH2O,控制器设置于自动模式。
每区的煤气流量就是单个烧嘴的流量和每个区的烧嘴数量的乘积。另外要在现场对烧嘴的燃烧状况进行观测检查。
主烧嘴的调节过程可以在超出额定煤气流量和煤气控制阀100%状态下进行。
手动调整空气节流阀,逐步开到到100%;手动调整煤气流量调节阀,逐步开到100%。如果煤气流量超过分区煤气额定流量的5%的话,则需要检查分区额定煤气压力是否正常;如果分区额定煤气压力正常,则需要关小分区煤气控制阀,减少分区内每个烧嘴的煤气流量,关小手动节流阀。
当上述描述的操作对于分区的每一个烧嘴精确调节完成后,差压调节通过每个烧嘴的节流阀进行调节,使用“U”型管压力计检测,通过相应主烧嘴额定煤气流量来完成。
平衡操作必须重复至少2到3次,直到检测的分区烧嘴差压一样为止。
5.2 主烧嘴空气流量调节
每一个烧嘴的额定空气流量标定的时候使用冷空气。调整空气流量调节阀到手动,逐步设置输出到100%;分区每一个烧嘴差压的调整通过每一个烧嘴的手动节流阀进行,差压调节通过相应主烧嘴额定煤气流量来完成。
平衡操作必须重复至少2到3次,直到检测的分区烧嘴差压一样为止。
烧嘴燃烧调节时,空气和煤气控制器均处于手动模式的最大能力,在调节期间必须注意不要使炉子过热。调节结束时,通过便携式分析器检测每一个烧嘴的O2和CO的含量;直到达到每一个烧嘴的检测值相同。
六、总结
连退炉燃烧系统的调整和标定,主要是围绕着各区域内烧嘴燃烧的均衡,达到炉内温度均匀,各辐射管和烧嘴功率稳定,实现充分燃烧。一般说来,对于烟气中氧含量的检测要做到每季度一次,烧嘴燃烧调节必须每六个月进行一次。与辐射管相连接的法兰每年都需要使用扭距扳手进行系统的紧固。
参考文献:
[1] 李九龄.《带钢连续热镀锌》.北京:冶金工业出版社,2001
[2]晏晓华. 宝钢连续退火机组加热炉带温控制技术[J]. 控制工程,2004,11(2):138-141
[3]李学党,苗铁岭,张玉琴. 现代连续退火机组的发展与应用探讨[J]. 河南冶金,2008,16(1):23-25
(责任编辑:郭伟)
关键词:燃烧设备 烧嘴 调整
一、引言
连续退火炉是冷轧板带退火工艺所必须的设备,属于高能耗设备。退火炉燃烧系统的正常合理使用,不但能够达到预期的炉温,保证板带的机械性能,而且对于提高热效率节能降耗和设备安全都有着重要的意义。尤其是使用了较长时间的退火炉,对其燃烧系统进行调整标定更是非常重要。
二、 燃烧设备的组成
连退炉的燃烧设备主要包括主烧嘴,点火系统,火焰检测器,辐射管,换热器,助燃风机,排烟风机等。燃烧控制设备主要包括分区的煤气流量控制阀,单个主烧嘴的煤气流量调节阀,空气流量节流阀,安全切断阀等。(见图一)
三、调整的目的和思路
燃烧设备的调整目的是,保证同一分区内所有主烧嘴(见图二)的燃烧是充分的,煤气和空气的分配是均衡的,也就是说在同一区烧嘴的燃烧功率平衡,防止局部个别烧嘴出现燃烧不充分,或者过烧,这样对于板带的加热和设备的使用寿命都有影响。
燃烧设备的调整主要是通过调整每一个主烧嘴前面的煤气调节阀和空气节流阀的开度实现的,一旦经过调整和标定,在下一次调节前要保持固定开度不变。每个烧嘴是否能够正常燃烧靠对每个烧嘴烟气中氧含量的检测,要达到每个烧嘴燃烧后排放的烟气中的氧含量要一致,也就是要实现空气过剩。
四、燃烧系统调节不当的问题
燃烧设备长期不调节,会造成一个区内的各个烧嘴煤气分配量不均,会产生部分烧嘴燃烧不足,部分烧嘴高功率,导致能源浪费和设备损坏。
4.1 高功率过燃烧
如果煤气流量超过烧嘴额定流量,烧嘴将产生高功率。这种情况下,辐射管温度会超出正常范围,从而降低使用寿命。如果煤气流量超过烧嘴额定流量,吸气装置从烧嘴内抽取的空气量将低于烧嘴正常燃烧时的抽取的空气量。这种情况下,比例阀可能关闭燃烧,甚至减少输送产生燃烧不足。
4.2 燃烧不足
如果燃烧不足,辐射管的使用寿命将显著降低。含有CO和煤气的废气会在辐射管尾部或者排烟管道内产生后燃烧现象,对后续设备造成损坏;如果比例阀关闭燃烧或减少燃烧,未燃烧的部分和烟尘将集聚在辐射管和烧嘴的同流换热器上。集聚的结果会降低排烟效果,形成集聚效应。分区烟气中的中的烟尘会阻塞氧气分析仪的取样管过滤器,影响到烟气的O2检测。
比例阀关闭燃烧或减少燃烧的区域,供应给辐射管的煤气并没有完全燃尽,没有燃尽的煤气和CO在排烟管道中有燃烧的危险。
比例阀关闭燃烧或减少燃烧有多种原因:分区调节器空燃比失常;一个或多个烧嘴空气供应不足;烧嘴煤气流量高于预定值;烧嘴和辐射管或者辐射管和排烟管道间的连接法兰密封失效(见图三)。
辐射管和排烟管道连接法兰发生泄漏时,排烟管道末端会发生后燃烧。排烟管路上泄漏烟气位置的温度将非正常升高,升高到一定温度后会发光,外面的保温的颜色也会变黄,这个很容易被发现。这种情况下,将相关的烧嘴关闭,用力矩扳手重新紧固连接法兰。
如果发生后燃烧的仅限于一个或少量几个烧嘴,烟气温度增加的会比较有限。
相关的连接法兰每年都需要使用扭距扳手进行系统的紧固。
五、调解方法和步骤
对主烧嘴燃烧调节要分区进行,主要分为下述两步,要按照顺序依次完成。进行调节时,生产线必须在正常生产的情况下进行,最好能够保持板带的材质,板带的宽度和厚度,生产线的速度不变下进行。在宽度、厚度都较大时,可进行容易且快速的调整。
5.1 主烧嘴煤气流量的调节
要对主烧嘴进行调节,首先要知道每个分区的煤气的额定流量,每个烧嘴的额定流量,知道阻尼处的压差,采用“U”型管压力计检查,一般量程不小于1000mmH2O,控制器设置于自动模式。
每区的煤气流量就是单个烧嘴的流量和每个区的烧嘴数量的乘积。另外要在现场对烧嘴的燃烧状况进行观测检查。
主烧嘴的调节过程可以在超出额定煤气流量和煤气控制阀100%状态下进行。
手动调整空气节流阀,逐步开到到100%;手动调整煤气流量调节阀,逐步开到100%。如果煤气流量超过分区煤气额定流量的5%的话,则需要检查分区额定煤气压力是否正常;如果分区额定煤气压力正常,则需要关小分区煤气控制阀,减少分区内每个烧嘴的煤气流量,关小手动节流阀。
当上述描述的操作对于分区的每一个烧嘴精确调节完成后,差压调节通过每个烧嘴的节流阀进行调节,使用“U”型管压力计检测,通过相应主烧嘴额定煤气流量来完成。
平衡操作必须重复至少2到3次,直到检测的分区烧嘴差压一样为止。
5.2 主烧嘴空气流量调节
每一个烧嘴的额定空气流量标定的时候使用冷空气。调整空气流量调节阀到手动,逐步设置输出到100%;分区每一个烧嘴差压的调整通过每一个烧嘴的手动节流阀进行,差压调节通过相应主烧嘴额定煤气流量来完成。
平衡操作必须重复至少2到3次,直到检测的分区烧嘴差压一样为止。
烧嘴燃烧调节时,空气和煤气控制器均处于手动模式的最大能力,在调节期间必须注意不要使炉子过热。调节结束时,通过便携式分析器检测每一个烧嘴的O2和CO的含量;直到达到每一个烧嘴的检测值相同。
六、总结
连退炉燃烧系统的调整和标定,主要是围绕着各区域内烧嘴燃烧的均衡,达到炉内温度均匀,各辐射管和烧嘴功率稳定,实现充分燃烧。一般说来,对于烟气中氧含量的检测要做到每季度一次,烧嘴燃烧调节必须每六个月进行一次。与辐射管相连接的法兰每年都需要使用扭距扳手进行系统的紧固。
参考文献:
[1] 李九龄.《带钢连续热镀锌》.北京:冶金工业出版社,2001
[2]晏晓华. 宝钢连续退火机组加热炉带温控制技术[J]. 控制工程,2004,11(2):138-141
[3]李学党,苗铁岭,张玉琴. 现代连续退火机组的发展与应用探讨[J]. 河南冶金,2008,16(1):23-25
(责任编辑:郭伟)