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1、蓄熱式加熱爐 蓄熱式加熱爐 一、蓄熱式加熱爐的分類和特點(diǎn)： 1、 分類 蓄熱式加熱爐按預(yù)熱介質(zhì)種類分為如下兩 種方式：同時預(yù)熱空氣和煤氣式和空氣單預(yù)熱方 式。 按結(jié)構(gòu)型式來分，則蓄熱式加熱爐分為燒嘴 式和通道式。其中燒嘴式又分為全分散換向和群 組換向兩種；通道式也可分為單通道和雙通道兩 種方式。 按運(yùn)料方式來分，蓄熱式加熱爐分為推鋼式 和步進(jìn)式。 全分散換向燒嘴式蓄熱式加熱爐能夠?qū)崿F(xiàn) 單個燒嘴自動控制，與常規(guī)加熱爐操作類似，能 夠滿足各鋼種對爐溫的不同要求，實(shí)現(xiàn)爐溫的靈 活控制；群組換向蓄熱式加熱爐一般將某一段的 燒嘴作為一個整體進(jìn)行集中控制，這種控制方式 能夠?qū)崿F(xiàn)各段爐溫的靈活

2、控制，也能滿足大多數(shù) 鋼種對爐溫的不同要求；通道式蓄熱式加熱爐一 般是全通道整體控制，不能實(shí)現(xiàn)爐溫的靈活調(diào) 整，只能滿足少數(shù)鋼種（如普碳鋼）的加熱要求， 而不能滿足大多數(shù)鋼種（如合金鋼）加熱的需求。 2、 蓄熱式加熱爐的優(yōu)點(diǎn) 蓄熱式加熱爐有如下優(yōu)點(diǎn)： ① 能將空氣、煤氣預(yù)熱到 800?1000C的 高溫，有利于低熱值燃料的利用； ② 充分利用煙氣余熱，節(jié)約燃料； ③ 排煙溫度低，氮氧化物含量少，環(huán)境污 染少； 亠 ④每對燒嘴交替燃燒，爐內(nèi)溫度均勻，可 提咼鋼坯加熱質(zhì)量。 二、蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)簡介 1、 蓄熱式加熱爐的蓄熱體 蓄熱式加熱爐的蓄熱體有兩種型式，一種是 陶瓷小球

3、，另一種是陶瓷蜂窩體。蜂窩體單位體 積的換熱面積大，在相同條件下，蜂窩體的傳熱 能力是陶瓷小球的4?5倍。同樣換熱能力時， 蜂窩狀蓄熱體的體積只需陶瓷小球蓄熱體 1/3? 1/4。采用蜂窩體的燒嘴結(jié)構(gòu)緊湊輕巧。 蜂窩體體內(nèi)氣流通道是直通道，而陶瓷小球 蓄熱體的通道是迷宮式的，因此蜂窩體的阻力較 小，陶瓷小球蓄熱體阻力較大，前者僅為后者的 1/3左右。 蜂窩體壁薄，僅為0.5?1.2mm，透熱深度 小，蓄熱放熱速度快，換向時間僅需40?80秒， 換向時間短，被預(yù)熱介質(zhì)的平均溫度高，熱回收 效率高。由于換向時間短，因此換熱周期內(nèi)的爐 溫波動小，有利于爐溫和鋼坯加熱溫度的控制。 蜂窩體內(nèi)部是直

4、通道，在高速氣流的正吹反 吹的頻繁作用下，通道不容易積灰和堵塞。 2、 蓄熱式加熱爐換向裝置 蓄熱式加熱爐的換向裝置有三通換向閥和 四通換向閥兩種。兩種中又細(xì)分為小型和大型。 小型換向閥一般用在全分散蓄熱式燒嘴加熱爐 上，通常采用小型三通換向閥；大型換向閥一般 用在群組控制和通道式蓄熱式加熱爐上。小型三 通換向閥采用立式雙列布置，共三通道，由氣壓 驅(qū)動（見下圖）。 上部兩通道，一為空氣（或煤氣）入口，另 一通道為煙氣出口，下部通道接燒嘴蓄熱室。閥 瓣與閥座采用平面密封，閥瓣上鑲有耐溫耐腐蝕 特種密封材料，具有一定密封補(bǔ)償性能，閥瓣與 驅(qū)動桿采用柔性連接，因此密封可靠。兩閥瓣通

5、 過兩氣缸分別驅(qū)動動作，并分別由兩只電磁閥進(jìn) 行控制。閥瓣動作分別由兩只位置檢測開關(guān)進(jìn)行 檢測，開關(guān)為磁性開關(guān)，直接裝在汽缸上面。閥 正常工作時，一個閥瓣打開，另一個關(guān)閉。換向 指令發(fā)出后，處于開啟的閥瓣首先關(guān)閉，到位后， 由其下面的檢測開關(guān)發(fā)出信號，給原關(guān)閉的閥瓣 指令’使其動作并打開，到位后給出一到位信號， 至此換向動作完成。四個檢測開關(guān)任何一個在換 向動作指令給出后3?5秒還不能給出到位信號 時，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，表示有故障，應(yīng)及時排除 。換向閥何時換向由整個燃燒系統(tǒng)要求決定， 可 通過時間控制，也可通過溫度進(jìn)行控制。 在閥體下部設(shè)有安裝熱電阻的孔，可直接安 裝一個測溫?zé)犭娮?，隨時檢測閥的

6、溫度。一旦發(fā) 生超溫情況，兩電磁鐵同時失電，兩閥瓣均處于 關(guān)閉狀態(tài)，能有效地對整個換向閥起到保護(hù)作 用。 三、 蓄熱式加熱爐排煙系統(tǒng) 由于煤氣屬于易燃易爆氣體，為防止發(fā)生煤 氣爆炸事故，煤氣和空氣在管道內(nèi)不能混合在一 起輸送，也不能在換向閥中交叉輸送，必須分開， 因此蓄熱式加熱爐設(shè)有空氣換向閥和煤氣換向 閥。助燃空氣通過空氣換向閥的一個通道供入爐 內(nèi)，一定時間后爐內(nèi)的煙氣通過此換向閥的另一 個通道排出爐外（我們把它叫空廢）；煤氣通過 煤氣換向閥的一個通道供入爐內(nèi)，一定時間后爐 內(nèi)的煙氣通過此換向閥的另一個通道排出爐外 （我們把它叫煤廢），因此蓄熱式加熱爐通常都 有兩個煙囪（空氣換向排煙和煤

7、氣換向排煙）。 四、 燒嘴式蓄熱式加熱爐 1、燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置 此類加熱爐采用全分散換向或群組換向蓄熱 式燒嘴供熱。分散換向的爐子每組燒嘴由兩個煤 氣燒嘴和兩個空氣燒嘴構(gòu)成，每對燒嘴由爐子兩 側(cè)各一組燒嘴組成。每對燒嘴共有兩個空氣三通 換向閥和兩個煤氣三通換向閥。當(dāng)一側(cè)的一組燒 嘴燃燒時，另一側(cè)的一組燒嘴排煙蓄熱；一定時 間后，換向指令發(fā)出時，通過換向閥動作，燃燒 側(cè)的燒嘴排煙蓄熱，而原來蓄熱排煙的一組燒嘴 轉(zhuǎn)為燃燒，如此周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)。 圖一蓄熱式加熱爐換向單元示意圖 蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)的燒嘴一般布置在 加熱爐的兩側(cè)，很少布置在爐頂。如圖一所示， 爐子同一側(cè)上加熱

8、和下加熱通入同類型氣體（空 氣或煤氣）的兩個燒嘴共同使用一個換向閥， 故 蓄熱式加熱爐有煤氣換向閥和空氣換向閥之稱。 爐子兩側(cè)一條直線上對應(yīng)位置的兩個空氣或煤 氣換向閥組成一個換向單元。爐子同側(cè)相鄰位置 的一個煤氣換向閥和一個空氣換向閥控制的燒 嘴（共四個燒嘴），我們將其稱之為一組燒嘴； 爐子兩側(cè)相鄰位置的空氣和煤氣兩個換向單元 （共八個燒嘴也就是兩組燒嘴）組成一對燒嘴， 如圖一所示。 圖中，換向閥1和換向閥2組成一個換向單 元；上加熱燒嘴1和下加熱燒嘴1 （分煤氣和空 氣燒嘴）共4個燒嘴形成一組燒嘴，上加熱燒嘴 2和下加熱燒嘴2共4個燒嘴形成另一組燒嘴； 通煤氣與通空氣的燒嘴1和燒嘴2共

9、8個燒嘴組 成一對燒嘴。 圖一中，當(dāng)換向閥1煤氣（或空氣）側(cè)（連 接煤氣或空氣管道的一側(cè)，下同）閥門打開，而 煙氣側(cè)（連接排煙管道的一側(cè)，下同）閥門關(guān)閉 時，管道中的煤氣（或空氣）通過上、下加熱燒 嘴1通入爐膛進(jìn)行燃燒；此時，換向閥2的煙氣 側(cè)閥門打開，進(jìn)行排煙，而煤氣（或空氣）側(cè)的 閥門關(guān)閉。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的換向時間后，換向閥 1 的煤氣（或空氣）側(cè)閥門關(guān)閉，隨后其煙氣側(cè)閥 門打開開始進(jìn)行排煙；與此同時，換向閥2的煙 氣側(cè)閥門關(guān)閉，隨后其煤氣（或空氣）側(cè)閥門打 開，將管道中的煤氣（或空氣）通過上、下加熱 燒嘴2供入爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。 依此原理，在實(shí)際操作蓄熱式加熱爐的過程 中，必須考慮諸如 a、

10、空煤氣配比；b、煙氣調(diào) 節(jié)閥（相當(dāng)于煙道閘板）的調(diào)節(jié)（即引風(fēng)機(jī)的進(jìn) 氣閥開口度調(diào)節(jié)）；c、換向時間；d、空煤氣流 量的調(diào)節(jié)；e、蓄熱體的使用壽命；f、鋼坯氧化 燒損等方面的問題對操作帶來的影響。 群組換向的爐子一般由較大型的換向閥控 制多對燒嘴，通常為加熱爐的某一段的燒嘴，這 樣同一段的空煤氣燒嘴可同時實(shí)現(xiàn)換向和排煙， 其燃燒控制方式與上述相同。 2、燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置結(jié)構(gòu) 燒嘴式蓄熱式加熱爐燃燒裝置由如下部分 組成：燒嘴磚、剛玉擋磚、蓄熱蜂窩體、堇青石 擋磚、爐外鋼板防護(hù)套、蓄熱體更換用法蘭、空 煤氣管道。 燒嘴磚是由較高級耐火材料做成的空腔，在 其里面擺放剛玉擋磚、蓄熱蜂窩

11、體；剛玉擋磚的 作用是防止蜂窩體向爐內(nèi)傾倒；爐外鋼板護(hù)套用 以保護(hù)伸出爐墻外的燒嘴磚，護(hù)套與爐皮鋼板連 接；為了實(shí)現(xiàn)在線更換蜂窩體，將護(hù)套的最外端 做成法蘭連接方式，當(dāng)蜂窩體出現(xiàn)損壞時，拆開 法蘭鋼板，將損壞的蜂窩體用工具掏出，將新蜂 窩體替換進(jìn)去。其斷面簡圖如下： 五、蓄熱式加熱爐的操作 1、不能只在儀表室調(diào)整空煤氣總管流量，而要 勤調(diào)燒嘴前的手動閥門。因?yàn)槿魏瘟黧w均遵守最 小阻力原則。阻力越小，流過的量就越多。流過 的距離越短，阻力就越小。以下圖為例，靠近主 調(diào)整閥的中間兩根支管距離最短，而兩邊的各一 根支管距離較遠(yuǎn)，根據(jù)最小阻力原則，靠近主管 的兩根支管流量大，兩邊支管流量小

12、。在所有支 管閥門開口度一致的情況下，調(diào)整主管調(diào)節(jié)閥， 可同時增大或減少每根支管的流量，但并不能使 每根支管的流量增大或減少的幅度一致。在主調(diào) 節(jié)閥開口度關(guān)少到一定的程度時，甚至可觀察到 靠兩邊的支管沒有流量的現(xiàn)象。 所以，絕不能只 在操作室調(diào)整總管閥門，圖輕松，燒太平鋼。 一 士調(diào)整閥 1 q 1 2、 根據(jù)以上分析，在實(shí)際操作過程中，燒嘴手 動閥門不能一開始就全部開到 100%，只要開度 在80%左右就行，同時上加熱的燒嘴閥門開口 度應(yīng)比下加熱的燒嘴閥門開口度適當(dāng)減少 10% 左右，為后續(xù)調(diào)整操作留出余量。 3、 換向時間一般為40-90秒

13、之間，控制在60秒, 減少煤氣浪費(fèi)。因?yàn)?，每次換向前換向閥至燒嘴 之間的管道內(nèi)充滿了煤氣，換向時，這部分煤氣 就隨著煙氣排入到了大氣中。換向時間設(shè)定的越 短，換向越頻繁，浪費(fèi)的煤氣就越多。換向時間 延長，蓄熱體由于放熱過度溫度將變得很低， 失 去高溫預(yù)熱作用，長期運(yùn)行將導(dǎo)致爐溫難以保 證，蓄熱體使用壽命降低。 4、 空煤氣配比控制在 0.65-0.7之間，以盡量使 爐子處于還原性氣氛，降低氧化燒損。但配比值 不能太小。過小，將造成未燃盡的煤氣在燒嘴蓄 熱體內(nèi)二次燃燒，從而造成換向閥閥瓣密封圈燒 壞，燒嘴不能使用，影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。 5、 操作過程中出現(xiàn)某個燒嘴煙氣超溫報(bào)警，是 由于此

14、燒嘴存在二次燃燒現(xiàn)象而導(dǎo)致。此時的調(diào) 整方法是：調(diào)整超溫報(bào)警燒嘴的對側(cè)燒嘴空煤氣 閥門開口度，適當(dāng)加大燒嘴空氣供入量，意即調(diào) 整空煤氣比例，直至燒嘴煙氣報(bào)警解除，而不能 采取以前的只調(diào)整煙氣流量總閥的方法。 6、 引風(fēng)機(jī)開口度的大小涉及到煙氣能否順利排 出爐膛，但同時又影響到爐底和鋼坯上的氧化鐵 皮被帶入蜂窩體的量的多小。如果氧化鐵皮被帶 入蜂窩體內(nèi)，而通入的助燃空氣或通入的煤氣未 能將其重新吹入爐內(nèi)，則將造成蜂窩體孔隙被堵 塞和侵蝕損壞。開口度越大，抽力越大，氧化鐵 皮被帶入蜂窩體的量就可能越多，鐵皮就越容易 堆積在蜂窩體的孔隙中，造成蜂窩體孔隙堵塞或 損害加劇。久之，多個燒嘴蜂窩體孔隙被

15、堵或損 壞將引起加熱能力不夠，爐溫難以保持。故引風(fēng) 機(jī)開口度的大小，需要操作人員在實(shí)際操作中， 結(jié)合空煤氣壓力和流量及空煤氣配比情況，不斷 摸索，進(jìn)而得出最佳匹配數(shù)據(jù)。 7、節(jié)約煤氣、降低煤氣消耗的操作方法： a、 日修時只留均熱段一對燒嘴（爐子兩側(cè) 4 個空氣燒嘴、4個煤氣燒嘴，共8個燒嘴）保溫， 開軋前30分鐘開啟其它燒嘴提溫； b、 月修時先停爐3-4小時，待爐溫降到650C （此溫度值的設(shè)定基于兩點(diǎn)考慮：一是高爐煤氣 的燃點(diǎn)；二是鋼坯在表面溫度為650C及以下的 情況下基本上不被氧化），再點(diǎn)燃均熱段一對燒 嘴，在均熱段爐溫升到1000 C時又實(shí)施停爐3-4 小時，然后再點(diǎn)燃其一

16、對燒嘴，依此方法操作直 至開軋前1-2小時。最后留均熱段一對燒嘴保 溫，其余燒嘴在開軋前1小時再打開； c、 在軋制產(chǎn)量較高的大規(guī)格成品時， 視情況 將一加熱段燒嘴部分打開或全部打開，提高其爐 溫，適應(yīng)高產(chǎn)量要求；而軋制產(chǎn)量較低的小規(guī)格 成品時，應(yīng)關(guān)停一加熱段的部份或所有燒嘴， 以 節(jié)約煤氣（注意：切分軋制時一加熱段燒嘴必須 開啟）。 d、 盡量降低均熱段爐溫，提高二加和一加溫 度，一般均熱段爐溫應(yīng)比二加熱段爐溫低 100-150C左右，真正發(fā)揮均熱段是使鋼坯加熱 溫度變得均勻，減少內(nèi)部及表面溫差的一個段的 作用，起到均熱的效果。 e、 盡可能延長換向時間。 f、 盡量提高熱裝率。 g、 做好煤氣消耗的統(tǒng)計(jì)分析工作，不斷改進(jìn) 操作方法，提高自己的操作技能。