第32卷第5期工業(yè)妒Vol32 No52010年9月Industrial Fumace室式天然氣加熱爐的改進朱敏鴻(陜西宏遠航空鍛造有限責(zé)任公司,陜西咸陽713801)要:對天然氣加熱爐進行了系統(tǒng)分析和改進。重點介紹了爐體結(jié)構(gòu)及燃燒控制系統(tǒng)的改進。通過上述改進,提高了天然氣加熱爐的爐溫均勻性提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量取得了節(jié)能降耗的良好效果。關(guān)鍵詞:燃氣加熱爐;熱爐底;然燒控制;爐溫均勻性;節(jié)能圖分類號:TG307文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1001-6988(2010)05-0043-02Improvement of Natural Gas Chamber FurnaceZHU Min-hong(Shaanxi Contoso Aviation Forging Limited Liability Company, Xianyang 713801, ChinaAbstract: The analysis and improvement of the natural gas furnace are carried out systematically. Theimprovement of the furnace structure and the combustion control system are introduced. Through the aboveimprovements, the temperature uniformity of the natural gas furnace is increased, the quality and quantity ofroducts are improved, and good results in saving energy, reducing exhaust are received.Key words: gas heating fumace; hot fumace hearth; combustion control; fumace temperatureuniformity; energy conservation公司是一個以鋼、鋁、鈦、高溫合金等航空材料了±15℃,見表1;天然氣消耗較改造前同類爐子相鍛造為主的熱加工企業(yè)。用于鍛造、熱處理及模具比節(jié)約30%以上,節(jié)能降耗顯著。預(yù)熱等方面的加熱爐種類比較多,主要采用電阻爐和燃氣加熱爐。多年來,使用燃料為發(fā)生爐煤氣,發(fā)生爐煤氣的熱值較低,爐溫均勻性差,加熱效率低下,污染環(huán)境,嚴重制約了航空航件的生產(chǎn)。2005年初公司引入天然氣,建造了第一臺天然氣加熱爐,至2009年加熱爐全部使用天然氣。1爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進圖114點立體測溫示意圖由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計上沿用了原發(fā)生爐煤氣加熱爐原天然氣加熱爐燃燒產(chǎn)生的煙氣通過煙道直的一些設(shè)計思想,使用一段時間以后發(fā)現(xiàn),天然氣消接進人換熱器,然后排入大氣,屬于直排式。爐內(nèi)耗比較大,存在不完全燃燒現(xiàn)象,爐溫均勻性不好,排出煙氣溫度高達600-1200℃,約占供入爐內(nèi)熱爐膛測溫溫差達±25℃。針對加熱爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計燃量的30%-60%。這么多熱量的排走,雖經(jīng)過換熱燒控制、節(jié)能減排等方面的問題進行分析和技術(shù)改器,還是浪費巨大,而且爐內(nèi)不易形成一個較穩(wěn)定進后,爐溫均勻性顯著改善如某臺爐膛容積為75的溫度場,溫度梯度比較大,測溫爐內(nèi)溫度均勻性m3加熱爐立體14點測溫(見圖1),爐溫均勻性達到為±25℃收稿日期:201003-09;修回日期:201007-22筆者在后續(xù)加熱爐設(shè)計中,在爐體的結(jié)構(gòu)上進作者簡介朱敏鴻(198-),男,工程師,主要從事工業(yè)爐的設(shè)計行了改進采用熱爐底結(jié)構(gòu)形式使直排煙氣改為從與工藝工作排煙口進入爐底,煙氣經(jīng)爐底煙道循環(huán)后再進入換43技術(shù)改造:室式天然氣加熱爐的改進表175m天然氣加熱爐14點測溫數(shù)據(jù)爐空氣預(yù)熱350℃左右,可節(jié)約燃料15%左右實際溫度/r℃測試位置儀表指示溫度產(chǎn)爐襯材料的選擇也是重要的節(jié)能因素。改進過最低程將兩臺同型號不同爐襯天然氣加熱爐對同一批坯料保溫進行比較,兩種爐襯耗氣量相差比較大。用148.3114533116016016371158775m3天然氣爐加熱同一種坯料,單就保溫階段進l1517行比較,用澆注料做耐火層的爐子天然氣用量為170-180m}h,而用耐火纖維模塊做耐火層的爐子611611601168511644燃氣量僅為70-80m沿h如定期對耐火層表面刷涂11601156.1紅外線耐火噴涂料,可節(jié)能和抗擊爐氣對爐襯的沖1160117811668刷,防止?fàn)t襯剝落。1146.3o123l1112燃燒控制系統(tǒng)的改進11601163.511575115991153.9原天然氣加熱爐采用定比燃燒方式,這種方式l1505不利于控溫,因控制系統(tǒng)單一,燃燒系統(tǒng)獨立運行1601151.711467造成爐內(nèi)溫度場不易控制,每一個區(qū)的溫度主要靠注:在合格區(qū)尺寸范圍內(nèi),設(shè)定溫度1100℃,實測溫度1160:人為操作,溫度均勻性差,坯料得不到一個穩(wěn)定的溫符合土5℃要求度場,直接影響坯料的加熱質(zhì)量,對此采用了爐溫自熱器,最后排人大氣,見圖2。動控制與記錄、空燃比自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)燒嘴的燃燒能力控制由PID爐溫控制單元實現(xiàn),它由熱電偶、控溫儀表、燒嘴及配套的燃燒單元組成?？販剡^程,按照溫控器PD信號調(diào)節(jié)電動蝶閥開度,與此同時燃氣也通過空氣壓力信號作用給空燃比例閥自動配比燃氣量,從而實現(xiàn)燃燒自動控溫。整個控溫過程,排煙口燒嘴燒嘴排煙口通過記錄儀跟蹤記錄。燃燒控制系統(tǒng),見圖3。主控?zé)犭娕级窚囟扔洔囟瓤刂破鲌D2改進后的室式天然氣加熱爐結(jié)構(gòu)圖熱空氣手動蝶閥改進使加熱爐的爐底得到了充分預(yù)熱,改善了爐內(nèi)的溫度場減小了不同加熱平面的溫度梯度,改補比例調(diào)善了爐溫均勻性(見表1),減小了毛坯各部分的溫器直點火電極差縮短了加熱和保溫時間,提高了鍛件加熱速度;型翼降低進人換熱器的煙氣溫度,從過去的1100℃左空氣接凵○O燃氣接口右降至700-800℃提高了換熱器的使用壽命;過去加熱爐空氣不預(yù)熱,現(xiàn)在空氣預(yù)熱至350℃減排效圖3燃燒控制系統(tǒng)圖果顯著。排放煙氣的溫度降低,由原來600~700℃設(shè)計采用爐壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電動蝶閥安裝現(xiàn)在為300℃左右。改善了大氣環(huán)境據(jù)統(tǒng)計200于煙囪中,電動蝶閥的開度比例直接受爐內(nèi)微差年SO2排放量同比下降12%壓變送器和爐壓控制表的自動控制。所以在燃燒采用空氣換熱器,節(jié)能效果比較顯著。據(jù)資料控溫過程中,因燃燒煙氣量和煙囪電動蝶閥始終介紹,加熱爐空氣預(yù)熱溫度每提高100℃,約可提高保持一定比例,爐膛壓力比較穩(wěn)定,爐子處于較好爐子生產(chǎn)能力2%,節(jié)約燃料5%左右。天然氣加熱的工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)第49頁)工業(yè)妒第3卷第5期2010年9月裘1GBT4889-94規(guī)定常用補償導(dǎo)線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)電偶配用的補償導(dǎo)線名稱分度號名稱型號正極負極一般普通級、耐熱普通級一般精密級耐熱精密級s銅-銅鎳06補償型SC鏢鉻—鎳硅K鐵銅鎳22補償型銅銅鎳補償型鎳鉻10-鎳硅3延長型KX鎳鉻銅鎳E鎳鉻10-銅鎳45延長型EX鐵鋼鎳鐵-銅鎳45延長型X銅康銅銅-銅鎳45延長型藍黑棕紫白灰鎳鉻硅-鎳硅N鐵銅鎳18補償型NC鎳鉻14硅-鎳硅延長型NX表2GBT4889-94推薦按照IEC-584-3標(biāo)準(zhǔn)的敷設(shè),以免造成電磁干擾影響計量設(shè)備運行,同時也常用補償導(dǎo)線的著色是防范漏電造成高電壓串入儀表的措施;的化學(xué)腐熱電偶分度號補償導(dǎo)線型號負極正極護套著色蝕,機械損傷27尾聲橙黃設(shè)備檢查的常用方法,即看外觀、嗅氣味、聽聲音、觸摸發(fā)熱溫度。NC. NX3結(jié)語現(xiàn)場設(shè)備維護作業(yè)中,累積了許多寶貴的實踐TX經(jīng)驗,凝聚了諸多一線人員長期維修作業(yè)中成功的塵,熱電偶套管內(nèi)外灰塵,要清除;管,保護套管軟經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)。將這些來自現(xiàn)場的經(jīng)驗提升到管和穿線管,檢查是否松動破裂,進行緊固或者更理論的高度,規(guī)范其表達含義,糾正其偏差和錯誤,換;固,緊固件擰緊或者更換;壓,用于高溫承壓的可以去偽存真,使設(shè)備維修理論與實踐經(jīng)驗有機地保護套管進行探傷檢查;檢校準(zhǔn)和檢定熱電偶。結(jié)合,為設(shè)備維修工作在安全生產(chǎn)、提高工效、豐富2.6安全專業(yè)理論方面提供支持。兩人以上監(jiān)護作業(yè);④工作許可制度;④帶壓拆卸熱電偶的保護套管拆卸的注意事項;與熱參考文獻:電偶配套的儀表4920V或380V電源;⑤儀表線]樂建波化工僅表及自動化M北京化學(xué)工業(yè)出版杜20與動力電源不要同管敷設(shè)也盡量避免同方向并列2]黃春利傳感器與檢測技術(shù)M北京機械工業(yè)出版社200(上接第44頁)的加熱,甚至將加熱爐用于產(chǎn)品的熱處理這樣將提3結(jié)語升加熱爐的功能,為企業(yè)帶來更大的效益。通過對室式天然氣加熱爐結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的改參考文獻:進,提高了爐溫均勻性、提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、節(jié)王秉銓工業(yè)爐設(shè)計手冊M12版北京:機械工業(yè)出版社,19能、環(huán)保效果明顯。改造后,爐溫均勻性達到±15℃2]有色冶金爐設(shè)計參考資料編寫組.重有色冶金爐設(shè)計參考資料M北京:冶金工業(yè)出版社,1979但還有很大潛力,如在控制上更加細化將每區(qū)燃燒增樣模熱處理爐M西安西北工業(yè)大學(xué)出版社,1989單元多元化,實現(xiàn)爐膛溫度±8℃,可適應(yīng)不同產(chǎn)品