CN104357646B - 一种退火炉双燃料在线快速切换装置 - Google Patents

Abstract

一种退火炉双燃料在线快速切换装置，包括安装在退火炉的燃烧控制区的两种燃气管道，燃气管道上设有各自的氮气吹扫置换和隔离监控装置，燃气管道上按照燃气流向依次设有手动球阀、压力开关、气动三偏芯切断阀、压力变送器、燃气流量计、电动安全切断阀和气动流量调节阀，氮气吹扫管道设置在燃气管道的侧部位于气动三偏芯切断阀与压力变送器之间，氮气吹扫管道按照氮气流向依次设有氮气吹扫手动球阀、氮气吹扫电磁阀或者气动切断阀、以及止回阀。本发明可随时根据需要不停机、不停产的情况下完成退火炉加热室燃气切换，通过2种不同燃气同时在退火炉不同的加热室燃烧的方式，弥补退火炉对燃气用量的需求，发挥退火炉最大产能，并且使用安全可靠。

Description

一种退火炉双燃料在线快速切换装置

技术领域

本发明属于不锈钢连续退火炉技术领域，尤其涉及一种不停炉实现双燃料在线快速切换的退火炉设备。

背景技术

在不锈钢板带连续退火机组中退火炉主要是卧式炉，用于热轧不锈钢带的固溶处理和软化经冷轧机轧制所产生的加工硬化，再结晶退火改变材料机械性能。

卧式退火炉从功能和流程上分为预热段(通过高温烟气对刚进炉的温度低的带钢进行预热)、加热段、冷却段和干燥段。为了防止带钢在高温及小张力条件下垂度过大而与炉底接触并擦伤带钢，通常需将加热段分割成几个室，加热室与加热室之间用炉底辊隔开并与外界隔离密封。

不锈钢因表面质量要求高，退火炉燃料一般采用液化石油气或者天然气等清洁能源，但这两种燃气成本相对焦炉煤气比较高，为此，不锈钢热带退火尝试使用焦炉煤气作为燃料，也获得了成功，目前这项技术已经开始推广。

但是由于焦炉煤气成本低，它的用户很多，往往因热轧生产需要，导致供应给不锈钢企业的焦炉煤气流量不稳定，经常无法满足不锈钢退火炉生产的需求。虽然，退火炉设计时已经考虑了天然气作为备用燃料，但是，如果将退火炉燃气全部切换为天然气，不仅大幅增加燃气成本，而且燃气切换需要炉子熄火，机组停机进行燃气管道停服役操作，时间长，浪费大。由于焦炉煤气供应频繁波动，严重影响了不锈钢企业的生产物流，给用户造成巨大损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种设计合理、使用安全可靠的退火炉双燃料在线快速切换装置，可以使得用户不受单一燃气供应量限制，随时根据燃气供应情况和燃气价格选择不同燃烧控制区使用不同的燃气种类，并且在不影响当前机组生产的情况下完成燃气切换。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：包括安装在退火炉的每个燃烧控制区的两种采用不同燃料的燃气管道，燃气管道上分别设有各自的氮气吹扫置换和隔离监控装置，燃气管道上按照燃气流向依次设有手动球阀、压力开关、气动三偏芯切断阀、压力变送器、燃气流量计、电动安全切断阀和气动流量调节阀，其中氮气吹扫置换的氮气吹扫管道设置在燃气管道的侧部位于气动三偏芯切断阀与压力变送器之间，吹扫氮气的压力通过压力变送器实时监控后进入下游燃气管道，氮气吹扫管道按照氮气流向依次设有氮气吹扫手动球阀、氮气吹扫电磁阀或者气动切断阀、以及用于防止高压氮气串入上游燃气管道的止回阀，当燃烧控制区使用其中一个燃气管道的燃料时，该燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀、电动安全切断阀、气动流量调节阀处于打开状态，其氮气吹扫手动球阀、氮气吹扫电磁阀或气动切断阀都处于关闭状态；同时，此燃烧控制区的另一个燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀、电动安全切断阀都处于关闭状态，氮气吹扫手动球阀、气动流量调节阀处于打开状态，氮气吹扫电磁阀或气动切断阀关闭。

作为改进，所述燃气管道在气动流量调节阀后设有多个支管分支到各个烧嘴，每个烧嘴前的支管上均设有第二手动球阀和第二电磁阀，当燃烧控制区使用其中一个燃气管道的燃料时，该燃气管道的每个烧嘴前的支管上的第二手动球阀和第二电磁阀打开，而另一个燃气管道的每个烧嘴前的支管上的第二手动球阀和第二电磁阀关闭。

作为改进，所述燃烧控制区在电气控制柜上设置有供燃气切换的燃气模式选择开关。

作为改进，所述燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀和电动安全切断阀以及氮气吹扫管道的氮气吹扫手动球阀、电磁阀或者气动切断阀都配置有阀位检测开关。

再改进，所述燃气管道采用氮气隔离保压，当氮气压力低于控制限时，系统自动打开氮气吹扫电磁阀或气动切断阀进行氮气补压，并能够给出报警提示进行漏点处理。

再改进，所述两种燃气管道分别为焦炉煤气管道和天然气管道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：退火炉的每个燃烧控制区设置两种采用不同燃料的燃气管道，燃气管道上分别设有各自的氮气吹扫置换和隔离监控装置，用户可以随时根据需要不停机、不停产的情况下完成退火炉加热室燃气切换，并且通过2种不同燃气同时在退火炉不同的加热室燃烧的方式，弥补退火炉对燃气用量的需求，发挥退火炉最大产能。并且，通过在线燃气管道吹扫置换和隔离监控装置确保安全有效隔离在用和备用的2种不同燃气，有效防止烧嘴回火可能给燃气管道带来的安全风险。本发明设计合理，使用安全可靠，使得用户不受单一燃气供应量限制，随时根据燃气供应情况和燃气价格选择不同燃烧控制区使用不同的燃气种类，并且在不影响当前机组生产的情况下完成燃气切换，大大降低用户的生产成本，提高了用户的生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例中的两种燃气管道的氮气吹扫置换和隔离监控装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中的燃气切换工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的退火炉双燃料在线快速切换装置，本实施例中的退火炉分为8个燃烧控制区，每个燃烧控制区都配置有两种燃气管道，两种燃气管道分别为焦炉煤气管道2和天然气管道1，焦炉煤气管道2和天然气管道1上均设有各自的氮气吹扫置换和隔离监控装置，每个燃烧控制区在电气控制柜上都设置有燃气模式选择开关，由操作人员手动选择天然气或者焦炉煤气模式；焦炉煤气管道2和天然气管道1上按照燃气流向依次设有手动球阀4、压力开关5、气动三偏芯切断阀16、压力变送器6、燃气流量计7、电动安全切断阀8和气动流量调节阀9，在气动流量调节阀9后设有多个支管分支到各个烧嘴15，每个烧嘴15前的支管上均设有第二手动球阀13和第二电磁阀14，其中氮气吹扫置换的氮气吹扫管道3设置在燃气管道的侧部位于气动三偏芯切断阀16与压力变送器6之间，吹扫氮气的压力通过压力变送器6实时监控后进入下游燃气管道，氮气吹扫管道3按照氮气流向依次设有氮气吹扫手动球阀10、氮气吹扫电磁阀11、以及用于防止燃气串入上游氮气管道的止回阀12，当燃烧控制区使用其中焦炉煤气(COG)作燃料时，焦炉煤气管道2的手动球阀4、气动三偏芯切断阀16、电动安全切断阀8、气动流量调节阀9处于打开状态，其氮气吹扫手动球阀10、氮气吹扫电磁阀11都处于关闭状态；同时，此燃烧控制区的天然气(NG)管道1的手动球阀4、气动三偏芯切断阀16、电动安全切断阀8都处于关闭状态，氮气吹扫手动球阀10、气动流量调节阀9处于打开状态，氮气吹扫电磁阀11关闭；并且焦炉煤气管道2的每个烧嘴15前的支管上的第二手动球阀13和第二电磁阀14打开，而天然气管道1的每个烧嘴15前的支管上的第二手动球阀13和第二电磁阀14关闭，手动球阀4和气动三偏芯切断阀16之间的压力开关5用于监控切断效果，防止高压氮气串入手动球阀4前的上游燃气管道，手动球阀4、气动三偏芯切断阀16和电动安全切断阀8以及氮气吹扫管道的氮气吹扫手动球阀10、氮气吹扫电磁阀11都配置有阀位检测开关；焦炉煤气管道2和天然气管道1采用氮气隔离保压，当氮气压力低于控制限时，系统自动打开氮气吹扫电磁阀11进行氮气补压，并能够给出报警提示进行漏点处理，确保安全有效隔离在用和备用的2种不同燃气。同时，通过氮气隔离，有效防止烧嘴15回火可能给燃气管道带来的风险。

这样当焦炉煤气供应量不足时，根据供应量的缺口将部分加热区的燃料从焦炉煤气切换为天然气，在退火炉不停机的情况下，通过两种不同燃气同时在退火炉不同的加热区燃烧的方式，弥补退火炉对燃气用量的需求。

图2为燃烧控制区的燃气切换工艺流程图，以焦炉煤气供应受限，操作需要将1#燃烧控制区燃料切换为天然气为例说明燃气切换和监控工作的过程：

1)操作人员接到焦炉煤气供应不足通知后，在操作站选择和确认将1#燃烧控制区切换为天然气；

2)操作人员在炉子操作画面关闭炉子1#燃烧控制区烧嘴，点击熄火按钮后，烧嘴前在用的焦炉煤气管道2的气动三偏芯切断阀16和电动安全切断阀8自动关闭。

3)操作人员到现场关闭焦炉煤气管道2的手动球阀4(确保有效切断上游焦炉煤气来源)，打开1#燃烧控制区焦炉煤气管道2的氮气吹扫手动球阀10，关闭1#燃烧控制区天然气管道1的氮气吹扫手动球阀10，打开天然气1#燃烧控制区手动球阀4，并将在电控柜上开关切到天然气模式，阀门位置检测确认到位后，启动1#燃烧控制区焦炉煤气管道2进行氮气吹扫。

4)1#燃烧控制区焦炉煤气管道2氮气吹扫时，程序控制该区的氮气吹扫电磁阀11自动打开，焦炉煤气的电动安全切断阀8自动打开，气动流量调节阀9保持吹扫开度，最后自动打开焦炉煤气管道2烧嘴15前第二电磁阀14，氮气通过管道将残余的焦炉煤气全部吹入炉膛内烧掉。当氮气吹扫时间、流量达到设定值后吹扫结束，程序自动关闭氮气吹扫电磁阀11、焦炉煤气的电动安全切断阀8和第二电磁阀14。

5)吹扫结束后，烧嘴15前第二电磁阀14关闭并将其控制权交还给烧嘴控制器控制。此时，1#燃烧控制区的焦炉煤气管道2从气动三偏芯切断阀16以后都处于氮气保压状态，压力变送器6实时监控这段热备用状态的焦炉煤气管道2内氮气压力；一旦压力下降，程序自动打开氮气吹扫电磁阀11进行补压，确保有效隔离焦炉煤气和烧嘴15。

6)打开NG气动切断阀和电动安全切断阀，打开NG嘴前电磁阀，最后1#燃烧控制区进行天然气点火，烧嘴15点火成功后，1#燃烧控制区切换完毕。

Claims (6)

1.一种退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：包括安装在退火炉的每个燃烧控制区的两种采用不同燃料的燃气管道，燃气管道上分别设有各自的氮气吹扫置换和隔离监控装置，燃气管道上按照燃气流向依次设有手动球阀、压力开关、气动三偏芯切断阀、压力变送器、燃气流量计、电动安全切断阀和气动流量调节阀，其中氮气吹扫置换的氮气吹扫管道设置在燃气管道的侧部位于气动三偏芯切断阀与压力变送器之间，吹扫氮气的压力通过压力变送器实时监控后进入下游燃气管道，氮气吹扫管道按照氮气流向依次设有氮气吹扫手动球阀、氮气吹扫电磁阀或者气动切断阀、以及用于防止燃气串入上游氮气管道的止回阀，当燃烧控制区使用其中一个燃气管道的燃料时，该燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀、电动安全切断阀、气动流量调节阀处于打开状态，其氮气吹扫手动球阀、氮气吹扫电磁阀或气动切断阀都处于关闭状态；同时，此燃烧控制区的另一个燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀、电动安全切断阀都处于关闭状态，氮气吹扫手动球阀、气动流量调节阀处于打开状态，氮气吹扫电磁阀或气动切断阀关闭。

2.根据权利要求1所述的退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：所述燃气管道在气动流量调节阀后设有多个支管分支到各个烧嘴，每个烧嘴前的支管上均设有第二手动球阀和第二电磁阀，当燃烧控制区使用其中一个燃气管道的燃料时，该燃气管道的每个烧嘴前的支管上的第二手动球阀和第二电磁阀打开，而另一个燃气管道的每个烧嘴前的支管上的第二手动球阀和第二电磁阀关闭。

3.根据权利要求1或2所述的退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：所述燃烧控制区在电气控制柜上设置有供燃气切换的燃气模式选择开关。

4.根据权利要求1或2所述的退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：所述燃气管道的手动球阀、气动三偏芯切断阀和电动安全切断阀以及氮气吹扫管道的氮气吹扫手动球阀、电磁阀或者气动切断阀都配置有阀位检测开关。

5.根据权利要求1或2所述的退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：所述燃气管道采用氮气隔离保压，当氮气压力低于控制限时，系统自动打开氮气吹扫电磁阀或气动切断阀进行氮气补压，并能够给出报警提示进行漏点处理。

6.根据权利要求1或2所述的退火炉双燃料在线快速切换装置，其特征在于：所述两种燃气管道分别为焦炉煤气管道和天然气管道。