CN204100294U - 热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的名称为热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统。主要是解决现有点火嘴点燃后常明气的问题。它的主要特征是：新增废气排放口火焰控制电路、火焰检测输出电路以及与原有点火嘴供气阀控制连接；火焰控制电路由废气排放口火焰检测电路和火焰隔离输入电路组成；火焰检测电路由火焰探测电极和废气排放口火焰检测器组成；废气排放口火焰探测电极安装在废气排放口正上方20-25mm处，并与废气排放口火焰检测器连接；废气火焰隔离输入电路由中间继电器常开触点和PLC的开关量输入模块组成。原有点火嘴供气阀的开关状态由PLC输出模块控制。本实用新型具有结构简单、稳定性好、故障率低、燃气消耗低、能实现废气即时点燃后安全排放。
Description
技术领域
本实用新型属于热处理渗碳炉技术领域。具体涉及一种用于热处理连续渗碳炉废气排放口的自动点火系统。
背景技术
在商用车中后桥主、从动锥齿轮渗碳热处理工序中，需将零件置入带保护气氛的渗碳介质中，加热到900–950℃的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层。其中氮甲醇气氛为保护气，丙烷气为渗碳介质。目前，该过程已全部在热处理渗碳炉自动线上完成。每台渗碳炉自动线分为预氧化炉、加热区、渗碳区、扩散区和均温区组成，除预氧化炉外其它各区均为氮甲醇保护气氛，氮气和甲醇按照1.1:1的比例进入炉内，氮甲醇气氛和丙烷气在高温条件下反应产生的CH4、CO和H2等可燃性气体，为达到GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中的二级废气排放标准，此可燃性混合气体部分作为废气需在排放口燃烧后排出，因此一般在渗碳炉废气排放口会设置点火嘴，用来点燃废气，它的另外一个作用是炉内产生负压倒吸空气时，可将倒吸的空气燃烧。现有废气排放点的点火嘴采用液化气点燃后常明方式，此点火方式存在两个问题： 1、由于风吹灭或管道堵塞等原因，出现点火嘴熄灭现象，现场炉内排出的废气未经点燃直接排放车间，不符合国家安全规范，同时废气对人体有毒，严重时造成人员伤亡，在排烟管道内聚集也易造成火灾；2、采用液化气点燃后常明方式，每个点火嘴每年消耗液化气约1200m3，对炉内废气排放点而言，废气熄灭后引燃，其它时间点燃为无效时间，每年单个排放口的点火嘴液化气无效消耗约1200 m3。
发明内容
为克服现有的热处理渗碳炉废气排放口点火嘴存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种废气排放口自动点火系统，采用间歇式自动点火和火焰监测方式，在炉子废气排气口采用火焰监测，保证废气燃烧后排放，符合环保要求。点火嘴采用气源为纯可燃性气体（如液化气、天然气等），气体燃烧热值高，容易监测，故点火嘴火焰监测系统在连续渗碳炉已得到广泛应用，但在废气排放口一直未能投入应用，主要由于废气排放口气体由约20%一氧化碳，40%氢气，40%氮气组成，该成分气体燃烧热值不能满足火焰探测电极所需要的电流信号工作范围（1微安以上）所致。为了解决此问题，我们对火焰探测电极安装位置进行了大量试验，最终确定方案。
本实用新型的技术解决方案是：一种热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统，包括安装在2-4个废气排放口旁边的废气排放口点火嘴，其特征在于：还包括在每个废气排放口设置的废气排放口火焰探测电极、废气排放口火焰检测器、点火嘴供气阀及连接气管；废气排放口火焰探测电极安装在废气排放口正上方20-25mm处，并与废气排放口火焰检测器连接。
本实用新型的技术解决方案中还包括点火电路、燃气供应阀控制电路、废气排放口火焰控制电路和火焰检测输出电路；点火电路包括依次连接的点火线圈、点火变压器、PLC；废气排放口火焰控制电路由废气排放口火焰检测电路和废气火焰隔离输入电路组成；废气排放口火焰探测电极和废气排放口火焰检测器组成废气排放口火焰检测电路，废气排放口火焰探测电极输出端与中间继电器线圈连接，中间继电器线圈反并联有二极管放电保护电路；废气火焰隔离输入电路由中间继电器常开触点和PLC的开关量输入模块组成，中间继电器的常开触点与PLC的开关量输入模块的输入端连接，中间继电器线圈两端设有由二极管构成的放电保护电路；PLC中设有内部时间继电器；废气排放口火焰检测器的输出端经中间继电器、废气火焰隔离输入电路与PLC连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、在炉内温度到达安全温度、接通炉气供应后，废气排放自动点火系统即可实现自动工作；
2、取代传统点火嘴液化气常明方式，采用间歇式自动点火，液化气成本降低95%；
3、采用火焰监测，保证废气即时点燃后排放，可有效降低污染物对环境的影响，实现废气清洁排放；
5、点火系统采用自动控制，减轻工人劳动轻度，改善作业环境；
6、采用电子点火代替人工手持火把点燃方式，消除手持火把的火灾风险，避免有害气体对人身的伤害；
7、点火系统实现PLC控制，稳定性好，故障率低，维修方便。
本实用新型主要用于汽车中后桥主、从动锥齿轮热处理的渗碳炉废气排放口自动点火系统。
附图说明
图1是本实用新型示意图。
图2是废气点火控制电路图。
图3是本实用新型新增电路图。
图4是废气排放PLC控制程序图。
图5是PLC输入，输出电路图。
具体实施方式
本实用新型热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统包括安装在2-4个废气排放口2旁边的废气排放口点火嘴1、废气排放口火焰探测电极3、废气排放口火焰检测器5、点火嘴供气阀7，如图1所示。其中，废气排放口点火嘴1与现有技术相同，每个点安装1个，安装在废气排放口2旁边。废气排放口火焰探测电极3通过固定支架4安装在废气排放口2正上方20-25mm处，并与废气排放口火焰检测器5连接。点火嘴燃气管路6上安装有点火嘴供气阀7，点火嘴供气阀7的开关状态由PLC输出模块18的开关状态决定，如图5所示。
本实用新型热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统还包括废气排放口火焰控制电路、点火电路、燃气供应阀控制电路和火焰检测输出电路。点火电路包括依次连接的点火线圈、点火变压器、PLC等，如图2所示。废气排放口火焰控制电路由废气排放口火焰检测电路11和废气火焰隔离输入电路9组成。废气排放口火焰检测电路11由废气排放口火焰探测电极12，采用KROM品牌探测电极（型号CA7008A），和废气排放口火焰检测器13，采用KROM品牌火焰检测器，型号是IFW15-T组成。废气排放口火焰检测器的输出端连接中间继电器线圈，中间继电器线圈两端反并联有二极管放电保护电路10。废气排放口火焰探测电极安装在废气排放口正上方20-25mm处，并与废气排放口火焰检测器输入端连接，废气排放口火焰探测电极与废气排放口火焰检测器的设置与连接是现有成熟技术。废气火焰隔离输入电路9由中间继电器常开触点和PLC的开关量输入模块SM321组成，中间继电器的常开触点与PLC的开关量输入模块17（采用西门子品牌SM321输入模块）的输入端连接，中间继电器的线圈两端设有由二极管构成的放电保护电路，用于保护中间继电器线圈，分别与中间继电器线圈反并联。燃气供应阀控制电路由点火变压器控制继电器的常开触点与火焰检测中间继电器的常开触点并联连接，再与时间继电器延时断开触点串联，再与燃气供应允许中间继电器常闭触点串联组成，为现有常规技术。利用PLC内部时间继电器14来设置最长点火时间，用以保护点火电路。废气排放口火焰检测器的输出端经中间继电器、废气火焰隔离输入电路与PLC连接。PLC为西门子S7-300型工控机。放电保护电路由二极管构成，并联到点火电路的中间继电器线圈两端。点火嘴供气阀设置在燃气管道上，其控制端与点火电路端连接。
PLC程序中功能块FC32为自动点火启动程序，如不加入现有的控制部分，实现的功能当检测到炉气接通信号，废气排气口燃烧口没有点燃，PLC内部T320时间继电器4将延时1秒接通，驱动延时断开时间继电器工作，废气排气口燃气供应阀将打开，点火嘴燃烧成功后燃气供应阀将一直保持接通状态，使得废气排放口的点火嘴处于长明火状态，保证废气排放安全点燃。
加入现有的硬件电路和逻辑控制部分时，它将实现如下功能：点火嘴的点火启动由PLC逻辑控制15部分实现，在废气排放口无火焰和点火嘴无火焰时，将会自动点火动作。在炉气接通后，废气排放口废点火嘴没有点燃并且废气排放口点火嘴也没燃烧时，将启动废气排放自动点火，接通废气排气口点火线圈，废气排气口点火线圈接通后，接通安全供气时间继电器，点火变压器将接通，在规定的接通时间内，点火嘴燃烧成功，废气排放燃烧成功；如两者没成功点燃则停止工作报警，防止损坏点火变压器。在点火变压器进行点火操作时，废气排气口燃气供气阀打开，在规定时间内点燃成功后将自动断开时间继电器，废气排气口点火嘴供气阀将继续供气，保证点火嘴正常燃烧，直到废气排放燃烧成功和点火嘴燃烧同时成功5秒后断开；如在时间继电器规定的时间内未燃烧成功，将断开燃气供应，这时将在操作屏上显示点火没成功报警信息，保证安全。如废气排放燃烧熄灭，废气排放自动点火系统将重新开始自动点火动作。正常使用时，点火装置点燃，从而将废气排气口排除的废气引燃，增加了图4中逻辑控制16部分，当废气排气口排出的废气正常燃烧后，废气排气口上方的废气燃烧火焰检测电路监测到信号，然后切断燃气供应阀，点火嘴熄灭，随后靠炉内不断排出的废气自行燃烧，保证废气排气口上方的火焰检测电极始终监测到信号，实现点火嘴无需长明火。该系统节省了点火嘴燃气的消耗。同时当火苗熄灭后，点火系统在一定的时间内未将废气点燃或点火嘴未点燃，程序自动报警（废气燃烧故障），提高了设备运行的安全性。
Claims (2)
1.一种热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统，包括安装在2-4个废气排放口旁边的废气排放口点火嘴，其特征在于：还包括在每个废气排放口设置的废气排放口火焰探测电极、废气排放口火焰检测器、点火嘴供气阀及连接气管；废气排放口火焰探测电极安装在废气排放口正上方20-25mm处，并与废气排放口火焰检测器连接。
2.根据权利要求1所述的一种热处理渗碳炉废气排放口自动点火系统，其特征在于：还包括点火电路、燃气供应阀控制电路、废气排放口火焰控制电路和火焰检测输出电路；点火电路包括依次连接的点火线圈、点火变压器、PLC；废气排放口火焰控制电路由废气排放口火焰检测电路和废气火焰隔离输入电路组成；废气排放口火焰探测电极和废气排放口火焰检测器组成废气排放口火焰检测电路，废气排放口火焰探测电极输出端与中间继电器线圈连接，中间继电器线圈反并联有二极管放电保护电路；废气火焰隔离输入电路由中间继电器常开触点和PLC的开关量输入模块组成，中间继电器的常开触点与PLC的开关量输入模块的输入端连接，中间继电器的线圈两端设有由二极管构成的放电保护电路；利用PLC的内部时间继电器来设置最长点火时间，用以保护点火电路；废气排放口火焰检测器的输出端经中间继电器、废气火焰隔离输入电路与PLC连接。
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| CN106403625A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种氢气退火炉废气处理系统及方法 |
| CN108315544A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-24 | 亚捷科技（唐山）股份有限公司 | 一种氨基气氛辊棒炉生产系统 |
| CN110218966A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-10 | 南京高速齿轮制造有限公司 | 渗碳炉用废气传输管及其安装结构 |
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