燃气式模壳焙烧炉
燃气式模壳焙烧炉
设备结构简述
1.设备的组成
天燃气模壳焙烧炉是由炉体、炉门、焙烧小车、燃烧系统、排烟系统、控制系统等组成。
2.设备主要部件的结构特点及各系统功能描述
2.1炉体
炉体是由炉壳及炉衬组成的。
炉壳采用型钢制作成炉体骨架，在炉体骨架的内侧表面贴焊5mm炉壳钢板。炉壳的侧墙布置烧嘴的位置开设相应的烧嘴座孔。
在炉壳的炉门口的顶部和两侧与炉门相接触的炉门框采用耐高温铸铁板制造，为防止热变形，将其分块连接。
炉衬采用容重为220kg/m3的全纤维预制模块组合结构，吊挂锚固技术。此种结构具有导热系数最小，有利于炉衬的绝热；在炉衬高温段叠铺硅酸铝纤维模块，作为耐火层，叠铺结构纤维与受热面垂直，高温情况下收缩小（低于4%），耐高温和抗气流冲刷性能好。因此，这种方式在同类炉型中大量采用取得良好的效果，炉衬具有良好的气密性和易于维修且炉衬的使用寿命长。
2.2炉门
炉门主体材料采用钢板、型钢焊制，四周边框板采用耐热铸铁钢制作，既能保证炉门的整体刚性和强度，又使炉门轻型化，降低炉门重量。纤维内衬施工采用吊挂锚固方式，能有效地保证因炉门频繁启闭先问的牢固性，增加炉门的使用寿命。
炉门升降采用电动升降方式，为防止炉门边密封条的损坏，炉门上下升降运动，炉门提升时与炉体分开约60mm，使炉门在长期高温开启时钢结构不变形和密封可靠。炉门升降速度为6m/min。
2.3焙烧小车
小车框架采用槽钢制作，该结构车架提高了散热效果，增加了强度。其周边是304不锈钢（8mm并设置有与侧密封配套的密封刀）。
小车耐热保温层由两种材料构成，分上、下两层；上层周边采用热稳定好的高强度定型耐火砖砖砌筑，既有足够的强度承受压力，又有很好的耐高温性能，保证工件的正常热处理；下层是轻质粘土砖和硅酸钙绝热板作为保温层，保证热量不向台车底部传导（起到隔热的作用），降低炉子的热量损失。
传动装置采用电动推杆机构，推杆、行程限位二位一体。此结构安装、维修方便，运行可靠。焙烧小车连接处采用迷宫式密封。
2.4燃烧系统
由烧嘴、天然气管路、空气管路及各种先进的进口电磁阀、空燃比例调节阀和电动执行机构等组成。
采用12套燃气烧嘴安装在炉体二侧，在炉内辐射传热。燃烧完全，调节比大，便于调节和控制，并具有自动点火，自动调节火焰监测和熄火保护全套功能。
烧嘴燃烧采用国际先进的脉冲燃烧技术，大小火两种状态进行连续燃烧，通过空/燃比例阀调节大小火来改变供热负荷，烧嘴的大小火状态是根据温控系统仪表的指令通过仪表来控制空/燃比例阀的大小来实现（也可手动控制）。在大火状态，空气管路的电磁阀在最大状态，供应最大风量。在小火状态，维持最小风量。在天然气管路装有空/然比例阀，会根据空气量的大小自动调节天然气供应量，保证在大小火状态下都有最佳的空燃比，从而满足节能、降耗和环保的要求。
烧嘴配有高压点火变压器和点火电极实现自动点火，配有火焰监测器和检测电极来监测气体燃烧时产生的离子电流，从而监控烧嘴的燃烧状态，当烧嘴因故障熄灭时能自动切断天然气管路的紧急切断电磁阀并报警，以免发生事故。离子电流检测火焰的方法具有可靠性高、故障率低、寿命长的优点。
在天然气总管的炉前入口处装有手动总阀、快速切断阀、减压阀、过滤器、压力表、压力变送器。快速切断阀与空气、天然气管路有互锁保护，当出现故障或异常时迅速切断电磁总阀防止发生事故。
烧嘴燃烧所需的助燃空气由一台高压离心风机供给，管道上装有空气压力变送器，用于检测助燃空气压力，压力变送器将检测的压力信号传送给显示仪表。当空气压力不足时报警，并切断燃气总阀。
2.5排烟系统
排烟口设在炉顶部，并设有一台空气预热器，利用排出的烟气加热助燃空气，使余热得到利用，提高热效率。回收烟气部分热量可将空气预热到150～300℃左右，节能10%以上。
烟道设有自控耐高温烟阀，与炉压变送器及压力调节仪表构成闭环控制系统，对炉膛压力进行自动控制，可随供热负荷的变化，自动调节烟阀开度，始终使炉压控制在微正压，即保证了炉内热气流的充分利用，又保证了炉外冷空气不会被吸入炉内，从而达到节约能源和均匀炉温的效果。烟气通过排烟管道排出厂房之外。室外烟囱高度超过厂房顶部。
2.6控制系统
2.6.1系统概述
此燃气炉采用先进的PID连续调节控制，可以从温度仪表设定炉区需要的工作温度，由仪表的PID运算功能来控制空气进气蝶阀，调节空气/燃气比例，从而实现炉温的精确控制。操作员可以在炉前烧嘴控制器上进行操作，在仪表控制室通过控制器上设置的操作钮亦可实现操作。
2.6.2炉门控制
炉门采用电动升降方式，并在炉门上端和下端分别安装有行程限位开关，到限定位置电机即停止运转，保证炉门升降的安全性。
2.6.3温度控制
炉温的控制是通过岛电温度仪表的PID运算来实现的，炉膛侧墙装有6只K型热电偶，实时测量炉膛的温度，并将温度值反锁到温度仪表，仪表根据设定值与实际值的差值来进行运算，继而输出连续模拟量信号来控制空气蝶阀，实现温度的闭环控制。
2.6.4燃烧系统控制
此燃烧系统采用12套先进的燃气平焰烧嘴，6只岛电温控仪表，为连续燃烧方式，通过温度仪表的PID运算输出来调节空气蝶阀，再通过空/燃比例调节阀来控制火焰大小。燃烧系统由燃气稳压阀，燃气安全释放阀，燃气总管电磁阀，燃气高/低压力开关，燃气压力表，嘴前燃气安全电磁阀，嘴前燃气球阀，点火控制器，空/燃比例阀，空气电动执行器，空气蝶阀，空气压力开关，空气压力表等。
2.6.5燃气稳压阀
燃气稳压阀是用来调节燃气的进气压力，一般工厂的天然气进气压力可以达到100KPa，而燃烧系统所需要的压力一般为50～80KPa，通过此稳压阀来调节压力值。
2.6.6燃气安全释放阀
此阀是安全保护阀，当天然气的进气压力较大时，释放阀会动作，将高压天然气排出室外。
2.6.7燃气总管电磁阀
通过此电磁阀的开/关，提供/切断燃烧系统的天然气。
2.6.8燃气高/低压力开关
当天然气压力过高或过低时，高/低压力开关会分别动作，燃烧器无法点火或熄火，起到安全保护作用。
2.6.9嘴前燃气安全电磁阀
此电磁阀安装在烧嘴前，如果有故障发生，电磁阀会关闭，停止天然气的供应，起到燃气供应和安全保护作用。
2.6.10点火控制器
点火控制器是燃烧系统的核心组件，其功能是控制燃烧系统的点火过程，监控火焰信号，故障时自动熄火等。当点火控制器检测到系统有故障时，会有报警输出，提示操作人员。
2.6.11空/燃比例阀
空/燃比例阀可实现恒定的空/燃比，通过改变燃气的压力来调节烧嘴的功率。
2.6.12空气电动执行器
通过电动执行器的动作，来控制进入燃烧系统的空气量。此执行器的参考信号来自温度控制器。
2.6.13空气压力开关
当空气压力比较低时，此开关会动作，继而燃烧器不可以点火，起到安全保护作用。
2.6.14故障检测报警系统
加热炉设有完备的故障检测、报警、诊断和安全保护功能。各种故障显示采用故障报警模块，在操纵台上有灯光和报警。