浅谈蓄热式加热炉的特点及仪表维护措施

一、蓄热式加热炉的简介

1、蓄热式燃烧技术的概述

蓄热式燃烧技术是高温空气燃烧(HTAC)技术的通俗叫法,其原理是通过蓄热体的储热作用,获得高温预热的空气,以最大限度回收烟气中显热。

2、蓄热式加热炉的特点

为了节省能源,现在的钢铁行业正在逐渐改进各类设备,炉窑也是需要改进的。蓄热式加热炉就是改进之后的节能设备。该炉子与其它加热炉的不同点除了是蓄热式燃烧之外,它的特点在于:

(1)蓄热式成对烧嘴交替燃烧,节能降耗。

(2)烧嘴口朝下,蓄热体和管路不会有任何氧化皮进入,蜂窝体和阀门寿命延长。

(3)大小火分开控制,既节能又保证了炉温的均匀性。

二、蓄热式加热炉的温度控制系统

该炉窑控制系统采用PLC+仪表控制模式,PLC和仪表互为冗余,正常状态以仪表控制为主。该炉子温度控制系统主要由以下几部分组成:PLC、控制仪表、热电偶、自动点火装置、单蓄热蓄热式烧嘴、火焰监测器、天然气电磁切断阀等。该闭环控制图如下:


浅谈蓄热式加热炉的特点及仪表维护措施

图1-1

加热炉温度控制曲线直接设定在控制仪表上,为了减少信号误差,热电偶采集到的温度直接送入控制仪表,中间不经过温度变送器。控制仪表对采集到的数据经过PID运算后,将结果输出至烧嘴脉冲控制器,自动点火装置接受到脉冲信号后自动点火。

三、加热炉在温度控制过程中所存在的问题及维护措施

加热炉在温度控制过程中常见的故障就是点火故障和温度异常,蓄热式加热炉和一般的加热炉温度控制过程大体相似,都是脉冲信号控制点火控制器自动点火,烧嘴处有点火电极及火焰检测器。从图1-1中可看出该控制系统的控制过程最常见的故障点就是自动点火这一步,故障原因有两中情况,一种是点火装置的问题,另一种是检测线路的问题。下面详细分析问题,并说明故障处理方法。

1、点火故障

炉子在工作过程中,当烧嘴故障熄火后,故障灯会亮起,此时先按复位按钮,如果因为短时的气压波动熄火,复位之后烧嘴会自动点火,如果点火失败,这时再查找其它原因。一般情况下可以按以下步骤进行。

(1)点火装置故障

自动点火装置其实就是一个燃烧控制器,装在操作控制箱上,各烧嘴的开关、大火、熄火状态、控制信号均通过燃烧控制器传送给HMI实时监控,如果燃烧控制器故障,温度控制器就不能正常准确的控制温度。此时查看燃烧控制器输出端子是否有信号输出。如果一切正常,那么查看其它点火相关装置是否正常,如图1-2所示。

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图1-2

①点火电极故障。查看点火电极是否打火,电极头子是否粘有异物,将电极头子摩擦干净。

②点火变压器故障。点火瞬间用电笔测试点火变压器是否产生高压。

③点火电磁阀故障。燃气电磁阀故障时没有燃气通过,此时查看电磁阀的指示灯是否亮起,或者听电磁阀是否有动作的声音。

④风阀开度过大。该炉子8个烧嘴换向燃烧,有四个烧嘴同时正常燃烧,如果有一个烧嘴风阀开度过大,会拉低其它烧嘴的风压,导致其它烧嘴无法正常燃烧。一般炉子设定风压﹤3000Pa就报警,当风压﹤2800Pa时风阀会自动切断,导致停炉。

⑤燃气压力不稳定。在炉体燃气管道上装有燃气稳压阀,如图所示1-3所示。根据稳压阀前后压力表的示值判断稳压阀是否正常,确定是否需要调节稳压阀。

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图1-3

(2)检测线路故障

①小火UV火焰检测器故障。UV火焰检测器故障时,检测不到火焰,导致反复地点火,炉子无法正常升温,查看UV火焰检测器镜头是否损坏或者灰尘过多,将镜头擦干净,可用打火机在镜头前方打火试验。

②大火UV火焰检测器故障。该炉子和其它炉子不同,它是小火点火,大火升温,小火和大火是两个独立的烧嘴,处理方法同上。

③点火电极的冷却器故障。该炉子点火电极的工作温度是有要求的,温度过高,点火电极就不能正常工作,因此在点火电极旁边装有一个风冷却器,查看风冷却器是否正常工作。

2、温度异常。

遇到这种问题一般有如下一些原因:

(1)热电偶:该炉子设定热电偶故障会有报警声音。热电偶外瓷管损坏,电偶丝直接受火焰冲击,电偶与补偿导线以及仪表端接触不良。检查炉子上的测温热电偶接线是否良好(此处最易因氧化而接触不良,控制室内连接端相应好些),如果热电偶芯子的线接触不好会导致温度波动。

(2)热电阻:该炉子带有蓄热体,蓄热体的温度是由热电阻来测的,如图1-4所示。如果热电阻测温不正常,蓄热体温度无法正常检测,会导致蓄热燃烧系统无法正常换向。检查热电阻接线是否正常,电阻芯是否断裂。

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图1-4

(3)控制器PID参数不符:此时可根据温度情况人为手动调整PID值或利用控制仪表自整定功能重新对PID参数进行整定。

四、结束语

无论任何形式的加热炉,最关键的使命就是保证产品质量,因此蓄热式加热炉在节能的同时,也要保证产品质量不变,这就要求我们工艺技术员和设备维护人员共同努力,使设备发挥最好的性能,生产出更好的产品。



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