CN110953895A - 一种脉冲式加热炉的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲式加热炉的标定方法，包括：步骤S1：设定目标空煤比以及均热段、加热段和预热段的空气过剩系数；步骤S2：根据均热段、加热段和预热段中煤气单个烧嘴标准用量和对应的空气过剩系数，计算所述均热段、加热段和预热段对应的空气单个烧嘴用量；步骤S3：反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；步骤S4：将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴的空气压差调整标定至所述目标空气压差，将煤气压差调整至所述目标煤气压差。本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法，可以使得煤气的燃烧率最大化，有效降低脉冲式加热炉的能耗，节省能源，避免风险。

Description

一种脉冲式加热炉的标定方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种脉冲式加热炉的标定方法。

背景技术

脉冲式加热炉是近年来应用较多的新型高效节能加热炉之一，其与常规脉冲式区别在于，不对空气和煤气进行蓄热，采用常规烧嘴进行燃烧，燃烧介质采用高热值的混合煤气。

脉冲式加热炉与常规加热炉区别在于，取消了段上调节阀的调节作用，在烧嘴前增加脉冲阀门，利用脉冲阀门的切断功能对烧嘴进行燃烧控制。脉冲式加热炉的优点在于，不再受到常规调节阀的调节作用，减少了管道和流量孔板检测对常规加热炉炉内气氛以及燃烧状态的影响，采用先进的脉冲技术，通过烧嘴前的流量检测标定单个烧嘴的空气煤气流量，使之达到理想的燃烧状态，利用烧嘴前的脉冲阀切断功能，让烧嘴共有两个状态供给选择，一个是全关模式，一个是全开状态，全开状态是最佳的燃烧状态，保证了火焰的长度和加热能力，以达到最佳燃烧控制，最节能高效的目的，脉冲式加热炉在烧嘴空煤比控制上会直接影响加热炉的燃烧效率/加热能力以及加热炉的经济指标，其中空煤比是指空气和煤气的用量比例。

现有技术中，脉冲式加热炉无调节阀进行流量控制，仅通过脉冲烧嘴前的空气煤气切断阀进行控制，无法直接控制空煤气比以及均衡加热烧嘴之间的能力问题，存在烧嘴能力不同，空煤气不同而产生煤气单耗过高、加热温度不均匀等问题。

因此，如何有效降低脉冲式加热炉的能耗，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲式加热炉的标定方法，用于降低煤气单耗，保证加热温度均匀。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种脉冲式加热炉的标定方法，包括以下步骤：

步骤S1：设定目标空煤比以及均热段、加热段和预热段的空气过剩系数；

步骤S2：根据均热段、加热段和预热段中煤气单个烧嘴标准用量和对应的空气过剩系数，计算所述均热段、加热段和预热段对应的空气单个烧嘴用量；

步骤S3：反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

步骤S4：将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴的空气压差调整标定至所述目标空气压差，将煤气压差调整至所述目标煤气压差。

优选的，所述步骤S1之前，还包括：

设定煤气总管压力和空气总管压力，并设定煤气热值。

优选的，设定所述煤气总管压力为9-10Kpa，设定所述空气总管压力为8-9Kpa，设定所述煤气热值为kCal/Nm³±2％。

优选的，所述步骤“设定煤气总管压力和空气总管压力，并设定煤气热值”之后，所述步骤S1之前还包括：

测量空气温度和煤气温度。

优选的，所述步骤S1中，设定目标空煤比具体为：

根据所述煤气热值和煤气成分以及所述空气温度和煤气温度设定目标空煤比。

优选的，所述步骤S4包括：

采用手持式差压流量表通过所述烧嘴前的节流孔板对每个烧嘴前的空气管道和煤气管道的手动调节阀分别进行调整；

将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴的空气压差调整至所述目标空气压差，将煤气压差调整标定至所述目标煤气压差。

优选的，所述步骤S3具体为：

根据公式(1)反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

其中：L为计算流量，Δp为测量的差压，P为变送器量程，Q为二次表量程或刻度流量。

优选的，所述目标空煤比为1.7-1.9。

优选的，所述均热段的空气过剩系数为0.95-1.05，所述加热段的空气过剩系数为1.05-1.15，所述预热段的空气过剩系数为1.15-1.25。

优选的，所述步骤S4之后还包括：

观察标定后脉冲式加热炉内的火焰情况，并判断火焰燃烧长度和刚度是否正常，如果否，则重复执行所述步骤S4。

本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法，包括以下步骤：步骤S1：设定目标空煤比以及均热段、加热段和预热段的空气过剩系数；步骤S2：根据均热段、加热段和预热段中煤气单个烧嘴标准用量和对应的空气过剩系数，计算所述均热段、加热段和预热段对应的空气单个烧嘴用量；步骤S3：反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；步骤S4：将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴的空气压差调整标定至所述目标空气压差，将煤气压差调整至所述目标煤气压差。本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法，通过理论计算获得目标空气压差和目标煤气压差，并在加热炉使用前对喷嘴的空气压差和煤气压差进行调整，即可满足目标空煤比，使得煤气的燃烧率最大化，有效降低脉冲式加热炉的能耗，节省能源，避免风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法的流程图；

图2为本发明所提供的脉冲式加热炉中管道阀门和节流孔板示意图；

图3为本发明所提供的脉冲式加热炉中煤气管道和空气管道布置图；

其中：煤气管道-1；空气管道-2；节流孔板-3；手动调节阀-4；脉冲阀-5；烧嘴-6。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种脉冲式加热炉的标定方法，用于降低煤气单耗，保证加热温度均匀。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法的流程图；图2为本发明所提供的脉冲式加热炉中管道阀门和节流孔板示意图；图3为本发明所提供的脉冲式加热炉中煤气管道和空气管道布置图。

在该实施方式中，脉冲式加热炉的标定方法，用于脉冲式加热炉的喷嘴空煤比的标定，脉冲式加热炉内设有空气管道2和煤气管道1，空气管道2和煤气管道1上均安装有手动调节阀4、节流孔板3和脉冲阀5。

该脉冲式加热炉的标定方法包括以下步骤：

步骤S1：设定目标空煤比以及均热段、加热段和预热段的空气过剩系数；具体的，对均热段、加热段和预热段每段中的空气过剩系数均进行设定，并将目标空煤比最终调节目的；

步骤S2：根据均热段、加热段和预热段中煤气单个烧嘴标准用量和对应的空气过剩系数，计算均热段、加热段和预热段对应的空气单个烧嘴用量；

步骤S3：反向计算均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

步骤S4：将均热段、加热段和预热段对应的烧嘴6的空气压差调整标定至目标空气压差，将煤气压差调整至目标煤气压差；具体的，每个烧嘴6上均连接有空气管道2和煤气管道1，分别调节设置在空气管道2和煤气管道1上的手动调节阀4，将空气管道2的空气压差调整至目标空气压差，将煤气管道1的煤气压差调整至目标煤气压差。

在上述各实施方式的基础上，步骤S1之前，还包括：

设定煤气总管压力和空气总管压力。具体的，由于常规脉冲式加热炉空气煤气受到加热炉工况影响以及上游设备影响，空气煤气压力会波动，因此做标定前为了力求标定精准度，需要对空气压力和煤气压力进行固定。

具体的，设定煤气总管压力为9-10Kpa，设定空气总管压力为8-9Kpa。优选的，空气总管压力固定在9.5Kpa，煤气总管压力固定在8.5Kpa。

在上述各实施方式的基础上，步骤S1之前，还包括：

设定煤气热值。具体的，由于常规脉冲式加热炉煤气热值需要固定，因为热值直接影响空煤比的计算，在企业生产中，通常使用煤气加压站进行空煤气的配比及热值固定，按照设计要求，煤气热值优选固定为2000kCal/Nm³±2％。

在上述各实施方式的基础上，步骤“设定煤气总管压力和空气总管压力，并设定煤气热值”之后，步骤S1之前还包括：

测量空气温度和煤气温度。

在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，设定目标空煤比具体为：

根据煤气热值和煤气成分以及空气温度和煤气温度设定目标空煤比。

在上述各实施方式的基础上，应用于脉冲式加热炉中，脉冲式加热炉的煤气管道1和空气管道2上安装有节流孔板3，步骤S4包括：

采用手持式差压流量表通过烧嘴6前的节流孔板3对每个烧嘴6前的空气管道2和煤气管道1的手动调节阀4分别进行调整；

将均热段、加热段和预热段对应的烧嘴6的空气压差调整标定至目标空气压差，将煤气压差调整至目标煤气压差。

具体的，标定要求为，使用差压流量表的高压管接节流孔板3的高压位置，低压管接节流孔板3的低压位置，测量差压数值，与目标空气压差和目标煤气压差进行对比，对比过程中采用烧嘴6前手动调节阀4，可以为手动蝶阀进行差压控制，差压超出要求范围，则对手动调节阀4采用关小措施，差压低于要求范围，则对手动调节阀4采用开大措施，直至差压满足要求为止。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3具体为：

根据公式1反向计算均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

其中：L为计算流量，Δp为测量的差压，P为变送器量程，Q为二次表量程或刻度流量。

在上述各实施方式的基础上，目标空煤比为1.7-1.9。

在上述各实施方式的基础上，均热段的空气过剩系数为0.95-1.05，加热段的空气过剩系数为1.05-1.15，预热段的空气过剩系数为1.15-1.25。

在上述各实施方式的基础上，步骤S4之后还包括：

观察标定后脉冲式加热炉内的火焰情况，并判断火焰燃烧长度和刚度是否正常，如果否，则重复执行步骤S4。

具体的，在完成标定后，对炉内火焰情况进行检查，观察火焰燃烧长度及刚度是否正常，无明显飘火及飘煤气说明燃烧正常。

在一种具体实施例中，在固定空气总管压力和煤气总管压力后，固定煤气热值，然后测量空气温度和煤气温度，并将空气温度和煤气温度换算到标准状况下进行空煤比的计算，确保空气煤气的配比准确。比如：经测量，空气温度为448℃，煤气温度为35℃；然后确认空气、煤气设计指标：经过对煤气热值及成分确认，计算出空燃比为1.8，均热段空气过剩系数控制为1.0，加热段空气过剩系数控制为1.1，预热段空气过剩系数控制为1.2；同时查找设计标准，预热段煤气单个烧嘴标准用量为1300Nm³，加热段煤气单个烧嘴标准用量为1000Nm³，均热段煤气单个烧嘴标准用量为700Nm³，按照1.8的空煤配比及各段空气过剩系数计算出预热段空气单个烧嘴用量为2808Nm³，加热段空气单个烧嘴用量为1980Nm³，均热段空气单个烧嘴用量为1260Nm³；进而通过公式1，反算出预热段目标空气差压为1600，目标煤气差压为1000，加热段目标空气差压为1580，目标煤气差压为2500，均热段目标空气差压为1400，目标煤气差压为2500；然后对每个烧嘴6前的空气管道2上的手动调节阀4和煤气管道1上的手动调节阀4进行标定。

在实际标定中，对加热炉采用脉冲燃烧模式，通过以上标定，NOx降低至200mg/Nm³以下，煤气单耗降低至1.19GJ/t以下，有效降低了煤气的单耗。

以上对本发明所提供的脉冲式加热炉的标定方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：设定目标空煤比以及均热段、加热段和预热段的空气过剩系数；

步骤S2：根据均热段、加热段和预热段中煤气单个烧嘴标准用量和对应的空气过剩系数，计算所述均热段、加热段和预热段对应的空气单个烧嘴用量；

步骤S3：反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

步骤S4：将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴(6)的空气压差调整标定至所述目标空气压差，将煤气压差调整至所述目标煤气压差。

2.根据权利要求1所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述步骤S1之前，还包括：

设定煤气总管压力和空气总管压力，并设定煤气热值。

3.根据权利要求2所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，设定所述煤气总管压力为9-10Kpa，设定所述空气总管压力为8-9Kpa，设定所述煤气热值为kCal/Nm³±2％。

4.根据权利要求2所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述步骤“设定煤气总管压力和空气总管压力，并设定煤气热值”之后，所述步骤S1之前还包括：

测量空气温度和煤气温度。

5.根据权利要求4所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述步骤S1中，设定目标空煤比具体为：

根据所述煤气热值和煤气成分以及所述空气温度和煤气温度设定目标空煤比。

6.根据权利要求1所述的脉冲式加热炉的标定方法，应用于脉冲式加热炉中，所述脉冲式加热炉的煤气管道(1)和空气管道(2)上安装有节流孔板(3)，其特征在于，所述步骤S4包括：

采用手持式差压流量表通过所述烧嘴(6)前的节流孔板(3)对每个烧嘴(6)前的空气管道(2)和煤气管道(1)的手动调节阀(4)分别进行调整；

将所述均热段、加热段和预热段对应的烧嘴(6)的空气压差调整至所述目标空气压差，将煤气压差调整标定至所述目标煤气压差。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

根据公式(1)反向计算所述均热段、加热段和预热段对应的目标空气压差和目标煤气压差；

其中：L为计算流量，Δp为测量的差压，P为变送器量程，Q为二次表量程或刻度流量。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述目标空煤比为1.7-1.9。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述均热段的空气过剩系数为0.95-1.05，所述加热段的空气过剩系数为1.05-1.15，所述预热段的空气过剩系数为1.15-1.25。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的脉冲式加热炉的标定方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：

观察标定后脉冲式加热炉内的火焰情况，并判断火焰燃烧长度和刚度是否正常，如果否，则重复执行所述步骤S4。

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