Tecnología de combustión por impulsos de hornos de gas

Como sugiere el nombre, el control de combustión por pulsos adopta un método de combustión intermitente, utilizando tecnología de modulación de ancho de pulso para lograr el control de temperatura del horno ajustando el ciclo de trabajo (relación de encendido y apagado) del tiempo de combustión. El caudal de combustible se puede preestablecer ajustando la presión. Una vez que el quemador esté funcionando, estará en estado de carga completa, lo que garantiza que la velocidad de salida del gas permanezca sin cambios cuando el quemador esté encendido. Cuando es necesario aumentar la temperatura, se alarga el tiempo de combustión del quemador y se reduce el tiempo intermitente; cuando es necesario bajar la temperatura, se reduce el tiempo de combustión del quemador y se alarga el tiempo intermitente; El gráfico de control se muestra en la Figura 1.

Las principales ventajas del control de combustión por pulsos son:

Alta eficiencia de transferencia de calor, reduciendo considerablemente el consumo energético.

Puede mejorar la uniformidad del campo de temperatura en el horno.

Se puede lograr un control preciso de la atmósfera de combustión sin ajuste en línea.

Puede mejorar el ratio de regulación de carga del quemador.

El sistema es sencillo, fiable y de bajo coste. Reducir la generación de NOx.

La relación de ajuste de los quemadores comunes es generalmente de aproximadamente 1:4. Cuando el quemador está funcionando a plena carga, el caudal de gas, la forma de la llama y la eficiencia térmica pueden alcanzar el estado óptimo. el caudal del quemador está cerca de su caudal mínimo, la carga de calor es mínima, el caudal de gas se reduce considerablemente, la forma de la llama no cumple con los requisitos y la eficiencia térmica cae drásticamente cuando el quemador de alta velocidad. opera por debajo del caudal de carga total de 50, los indicadores anteriores están lejos de los requisitos de diseño. Este no es el caso de la combustión por impulsos, sin importar las circunstancias, el quemador solo tiene dos estados de funcionamiento, uno funciona a plena carga y el otro no funciona. La temperatura solo se ajusta ajustando la relación de tiempo de los dos estados. , por lo que la combustión por impulsos puede compensar el defecto de la baja relación de regulación del quemador y aún puede garantizar que el quemador funcione en el mejor estado de combustión cuando se requiere un control de baja temperatura. Cuando se utiliza un quemador de alta velocidad, el gas se expulsa rápidamente, formando una presión negativa a su alrededor, succionando una gran cantidad de gases de combustión en el horno hacia el gas principal y revolviendo y mezclando completamente, lo que prolonga el tiempo de estancamiento de los gases de combustión. en el horno y aumenta el tiempo de contacto entre los gases de combustión y el producto mejora la eficiencia de transferencia de calor por convección. Además, los gases de combustión y el gas en el horno se agitan y mezclan completamente, de modo que la temperatura del gas es cercana a la temperatura. del gas de combustión en el horno, mejorando la uniformidad del campo de temperatura en el horno y reduciendo el gas de alta temperatura. Choque térmico directo al objeto calentado.

El ajuste de la atmósfera de combustión es un vínculo indispensable para mejorar el rendimiento de los hornos industriales. Sin embargo, el control de combustión continua tradicional sólo puede medir el contenido de oxígeno residual de los gases de combustión en línea y devolverlo al controlador de la atmósfera de combustión. en tiempo real Sólo ajustando y controlando la salida del actuador de flujo de aire de combustión se puede controlar con precisión la atmósfera de combustión en el horno. Debido a la confiabilidad, vida útil y precio del sensor de circonio para detectar oxígeno residual en los gases de combustión, su uso en sitios industriales a menudo no es ideal. Algunos sistemas de control automático del horno simplemente utilizan un seguidor proporcional para hacer que el caudal de aire de combustión y combustible fluya en una proporción fija. Sin embargo, este método tiene que dejar un gran margen de aire de combustión y no puede lograr resultados óptimos. Control del exceso de contenido de oxígeno (o coeficiente de exceso de aire). Utilizando el método de control de combustión por impulsos, la presión del aceite y la presión del viento se pueden ajustar a los valores apropiados al mismo tiempo. Una vez que el sistema se pone en funcionamiento, solo es necesario mantener estables estas dos presiones. Medir y controlar la presión es mucho más simple que el flujo. Se puede adoptar un control completamente automático de acuerdo con la situación real del sistema, o se puede adoptar un control manual.

En comparación con el control de combustión continua, la cantidad de instrumentos que participan en el control en el sistema de control de combustión por impulsos se reduce considerablemente. Solo hay sensores de temperatura, controladores y actuadores, omitiendo una gran cantidad de costosos flujos y presiones. Mecanismos de detección y control. Además, dado que sólo se requiere un control de interruptor de dos posiciones, el actuador también ha cambiado de la válvula neumática (eléctrica) original a una válvula electromagnética, lo que aumenta la confiabilidad del sistema y reduce en gran medida el costo del sistema. El sistema de control de hornos industriales utiliza una PC industrial como unidad de control y adopta una arquitectura de bus de campo avanzada con funciones potentes, gráficos ricos y una interfaz de usuario amigable. Todos los componentes son productos importados, lo que hace que el sistema sea más confiable.

El sistema tiene las siguientes funciones:

Monitoreo en tiempo real de la temperatura en varios puntos del horno, oxígeno residual de los gases de combustión, presión del horno, presión del aceite (gas), aire de combustión. presión, flujo de combustible y flujo de aire de combustión y otros parámetros.

Tiene funciones de alarma de límite superior e inferior y función de impresión de alarma. Los límites de alarma superior e inferior los establece el usuario, y el registro de alarma se puede almacenar y el usuario puede consultar e imprimir a voluntad.

Se puede controlar que cada sección del horno suba o baje según el valor de temperatura o la curva de temperatura establecida por el usuario (consulte la figura a continuación). El aumento de temperatura utiliza el control de combustión por impulsos y la caída de temperatura. Utiliza control de enfriamiento de aire por pulsos forzados.

El oxígeno residual en los gases de combustión del horno se puede controlar según la atmósfera de combustión establecida por el usuario.

Se puede controlar la presión del horno.

Se puede controlar la entrada y salida de materiales del horno.

Tiene función de consulta de datos históricos y puede almacenar, mostrar e imprimir datos históricos según las necesidades del usuario.

Tiene función de impresión de informes y puede imprimir informes de clase, informes diarios e informes mensuales sin conexión en tiempo real.

Tiene un diagrama de proceso dinámico que puede mostrar el diagrama de flujo del proceso de todo el horno, mostrar dinámicamente los parámetros de cada punto del horno en tiempo real y mostrar dinámicamente el estado de combustión de la llama en el horno en tiempo real.

En la aplicación real, cuando se utiliza el método ordinario de modulación de ancho de pulso para ajustar el ciclo de trabajo de combustión, cuando el ciclo de trabajo está cerca de 0 o 100, el tiempo de interrupción o combustión es demasiado corto y el encendido -El efecto operativo del sitio se ve afectado. No es ideal, por lo que introdujimos el concepto de tiempo mínimo y establecemos el tiempo mínimo de interrupción y combustión en 3 segundos cuando el ciclo de trabajo está cerca de 0 o 100, extendiendo la combustión e interrupción correspondiente. el tiempo puede resolver este problema. Como nueva tecnología, la combustión por impulsos tiene amplias perspectivas de aplicación y puede usarse ampliamente en la cerámica, la metalurgia, la petroquímica y otras industrias. Desempeñará un papel importante en la mejora de la calidad del producto, la reducción del consumo de combustible y la reducción de la contaminación. El control automático en la industria de los hornos industriales se convertirá en la dirección de desarrollo de la tecnología de combustión de los hornos industriales en el futuro.

1. El equipo utiliza varios gases de combustión como medio y se calienta mediante varios quemadores. La temperatura máxima es de 1200 °C.

2. El marco del horno está hecho de varias secciones de acero de tamaño grande y mediano y está soldado en el sitio. La placa de sellado de la carcasa es una placa de acero de color y un alambre refractario de fibra completa con alto contenido de aluminio. El módulo de manta es el revestimiento del horno. El efecto de sellado y ahorro de energía es obvio.

3. El marco del carro está soldado mediante una combinación de varias vigas en I grandes, canales de acero, aceros en ángulo y placas de acero gruesas.

4. La transmisión del carro utiliza todas las ruedas como ruedas motrices, lo que garantiza una conducción confiable. El sistema de transmisión adopta un método de instalación de motor-reductor "tres en uno" montado en un eje, con una estructura compacta. Montaje firme y entrada y salida flexibles, operación simple y mantenimiento conveniente.

5. La mampostería refractaria del carro adopta una estructura de ladrillo con alto contenido de aluminio, que tiene un buen efecto de sellado con el cuerpo del horno y una alta resistencia a la compresión. Se colocan almohadillas en la superficie del carro para apilar las piezas de trabajo. Todos los paneles laterales del carro están hechos de piezas fundidas para garantizar que el cuerpo del carro no se deforme y sea duradero. El sellado entre el carro del horno y el revestimiento del horno adopta una estructura de compresión automática de varilla de empuje eléctrica de bloque de sellado de fibra refractaria. La apertura y el cierre del sello lateral están entrelazados con la entrada y salida del carro del horno.

6. La puerta del horno adopta una manta de alambre refractario con alto contenido de aluminio y una estructura de marco combinada de acero, con un polipasto eléctrico para subir y bajar. El mecanismo de sellado de la puerta del horno adopta un mecanismo largo y corto. mecanismo de leva de compresión automática tipo resorte de palanca y un dispositivo de sellado de borde suave. Asegúrese de que no haya fricción hacia arriba y hacia abajo, facilidad, seguridad y confiabilidad.

7. La chimenea está equipada con control automático de presión del horno, válvula de mariposa, etc., que puede ajustar la velocidad de enfriamiento.

8. Para calentar se utilizan quemadores de alta velocidad, distribuidos uniformemente en ambos lados. Regulación proporcional continua de la combustión. El actuador ajusta el volumen de aire y ajusta el volumen de gas a través de la válvula proporcional para lograr una combustión con una relación aire-combustible. El volumen de gas y aire se establece con un limitador de límite inferior. La tubería de gas de cada quemador está equipada con una válvula solenoide de control. Cada quemador Equipado con un controlador de combustión completo e independiente, con encendido automático, detección de llama, alarma de extinción de incendios y corte automático de gas. Esto garantiza completamente la estabilidad y seguridad del sistema de control de la temperatura de combustión.

9. Características del quemador

El quemador de alta velocidad básicamente logra la combustión completa del combustible y el aire de combustión en la cámara de combustión. El gas quemado a alta temperatura se pulveriza a una velocidad. de 100m-150m/s para lograr el propósito de fortalecer la transferencia de calor por convección, promover la circulación de aire en el horno y lograr una temperatura uniforme del horno, de modo que la preservación del calor sea uniforme a ≤±10℃.

El quemador

a. Pequeño volumen de la cámara de combustión

b. Alta velocidad de salida del gas de combustión

c. Grande, 1:10

d, encendido automático y monitoreo de llama

e, función de alarma de falla de cada quemador

f, protección de baja presión de cada aire de combustión

f p>

g.Control de seguridad de enclavamiento de incendios grandes y pequeños para cada quemador

h Visualización del estado de combustión, visualización de alarma de falla

i Diseño y modificación de la curva de temperatura. e imprimir

j, avisos de operación, avisos de falla

k, control del ventilador de combustión (interruptor), control de la puerta del horno (interruptor), control de la relación aire-combustible, control de la cadena de seguridad del proceso

10. Precalentador

Utilice un intercambiador de calor de tubo tipo GC con alerón insertado para aumentar la temperatura de precalentamiento del aire. Cuando la temperatura del horno sea de 1000 °C, la temperatura del aire aumentará. Precalentarse a 300°C -350°C.

Intercambiador de calor de inserción de alta eficiencia tipo GC, bajo el mismo coeficiente de transferencia de calor, la pérdida de presión del lado del aire es menor que la de los intercambiadores de calor de inserción ordinarios. Su valor es de alrededor de 1500 Pa, lo que reduce el consumo de energía.

Cuando la temperatura de los gases de combustión es de 600°C, el coeficiente de transferencia de calor integral es superior a 45 W/M2°C. Cuando la temperatura de los gases de combustión es ≥900°C, el coeficiente de transferencia de calor integral es superior a 55. W/M2°C.

El intercambiador de calor está diseñado para utilizar acero resistente al calor y acero inoxidable según diferentes temperaturas, y el diseño adopta uniformidad de temperatura y medidas de alivio del estrés térmico.

11. Sistema de control

El sistema ajusta y controla principalmente el caudal del gasoducto de cada horno, el caudal de gases de combustión y el volumen de aire de dilución detectando la temperatura. y presión del horno. También está equipado con un dispositivo de corte rápido de la tubería principal de gas natural.

El nivel de presión del horno tiene una gran influencia en el efecto de uso del horno de calentamiento. Cuando la presión del horno es alta, el gas del horno saldrá corriendo de los espacios de sellado del cuerpo del horno para formar un flujo de aire. , lo que afectará la puerta del horno y el horno sellado con materiales de fibra. Al mismo tiempo, el flujo de aire a alta temperatura también tendrá un impacto en el ambiente alrededor del horno y los componentes de control. Cuando la presión del horno es baja, se aspira aire frío del espacio de sellado. Además de aumentar la oxidación de la pieza de trabajo, la presión negativa eliminará rápidamente la alta temperatura del horno, lo que provocará un desperdicio de combustible. Con este fin, se instala un punto de medición de presión del horno en el conducto de escape para controlar la válvula eléctrica de gases de combustión y mantener la presión del horno en un estado de presión ligeramente positiva.

El horno adopta un control de temperatura del horno de zona, y cada La zona está equipada con un termopar para medir La temperatura ingresa al registrador multipunto para rastrear y registrar centralmente la temperatura en el horno.

12. Sistema de bloqueo de seguridad

El bloqueo de seguridad entre el carro y la puerta del horno cuando la puerta del horno no se abre hasta una determinada posición, el carro se bloqueará hacia adentro y hacia afuera. Cuando el sello del carro no esté abierto, el carro quedará bloqueado hacia adentro y hacia afuera.

Cuando la presión del aire, del gas y del aire comprimido no cumplen con los requisitos especificados, no se iniciará la combustión del quemador. Si está ardiendo, se apagará de forma segura.

13. Características principales del equipo

1. Buen efecto de ahorro de energía: el revestimiento del horno de este equipo está hecho de fibra refractaria con alto contenido de aluminio. Tiene una conductividad térmica menor y una capacidad calorífica menor, por lo que el espesor de la capa refractaria es pequeño y la absorción de calor se reduce considerablemente.

Este equipo adopta un sistema de quemador de ajuste de temperatura de alta velocidad con una gran velocidad de expulsión de 100 m/s, que puede agitar eficazmente el gas del horno, hacer que la temperatura del horno sea uniforme y el sistema de quemador se queme por completo. para que el combustible se pueda utilizar por completo. Utilizando el control de presión cero del horno y la tecnología de sellado completo, la superficie de unión máxima (la superficie de sellado entre el carro del horno y el cuerpo del horno) está a presión cero del horno, el gas del horno no tiene fugas y el aire frío no penetra, de modo que La energía térmica generada por la combustión puede utilizarse de forma eficaz.

2. Alto grado de automatización: las puertas y los carros del horno son todos eléctricos y tienen consolas de operación, por lo que los operadores pueden controlar fácilmente el funcionamiento de las puertas y los carros del horno. La puerta del horno y el carro del horno tienen control de carrera y pueden detener su funcionamiento automáticamente cuando alcanzan una posición límite limitada para garantizar la seguridad. El sistema de combustión tiene un conjunto completo de funciones de encendido, operación de incendio grande y pequeño, detección, alarma de extinción de llama, corte de llama y reencendido, y cada conjunto de quemadores tiene una caja de control independiente, que se puede controlar individualmente. Cada interfaz de la caja de control se puede conectar al controlador de temperatura en la sala de instrumentos, de modo que todo el sistema se pueda controlar automáticamente.

Los parámetros del pipeline se controlan automáticamente.

La presión de la tubería de aire de combustión y combustible se puede configurar y ajustar automáticamente para controlar la cantidad de aire de combustión y combustible en la proporción óptima para garantizar una alta eficiencia de combustión y eliminar el humo negro.

La presión del horno se controla automáticamente comparando la señal de presión del horno con el valor establecido a través del transmisor de presión, transmitiendo la señal al actuador de la chimenea y controlando automáticamente la presión en el horno cambiando la apertura del tubo de lámpara.

La temperatura en el horno está controlada por un controlador de temperatura con pantalla digital inteligente avanzado, que forma un control de circuito cerrado con el elemento de medición de temperatura y el quemador de control automático. Tiene alta precisión, alta flexibilidad, antiinterferencias y alta confiabilidad. El sistema de control de temperatura puede calcular, operar, mostrar y almacenar automáticamente la curva del proceso de producción del tratamiento térmico para lograr un control total del proceso.

El gabinete de instrumentos está equipado con pantallas de valores operativos para temperatura, presión del horno, cada quemador y cada parámetro de tubería, así como alarmas de situaciones anormales y medidas de protección de emergencia para garantizar la seguridad operativa.

Secuencia de espera en caliente y secuencia de transferencia de producción

1 Si la camisa de agua tiene fugas, la varilla de agitación tiene fugas o el sello de agua de agitación tiene fugas, no es adecuado convertir a espera en caliente. horno. Si la válvula del ramal de aire no está bien cerrada o la válvula de vapor saturado tiene una fuga importante y no se puede reparar ni reemplazar durante el modo de espera en caliente, no es adecuado utilizarla como modo de espera en caliente.

2. Al planificar el modo de espera en caliente, debe elegir un horno con mejores condiciones para el modo de espera en caliente. Si elige un horno de espera en caliente con una capa de fuego baja y mucha escoria en el horno, la condición del horno cambiará. inevitablemente empeorar.

3. Para los generadores que están planificados para modo de espera en caliente, el horno debe inspeccionarse con anticipación, las partes con una pequeña cantidad de escoria deben perforarse para romper la escoria y la sección del horno debe perforarse. en varios puntos para que todos los puntos de la sección del horno tengan básicamente la misma estanqueidad.

4. Reducir adecuadamente la capa de ceniza.

5. Espesar adecuadamente la veta de carbón.

6. Compruebe si la tapa de la campana de la válvula de alivio máximo es flexible al subir y bajar.

7. Reduzca el volumen de aire antes del modo de espera en caliente.

8. Selle el sello de agua de la tubería vertical doble y levante la válvula de alivio máxima a tiempo de acuerdo con la presión de salida del horno.

9. Cerrar las válvulas de aire de los ramales y las válvulas de vapor saturado.