蓄熱式加熱爐的燃燒排氣控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及:用于在鍛鋼生產(chǎn)工藝中將材料加熱至能夠鍛造的溫度的加熱爐，更加詳細而言，涉及如下控制方法及控制裝置，即，在利用蓄熱式燃燒器的蓄熱式加熱爐中，控制燃燒器的燃料、燃燒空氣以及燃燒排出氣體的排出量，從而適當?shù)卣{(diào)節(jié)因燃燒氣體而引起的爐內(nèi)的壓力，并且將全部排出氣體使用在用于進行熱交換的蓄熱體的蓄熱中。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在鋼鐵生產(chǎn)過程中，為了將材料加熱至目標溫度，而使用加熱爐，而且大部分使用將混合氣體作為燃料的燃燒器，最近，為了節(jié)約燃料，蓄熱式燃燒器(RegenerativeBurner)的使用具有增加的趨勢。
[0003]設(shè)置在現(xiàn)有的加熱爐的所有燃燒器都進行連續(xù)燃燒，而且此時產(chǎn)生的排出氣體，是通過作為熱交換器的回熱式熱交換器(recuparator)來回收的。但是，在蓄熱式燃燒器的情況下，燃燒器自身具有蓄熱體，因此不必使用單獨的熱交換器，將彼此對應(yīng)的兩個燃燒器構(gòu)成為一組，一側(cè)的燃燒器燃燒規(guī)定時間，此時產(chǎn)生的排出氣體被吸入到相向的相反側(cè)的燃燒器，從而蓄熱于作為蓄熱體的氧化鋁陶瓷球中。
[0004]在經(jīng)過規(guī)定時間(約60-90秒)后，原來燃燒的燃燒器停止，而在蓄熱體進行了蓄熱的相向的燃燒器開始燃燒，與此同時，使燃燒用空氣經(jīng)過蓄熱體，則燃燒用空氣將預(yù)熱至高溫。即，上述的蓄熱式燃燒器燃燒系統(tǒng)為如下燃燒裝置，即，相面對的一對燃燒器構(gòu)成一組，實現(xiàn)連續(xù)地交替燃燒，并且在非動作燃燒器和動作燃燒器交替運作時，通過原來處于非動作狀態(tài)的燃燒器的蓄熱體進行熱交換，從而將蓄熱體蓄存的熱量傳遞給燃燒空氣，由此能夠回收燃燒排出氣體所具有的熱量。
[0005]這種能量再生燃燒器，基于加熱爐的爐溫度，以兩種燃燒方式進行燃燒，在加熱爐的溫度為規(guī)定溫度(通常800-900°C )以下的情況下，使用基于向?qū)紵?pilot burner)的1次側(cè)燃燒方式，在規(guī)定溫度(800-900°C)以上的情況下，會引發(fā)自燃，在該情況下，使用如下燃燒方式，即，從單獨的噴嘴噴射燃料氣體，使該燃料氣體與經(jīng)過了燃燒器內(nèi)部的蓄熱體的高溫的燃燒空氣，在加熱爐內(nèi)進行混合，從而點火。
[0006]在現(xiàn)有的蓄熱式燃燒器燃燒的情況下，相反側(cè)的燃燒器用于蓄熱的燃燒排出氣體，僅僅是產(chǎn)生的全部氣體的80%左右。這是因為，通過利用剩余的20%的排出氣體，來調(diào)節(jié)爐內(nèi)壓力。這時，20%的排出氣體作為高溫的廢氣而通過排氣管排放到大氣中。需要調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣氛壓力(爐壓)的理由是，當爐壓變?yōu)樨搲簳r，周圍的空氣流入爐內(nèi)，從而使爐內(nèi)溫度或者爐內(nèi)氣氛不穩(wěn)定，而且侵入空氣變?yōu)檫^剩空氣而導(dǎo)致能量損失。
[0007]另外，在爐壓為正壓的情況下，爐內(nèi)氣體從材料裝卸門的周邊的縫隙泄漏，從而引起能量損失和爐主體的損傷。通常，在測量爐壓時，在與爐上方靠近的地方或者在被加熱物堆積的高度上進行，而且通過設(shè)置在排氣管的調(diào)節(jié)阻尼器進行自動調(diào)節(jié)，以使其數(shù)值為0?+5mmH20左右。
[0008]在現(xiàn)有的流量控制方法中，燃料氣體、燃燒空氣采用雙交叉限幅(double crosslimit)控制，溫度調(diào)節(jié)計的輸出與氣體及空氣量調(diào)節(jié)計的級聯(lián)(cascade)控制信號通過并聯(lián)電路來執(zhí)行，而且，在過渡狀態(tài)下，以使燃料及空氣量的測量值不會過多或者過少的方式，基于所設(shè)定的增、減系數(shù)來設(shè)定各燃料、空氣比率的上、下限值。
[0009]S卩，在現(xiàn)有技術(shù)中，僅將燃燒時產(chǎn)生的燃燒氣體的80%，用于燃燒空氣的預(yù)熱，將20%的高溫燃燒氣體(1200?1250度)排放到大氣中，因此導(dǎo)致能量損失。
[0010]此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了將燃燒時產(chǎn)生的燃燒氣體的20%向外部排出，需要單獨的燃燒氣體排出管(duct)，而且由于燃燒氣體的溫度高，因此需要對排出管內(nèi)部單獨設(shè)置用于隔熱的耐火材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種蓄熱式加熱爐的燃燒排氣控制裝置及控制方法，將工業(yè)用加熱爐的排出氣體的100%使用在燃燒空氣的預(yù)熱所需的熱交換中，從而使因燃燒排出氣體而引起的能量損失實現(xiàn)最小化，并且使使用能量節(jié)約實現(xiàn)最大化。
[0012]此外，本發(fā)明的目的在于，提供一種蓄熱式加熱爐的燃燒排氣控制裝置及控制方法，將原來向大氣中排出的20%的高溫的燃燒氣體，再使用于燃燒空氣的預(yù)熱中，此外還能夠調(diào)節(jié)爐內(nèi)氣體壓力。
[0013]此外，本發(fā)明的目的在于，提供一種蓄熱式加熱爐的燃燒排氣控制裝置及控制方法，在使用蓄熱式燃燒器的加熱爐中，根據(jù)燃燒器的燃燒負荷，控制燃料及燃燒空氣、排出氣體的排出量，由此能夠控制爐內(nèi)壓力。
[0014]本發(fā)明所要解決的問題不限于此，對于沒有言及的其他問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員將通過以下記載會明確理解。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種蓄熱式加熱爐的燃燒排氣的控制方法，所述蓄熱式加熱爐設(shè)置有多個蓄熱式燃燒器(Regenerative Burner)，能夠控制燃燒器的燃燒量、向燃燒器供給的燃料以及燃燒空氣、燃燒排出氣體的排出量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種蓄熱式加熱爐的燃燒氣體的控制方法，包括:第一步驟:所述加熱爐內(nèi)的溫度檢測傳感器檢測爐內(nèi)溫度；第二步驟:接收所述爐內(nèi)溫度的測量值并與基準溫度設(shè)定值進行比較，將與比較的值對應(yīng)的模擬信號，向順序控制器輸出；第三步驟:通過根據(jù)所述第二步驟的輸出值設(shè)定的程序，所述順序控制器調(diào)節(jié)各燃燒器的燃燒、燃料量、空氣量及燃燒氣體的排出量；第四步驟:測量因不同燃燒負荷下的燃燒氣體而產(chǎn)生的所述加熱爐內(nèi)的壓力；第五步驟:對測量出的所述壓力值與基準壓力進行比較，并且將與比較的值對應(yīng)的模擬信號，向所述順序控制器輸出；第六步驟:根據(jù)所述第五步驟的輸出值，所述順序控制器控制在所述第三步驟中設(shè)定的燃燒氣體的排出量。
[0017]另外，在所述第三步驟中，在多個所述燃燒器進行交替燃燒時，就進行燃燒的燃燒器而言，燃料及空氣的切斷閥打開而開始進行燃燒，就相對側(cè)的燃燒器而言，燃燒氣體的切斷閥打開而排出燃燒氣體。
[0018]另外，進行燃燒的所述燃燒器的燃料及空氣的切斷閥，比相對側(cè)的燃燒器的燃燒排出氣體的切斷閥，延遲輸入值那么多，從而防止因燃燒氣體而引起的爐內(nèi)壓力上升。
[0019]另外，在所述第六步驟中，所述順序控制器對在用于調(diào)節(jié)燃燒氣體的排出量的所述第三步驟中設(shè)定的燃燒氣體的排出量，賦予加權(quán)系數(shù)(factor)。
[0020]另外，在所述第六步驟中，在測量出的所述壓力值比基準壓力小的情況下，賦予
0.9?0.99的加權(quán)系數(shù)，并排出比所述爐內(nèi)所產(chǎn)生的燃燒氣體量少的氣體，從而使爐內(nèi)壓力上升。
[0021 ] 另外，在所述第六步驟中，
[0022]在測量出的所述壓力值比基準壓力大的情況下，賦予1.01?1.1的加權(quán)系數(shù)，并排出比所述爐內(nèi)所產(chǎn)生的燃燒氣體量多的氣體，從而降低爐內(nèi)壓力。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包括:加熱爐，設(shè)置有蓄熱式燃燒器，燃料氣體管道和燃燒空氣管道，分別向多個所述蓄熱式燃燒器供給燃料和空氣，燃燒氣體管道，用于多個所述蓄熱式燃燒器燃燒時產(chǎn)生的燃燒氣體的蓄熱，溫度測量計和壓力測量計，用于測量所述加熱爐內(nèi)的溫度和壓力，順序控制器，用于調(diào)節(jié)多個所述蓄熱式燃燒器的燃燒、燃料量、空氣量以及燃燒氣體的排出量；所述順序控制器控制為:在多個所述蓄熱式燃燒器中，使進行燃燒的燃燒器的燃料及空氣的供給，比不進行燃燒的燃燒器的燃燒氣體的排出，延遲規(guī)定的輸入值那么多。
[0024]另外，所述順序控制器對測量出的壓力值與基準壓力進行比較，來對燃燒氣體的排出量賦予加權(quán)系數(shù)(factor)。
[0025]另外，在測量出的所述壓力值比基準壓力小的情況下，所述順序控制器對燃燒氣體的排出量賦予0.9?0.99的加權(quán)系數(shù)。
[0026]另外，在測量出的所述壓力值比基準壓力大的情況下，所述順序控制器對燃燒氣體的排出量賦予1.01?1.1的加權(quán)系數(shù)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，包括:溫度測量部，測量爐內(nèi)的溫度；壓力測量部，測量爐內(nèi)的壓力；控制部，對測量出的