蓄热式加热炉燃烧技术

news2025/1/17 14:08:43

通过阅读前辈们的一些文章，关于蓄热式加热炉燃烧技术方面进行了总结。

一个蓄热燃烧单元至少由两个烧嘴本体、两个体积紧凑的蓄热室、换向阀和与之配套的控制系统组成，即应用蓄热式 (高温空气 )燃烧技术的炉子烧嘴需成对安装，当烧嘴 A 工作时，产生的大量高温烟气，经由烧嘴 B 排出，烧嘴 B 起排烟和蓄热作用，约1200℃的高温烟气先通过蓄热室以辐射和对流传热的方式将热量传给蓄热体，烟气温度降至2 0 0’C 甚至更低(这要取决于蓄热体的蓄热量和蓄热速率)时排出; 一定时间间隔后，换向阀通过换向使助燃空气通过 B 的蓄热体，空气立刻被预热到烟气温度的85一95% 以上，烧嘴 B 启动的同时，烧嘴 A 停止工作，转为排烟并进行蓄热。通过这种交替运行方式实现 “烟气余热的极限回收”和“助燃空气的高温预热”。

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每个供热段设一套换向装置，将烧嘴分为左右两侧 A、B 两组蓄热体进行换向控制。如图所示，在燃烧状态下，来自助燃风机的常温助燃空气首先经左侧通道空气/烟气三通阀进入 A烧嘴，通过蓄热体时被加热，在设计时间内达到接近炉膛温度(一般为炉膛温度的80％～90％)，煤气经过左侧煤气切断阀，通过蓄热体时被加热，此高温煤气与高温空气一并注入烧嘴 A并实现充分燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气通过右侧 B 烧嘴经煤气侧和空气侧蓄热体时将热量储存在此两个蓄热器内，然后以低于200℃的低温烟气经过三通阀由引风机引出，而到 B 烧嘴的煤气被切断阀切断。通过一定的周期时间后空气/烟气三通阀及煤气切断阀自动换向，常温助燃空气变为由右侧通道经蓄热体进入 B烧嘴，煤气经过右侧煤气切断阀，煤气经煤气侧蓄热器将煤气加热，此高温煤气与高温空气一并注入烧嘴 B 实现充分燃烧，热烟气则从左侧 A烧嘴排出，到 A 烧嘴的煤气被切断。两组烧嘴自动进行蓄热与燃烧两种状态的周期性切换，从而达到节能的目的。

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蓄热式加热炉煤气系统总布局，采用两段式集中控制燃烧。单段单侧煤气系统结构完全一致，都是由 1 台煤气三通换向阀，对应连接 1 个联箱，1个联箱上连接 8 个支管对应连接至 8 个烧嘴。

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该蓄热式加热炉，单段单侧 8 个烧嘴由 1 台煤气三通换向阀集中控制燃烧，形成 4组一样的燃烧单元。每段换向周期（换向周期即煤气三通换向阀由进气燃烧状态切换为排烟状态的时间周期）为 60 s～90s。换向燃烧时，保持加热炉两段 4 组燃烧单元依次换向，交叉燃烧。

加热炉优化控制必须考虑以下方面问题：
1、保证钢坯的加热质量（即加热均匀，其主要技术指标是出炉钢坯平均温度、钢坯的表面温度和断面温差），钢坯出炉时刻其表面温度应该达到轧制工艺要求的目标加热温度，即表面温度与期望温度差值最小，断面温差指钢坯出炉时刻其表面温度与中心温度的差值，它应达到极小值。
2、加热炉的自身节能，实现合理的燃烧控制，大幅度降低燃烧热损失和排烟损失，使加热炉生产的能耗 (燃料消耗) 最少。
3、保证被加热钢坯的氧化烧损最少。

基于专家经验炉温优化调整策略：
1、如果钢坯的厚度较小，钢坯的出炉温度较高，断面温差较小，则此时应调低各加热段炉温的设定值，同时均热段的炉温设定值可保持不变；
2、如果钢坯的厚度较小，钢坯的出炉温度较高，断面温差较大，则此时应调低各加热段炉温的设定值，同时均热段的炉温设定值应该适当调低；
3、如果钢坯的厚度较小，钢坯的出炉温度较低，断面温差较小，则此时应调高各加热段炉温的设定值，同时均热段的炉温设定值应该适当调高；
4、如果钢坯的厚度较小，钢坯的出炉温度较低，断面温差较大，则此时应调高各加热段炉温的设定值，同时均热段的炉温设定值可适当调高，但要低于3中的设定值。
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5、如果钢坯的厚度较大，钢坯的出炉温度较高，断面温差较小，则此时应调低各加热段炉温设定值，但要高于1中的设定值，同时均热段的炉温设定值可保持不变。
6、如果钢坯的厚度较大，钢坯的出炉温度较高，断面温差较大，则此时应调低各加热段炉温设定值，但要高于2中的设定值，同时均热段的炉温设定值应适当调低。

7、如果钢坯的厚度较大，钢坯的出炉温度较低，断面温差较小，则此时应调高各加热段炉温设定值，但要高于3中的设定值，同时均热段的炉温设定值应适当调高。

8、如果钢坯的厚度较大，钢坯的出炉温度较低，断面温差较大，则此时应调高各加热段炉温设定值，但要高于4中的设定值，同时均热段的炉温设定值应适当调高。