CN103968667A

CN103968667A - 炉膛直燃节能热剪炉

Info

Publication number: CN103968667A
Application number: CN201310032699.5A
Authority: CN
Inventors: 荣咨海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-08-06

Abstract

本发明一种炉膛直燃节能热剪炉，设有一炉膛和一PLC控制系统，所述炉膛出棒侧的墙壁上设有一高速燃烧器，所述高速燃烧器与PLC控制系统电路连接，所述炉膛上部设有烟道，所述烟道一侧安装一回收烟气余热的板式换热器；所述烟道内设有一氧化锆氧含量测定仪，所述烟道顶部设有气动缸和烟道挡板。本发明炉膛直燃节能热剪炉能精确组织燃烧，回收烟气余热，将燃烧器更换为高速燃烧器，直接安装在炉膛内，利用高速燃烧器产生的150m/s的高速气流搅动炉膛内气体，使炉膛内温度均匀，并减少了铝棒盛装量至7～9根，减小炉膛容积，提高炉膛容积热强度。达到提高产品质量、降低燃气消耗、减少污染的目的。

Description

炉膛直燃节能热剪炉

技术领域

本发明涉及一种加热炉，其具体涉及一种炉膛直燃节能热剪炉。

背景技术

目前，铝型材行业挤压工序的铝棒加热炉一般有三种，即单棒炉、短棒炉和多棒炉。其中多棒炉除了加热铝棒满足挤压要求外，还具有对铝棒进行均质的作用。现在所采用的多棒炉有以下弊端：

1、单独设立一个燃烧室，利用循环风机将热量带入炉膛以加热铝棒。在这个过程中有两个问题，其一是燃烧器的燃烧是间断性的，温度达到设定温度后，燃烧器熄火，温度低于设定温度时，燃烧器要先鼓冷风45秒左右进行吹扫，然后再点火。这个过程每小时大约有6～8次，降低了炉膛温度，增加了能耗。其二是燃烧火焰与循环空气在换热过程中损失了很多热量。

2、排烟温度高，达到320℃以上，浪费能源。

3、炉膛温差大，铝棒在炉膛内加热，一般分为三个区，由于循环风机的抽吸作用，使得II区温度比I、III两个区低30℃，甚至高达70℃，即影响了挤压质量，又浪费了能源。

4、空燃比控制手段太简单，无法精确组织燃烧，CO达到1200ppm，O₂含量达到16％，化学不完全燃烧损失大，烟气量大，排烟损失高。

5、炉膛太大，装棒太多，现在多棒炉一般都盛装12根棒，蓄热量大，多次反复升降温浪费燃气。

所以现在急需解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种提高产品质量、降低燃气消耗和减少污染的炉膛直燃节能热剪炉。

一种炉膛直燃节能热剪炉，设有一炉膛和一PLC控制系统，所述炉膛出棒侧的墙壁上设有一高速燃烧器，所述高速燃烧器与PLC控制系统电路连接，所述炉膛上部设有烟道，所述烟道一侧安装一回收烟气余热的板式换热器；所述烟道内设有一氧化锆氧含量测定仪，所述烟道顶部设有气动缸和烟道挡板。

所述高速燃烧器一端连接燃气管道和助燃风管道，所述助燃风管道另一端连接板式换热器；所述燃气管道和助燃风管道上分别设有减压阀、高压开关、低压开关、电磁阀、比例调节阀、压力表、电动执行助燃风蝶阀和氧含量控制蝶阀，所述减压阀、高压开关、低压开关、电磁阀、比例调节阀、压力表、电动执行助燃风蝶阀和氧含量控制蝶阀与PLC控制系统电连接。

所述板式换热器中部还设有一助燃风机，所述助燃风机将助燃风送入板式换热器内，与烟气进行热交换，将烟气温度降低到150℃以下排出；所述助燃风加热到180℃通过助燃风管道进入高速燃烧器内助燃。

所述炉膛前、中、后的炉底部分别设有热电偶，所述PLC控制系统通过高压开关和低压开关根据助燃风压力按比例开启电动助燃风蝶阀和燃气比例调节阀，控制热电偶的燃烧区域温度。

所述炉膛一侧还设有点火变压器；所述高速燃烧器内设有与PLC控制系统点连接的火焰检测器。

所述PLC控制系统内还设有人工手动点火控制器。

所述烟道3上还设有一用于精确组织燃烧的氧化锆氧含量测定仪，根据烟道氧含量对助燃风管道上设有的氧含量控制蝶阀进行精确微调，使氧含量在合适的范围之内。

所述炉膛内设有7～9根铝棒。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：

本发明炉膛直燃节能热剪炉能精确组织燃烧，回收烟气余热，将燃烧器更换为高速燃烧器，直接安装在炉膛内，利用高速燃烧器的高速(150m/s)气流搅动炉膛内气体，使炉膛内温度均匀，并减少了铝棒盛装量至七根，减小炉膛容积，提高炉膛容积热强度。达到提高产品质量、降低燃气消耗、减少污染的目的。

附图说明

图1是本发明炉膛直燃节能热剪炉的主视结构示意图。

图2是本发明炉膛直燃节能热剪炉的侧视结构示意图。

图3是本发明炉膛直燃节能热剪炉的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，为本发明一种炉膛直燃节能热剪炉，设有一炉膛1，所述炉膛1出棒侧的墙壁上设有一高速燃烧器2，所述炉膛1上部设有烟道3，所述烟道3一侧安装一台板式换热器4，回收烟气余热。在烟道3内设有一氧化锆氧含量测定仪5，烟道3顶部设有气动缸6和烟道挡板7。

为了减少阻力，板式换热器4中部还设有一助燃风机18，所述助燃风机18将助燃风送入板式换热器4内，与烟气进行热交换，将烟气温度降低到150℃左右排出。助燃风加热到180℃进入高速燃烧器2助燃。

所述高速燃烧器2一端连接燃气管道8和助燃风管道9，所述燃气管道8和助燃风管道9上分别设有减压阀10、高压开关11、低压开关12、电磁阀13、比例调节阀14、压力表15、电动执行助燃风蝶阀16和氧含量控制蝶阀17。

所述炉膛1一侧设有PLC控制系统20，所述炉膛1前、中、后的炉底部分别设有热电偶19，利用前部热电偶(I区温度)作为控制对象，设定某一温度(一般在460～520℃之间)，当炉膛1温度低于设定温度5℃时，PLC控制系统20经过PID运算启动风机，根据高压开关11和低压开关12的检测信号，控制电动助燃风蝶阀16动作，燃气比例调节阀14根据助燃风压力按比例开启，此时，输出点火信号，炉膛1一侧的点火变压器21开始点火，火焰点燃后，如果火焰不稳定，高速燃烧器2内的火焰检测器22会通知PLC控制系统20点火不成功，这时需人工对PLC控制系统20内的点火控制器23进行复位，再次点火，点火完成后，根据温度的变化，适度调整电动执行器16改变助燃风阀的开度，使其稳定在设定的温度范围内。如果炉膛温度过高，即可立即熄火。

为了精确组织燃烧，在烟道3上安装了一台氧化锆氧含量测定仪5，根据烟道3氧含量对助燃风管道9上安装的氧含量控制蝶阀17进行精确微调，使氧含量在合适的范围之内。

为了减少炉体蓄热量，将炉膛1盛棒量减少到7～9根，炉膛1容积减少30％左右。7～9根棒在炉内的加温时间大约为2.5小时，足以达到均质的目的，但可以减少设备投资以及能耗。

为了保证安全生产，设置了燃气压力高低压保护、助燃风压力高低压保护、炉温高限保护等手段，对高速燃烧器单独设置了火焰检测，火焰稳定性检测手段，熄火后，对炉膛进行吹扫，确保生产安全性。

本发明的优点是：精确组织燃烧，使过剩空气系数α保持在1.05左右，节约燃气；减少盛棒量，使得多棒炉占地面积缩小，设备投资减少；高速燃烧器能搅动炉内气氛，温度均匀；板式换热器回收烟气余热，减少了排烟损失；节能降耗，与传统多棒炉相比，燃气节约率达到40～50％，同时减少排放近50％；由于采取了多项安全保护措施，生产更加安全。与传统炉型的数据对比参见表1。

表1炉型参数对比

对比项目	传统炉型	本发明炉型
			炉体尺寸mm	8500×3480×1980	8000×2680×1980
天然气耗量m³/t产品	50～75	25～30
			电力消耗(装机容量)KW	35	29.5
炉内温差℃	30～70	3～8
			设备生产率(日生产产品量)t	8～11	9～15
产品合格率％	75～83	81～88
			维修频率	少	少

本发明所述炉膛直燃节能热剪炉是铝型材行业挤压生产线上的必备设备，铝棒在炉膛直燃节能热剪炉内加热到挤压所需要的温度后进行挤压。本发明炉膛直燃节能热剪炉在使用过程中只需要设定炉膛温度在工艺要求的范围内即可，它会自动对炉内铝棒进行加温，自动控制温度、自动控制点火与熄火、自动进棒与出棒以及剪棒、自动控制空燃比，操作十分方便。操作人员要根据所用材料、模具型式以及产品特性，设置合适的炉膛温度，只要符合工艺要求，保证产品合格率，设定温度越低越节能。

本发明仅以上述实施例进行示意说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种炉膛直燃节能热剪炉，设有一炉膛和一PLC控制系统，其特征在于：所述炉膛出棒侧的墙壁上设有一高速燃烧器，所述高速燃烧器与PLC控制系统电路连接，所述炉膛上部设有烟道，所述烟道一侧安装一回收烟气余热的板式换热器；所述烟道内设有一氧化锆氧含量测定仪，所述烟道顶部设有气动缸和烟道挡板。

2.如权利要求1所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述高速燃烧器一端连接燃气管道和助燃风管道，所述助燃风管道另一端连接板式换热器；所述燃气管道和助燃风管道上分别设有减压阀、高压开关、低压开关、电磁阀、比例调节阀、压力表、电动执行助燃风蝶阀和氧含量控制蝶阀，所述减压阀、高压开关、低压开关、电磁阀、比例调节阀、压力表、电动执行助燃风蝶阀和氧含量控制蝶阀与PLC控制系统电连接。

3.如权利要求1或2所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述板式换热器中部还设有一助燃风机，所述助燃风机将助燃风送入板式换热器内，与烟气进行热交换，将烟气温度降低到150℃以下排出；所述助燃风加热到180℃通过助燃风管道进入高速燃烧器内助燃。

4.如权利要求1所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述炉膛前、中、后的炉底部分别设有热电偶，所述PLC控制系统通过高压开关和低压开关根据助燃风压力按比例开启电动助燃风蝶阀和燃气比例调节阀，控制热电偶的燃烧区域温度。

5.如权利要求1或4所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述炉膛一侧还设有点火变压器；所述高速燃烧器内设有与PLC控制系统点连接的火焰检测器。

6.如权利要求1或4所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述PLC控制系统内还设有人工手动点火控制器。

7.如权利要求1或2所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述烟道3上还设有一用于精确组织燃烧的氧化锆氧含量测定仪，根据烟道氧含量对助燃风管道上设有的氧含量控制蝶阀进行精确微调，使氧含量在合适的范围之内。

8.如权利要求1所述的一种炉膛直燃节能热剪炉，其特征在于：所述炉膛内设有7～9根铝棒。