CN218321517U - 一种加热炉回火控制装置及加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热处理技术领域，公开了一种加热炉回火控制装置，该装置包括设置于送气管道上的第一检测组件、设置于燃烧部外侧的第二检测组件、设置于送气管道上的增压组件、设置于空气管道上的流量控制组件，以及回火控制部，其中，增压组件、第一检测组件、第二检测组件及流量控制组件共同连接至回火控制部，回火控制部根据第一检测组件提供的第一监测数据和/或第二检测组件提供的第二监测数据控制增压组件和/或流量控制组件开闭，以防止加热炉回火。本实用新型还提供一种包括该回火控制装置的加热炉。本实用新型利用检测组件实时检测加热炉管道及燃烧部，并控制设置于空气控制阀和/或送气管道增压单元开闭，从而避免加热炉回火发生。

Description

一种加热炉回火控制装置及加热炉

技术领域

本实用新型涉及热处理技术领域，尤其提供一种加热炉回火控制装置及加热炉。

背景技术

加热炉是钢材热轧线上的主要工艺设备，加热炉烧嘴燃烧时，煤气－空气的混合物从烧嘴喷出并被点燃后，不一定形成稳定的火焰，当混合气体流速小于火焰传播速度时，火焰可能逆流传播进烧嘴煤气孔，使燃烧在喷嘴内进行，这种火焰在火孔内部燃烧的现象称为回火。回火是绝对不允许的，会造成不完全燃烧，影响燃烧器的稳定工作，同时还引起爆鸣声和噪声。在烧嘴混合管内燃烧，有可能把钢制混合装置烧得变形、铸铁混合装置烧出裂缝。当一个段有多个烧嘴，因段煤气负荷小，会导致部分烧嘴煤气总管出现负压，回火进入总管烧坏总管。当几个燃烧器共用一个混合器，而且燃气－空气混合物的输送管道容积又很大时，若回火就有可能发生爆炸事故，出现重大的设备安全和人员安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种加热炉回火控制装置及加热炉，旨在解决现有加热炉易发生回火现象的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种加热炉回火控制装置，所述加热炉回火控制装置应用于加热炉上，所述加热炉包括燃烧部、空气管道及送气管道，所述加热炉回火控制装置包括设置于所述送气管道上的第一检测组件、设置于所述燃烧部外侧的第二检测组件、设置于所述送气管道上的增压组件、设置于所述空气管道上的流量控制组件，以及回火控制部，其中，所述增压组件、所述第一检测组件、所述第二检测组件及所述流量控制组件共同连接至回火控制部，所述回火控制部根据所述第一检测组件提供的第一监测数据和/或所述第二检测组件提供的第二监测数据控制所述增压组件和/或所述流量控制组件开闭，以防止加热炉回火。

进一步，所述回火控制部包括信息接收组件、信息处理组件及指挥执行组件，其中，所述信息接收组件的输入端与第一检测组件和所述第二检测组件相连接，所述信息接收组件的输出端与所述信息处理组件的输入端相连接，所述信息处理组件的输出端与所述指挥执行组件的输入端相连接，所述指挥执行组件的输出端与所述增压组件、所述流量控制组件相连接。

进一步，所述回火控制部还包括用于数据存储的存储组件，所述存储组件与所述信息处理组件相连接。

进一步，所述第一检测组件包括测压组件，通过所述测压组件实时监测所述送气管道的管道压力。

进一步，所述第二检测组件包括测温组件，通过所述测温组件实时监测所述燃烧部的温度。

进一步，所述回火控制部还包括报警组件，所述报警组件与信息处理组件相连接；所述报警组件根据所述第一监测数据和/或所述第二监测数据进行异常报警。

进一步，所述增压组件包括蓄压器，所述蓄压器实时为送气管道提供可燃烧气体。

进一步，所述流量控制组件包括空气控制阀，所述空气控制阀控制所述空气通道的空气进气量。

进一步，所述加热炉回火控制装置还包括电子点火器，所述电子点火器设置于燃烧部顶端。

本实用新型还提供一种加热炉，所述加热炉包括如前所述的加热炉回火控制装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型回火控制装置设有第一检测组件和第二检测组件，通过该检测组件实时检测加热炉管道及燃烧部的相关数据，并利用系统控制中心控制设置于空气控制阀和/或增压单元开闭，以及时为送气管道提供可燃烧气体，从而避免回火或更严重的爆炸事故发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的加热炉回火控制装置结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的加热炉回火控制装置系统控制中心结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的加热炉回火控制装置系统控制中心结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、空气；2、空气管道；3、烧嘴；4、混合部；5、电子点火器；6、燃烧部；7、火焰；8、可燃烧气体；9、送气管道；10、增压组件；11、第一检测组件；12、第二检测组件；13、回火控制部；14、流量控制组件；

1301、存储组件；1302、信息接收组件；1303、信息处理组件；1304、指挥执行组件；1305、报警组件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，本实用新型实施例中，加热炉回火控制装置应用于加热炉上，所说的“加热炉”包括但不限于为热处理领域中的明火炉，例如回火炉等，加热炉包括燃烧部4、空气管道2及送气管道9，加热炉回火控制装置包括：设置于送气管道9上的第一检测组件11、设置于燃烧部6外侧的第二检测组件12、设置于送气管道9上的增压组件10、设置于空气管道2上的流量控制组件14、以及回火控制部13，其中，增压组件10、第一检测组件11、第二检测组件12及流量控制组件14共同连接至回火控制部13，回火控制部13根据第一检测组件11提供的第一监测数据及第二检测组件12提供的第二监测数据控制增压组件10和/或流量控制组件14开闭，以防止加热炉回火。燃气压力意外过高会造成进入炉膛的燃气突然增大，造成炉膛内燃气不充分燃烧，有过余的燃气进入管道遇到空气后发生管道爆炸。本实用新型实施例回火控制装置通过第一检测组件和第二检测组件实时检测加热炉管道及燃烧部的相关数据，并利用回火控制部控制设置于流量控制组件和/或增压组件开闭，以及时为送气管道提供可燃烧气体，从而避免回火或更严重的爆炸事故发生。

请参考图2，回火控制部13包括存信息接收组件1302、信息处理组件1303及指挥执行组件1304，其中，信息接收组件1302的输入端与第一检测组件11和第二检测组件12相连接，信息接收组件1302的输出端与信息处理组件1303的输入端相连接，信息处理组件1303的输出端与指挥执行组件1304的输入端相连接，指挥执行组件1304的输出端与增压组件10、所述流量控制组件14相连接。信息接收组件1302接收第一检测组件11及第二检测组件12的实时监测数据(即第一监测数据和第二监测数据)，并将监测数据提供给信息处理组件1303，信息处理组件1303对实时监测数据进行处理分析，即将实时监测数据与存储组件1301内存储的基础数据进行比较分析，并依据分析结果发送执行指令至指挥执行组件1304，指挥执行组件1304根据指令控制增压组件10和/或流量控制组件14开闭。

回火控制部13内部，信息处理组件1303对接收到的实时监测数据进行比较分析，并利用指挥执行组件1304按照信息处理组件1303的要求控制对应部件执行相关操作。其中，信息处理组件1303对接收到的实时监测数据进行比较分析时，比较的基础数据可设计为回火控制部自带数据，即回火控制部原始参数。也可设计为再回火控制部另存数据。

请参考图2，优选地，回火控制部13还包括用于数据存储的存储组件1301，存储组件1301与信息处理组件1303相连接，存储组件1301存储有各种基础数据，信息处理组件1303对接收到的实时监测数据与存储组件1301内存储的基础数据进行比较分析，并利用指挥执行组件1304按照信息处理组件1303的要求控制对应部件执行相关操作。具体工作原理为：

当信息处理组件1303判断出第一监测数据低于对应可燃烧气体8的回火阈值时，信息处理组件1303将依据该判断结果发送执行指令至指挥执行组件1304，指挥执行组件1304根据执行指令控制增压组件10自动启动向送气管道9送气，以保证送气管道9内的压力不低于对应可燃烧气体的回火阈值，从而避免因送气管道9负压而发生回火；此外，当判断出第一监测数据低于对应可燃烧气体的回火阈值时，信息处理组件1303也可以根据实际需要选择性地发送执行指令至指挥执行组件1304以控制流量控制组件14开闭，通过流量控制组件14减小空气管道2的送气量/管道压力，从而避免送气管道9出现负压，产生回火。

可选地，第一监测组件11可设计为测压组件或流量计或包括二者的组合，其中，测压组件可为压力传感器。

在一实施例中，当第一监测组件11设计为测压组件，第一监测数据为送气管道9的实时压力值，通过测压组件实时监测送气管道9的管道压力，该情况下，对应可燃烧气体8的回火阈值指回火临界状态下的送气管道最低压力值，存储组件1301中对应存储的基础数据包括但不限于：不同成分和/或不同浓度的可燃烧气体8的最小回火压力等。通过第一检测组件11实时监测送气管道9的管道压力，并将送气管道实时压力值与最低压力值相比较，以进行防回火控制。

此外，根据实际需要，当设计第一检测组件11为流量计，该情况下，第一监测数据则为送气管道9的实时气体流量值，对应可燃烧气体的回火阈值指回火临界状态下的送气管道最小流量值。

对于钢材热轧线上的加热炉设备，一般总管压力在8～8KPa，烧嘴前压力不得低于5KPa，因此，为确保有效防止回火，本实施例设计送气管道9最低压力值为8KPa，烧嘴最低压力阈值为5KPa。

根据回火的几个主要原因：一次空气系数太小导致回火；可燃混合气体烧嘴喷出速度小于火焰传播速度产生回火；气体燃烧共振引起回火；燃烧器结构设计不合理引起回火；燃烧器头部过热引起回火。本实用新型实施例通过监测送气管道9可燃烧气体8的实时压力，并采用回火控制部13进行加热炉回火智能控制。通过本实施例表明：保证送气管道9的可燃烧气体8(如煤气或其他混合气体)最低压力，就能保证可燃烧气体8能充分燃烧。

可选地，第二监测组件12可设计为测温组件或测压组件或包括二者的组合，其中，测压温组件可为温度传感器。

在另一实施例中，当第二检测组件12为测温组件，通过测温组件实时监测燃烧部6的温度，此时，存储组件1301中存储的对应基础数据包括但不限于不同成分和/或不同浓度的可燃烧气体8的最小回火压力、燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度等。通过第二检测组件12监测燃烧部6内的实时温度，并将实时温度与温度阈值相比较，以进行防回火控制。具体地，当信息处理组件1303判断出第二检测组件12的第二监测数据高于燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度时，信息处理组件1303将依据该判断结果发送执行指令至指挥执行组件1304，指挥执行组件1304根据执行指令控制增压组件10开启，增压组件10向送气管道9送气以增大送气管道9内的压力。

进一步，在又一实施例中，信息处理组件1303还根据所接收到的第二检测组件12的实时监测数据进行如下判断分析，该情况下，存储组件1301存储的对应基础数据包括但不限于：不同成分和/或不同浓度的可燃烧气体8的最小回火压力、燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度、燃烧器回火的最低温度等，其中，燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度<燃烧器回火的最低温度。具体判断过程为：判断第二检测组件12的第二监测数据是否高于燃烧器回火的最低温度，即判断当前时刻增压组件10向送气管道9送气是否不足或是否未起到增大送气管道9的压力作用(即是否存在增压不起作用，温度一直降不下的现象)，若是，则信息处理组件1303将依据该判断结果(即第二监测数据是否高于燃烧器回火的最低温度)发送执行指令至指挥执行组件1304，指挥执行组件1304根据执行指令控制流量控制组件14，以适应性控制空气管道2的进气量和管道压力，从而保证燃烧部6正常燃烧以调控燃烧器实时燃烧温度。

进一步，在再一实施例中，信息处理组件1303还根据所接收到的第二检测组件12的实时监测数据进行如下判断分析，该情况下，存储组件1301存储的对应基础数据包括但不限于：不同成分和/或不同浓度的可燃烧气体8的最小回火压力、燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度、燃烧器回火的最低温度以及燃烧器最高临界温度等，其中，燃烧器正常燃烧的最高燃烧温度<燃烧器回火的最低温度<燃烧器最高临界温度。具体判断过程为：判断第二检测组件12的第二监测数据是否高于燃烧器最高临界温度，若第二监测数据高于燃烧器最高临界温度(即第二监测数据高于临界温度阈值)，则信息处理组件1303发送执行指令控制空气1和可燃烧气体8(如煤气)全部切断，烧嘴自动闭门；直至第二检测组件12再次监测到燃烧部温度降低到正常燃烧温度值时，系统自动开启，加热炉恢复燃烧。

本实用新型通过利用流量控制组件14及增压组件10来调节燃烧空、燃比例，以达到燃料的完全燃烧利用及安全燃烧的效果，控制方案为：当空气过少时，火焰7中心温度低，造成升温过慢，炉体热平衡不变的情况下，则热量散失过多，同时会造成燃料因缺氧不能完全，燃烧出现浪费现象或出现因二次燃烧造成的爆炸现象。若空气进气量过大，火焰7短小明亮，火焰7中心温度靠后，局部温度过高，不利于炉膛内热量的利用，并容易出现烧坏炉壁及燃烧器的情况出现。基于此，本实施例通过采集送气管道的实时监测数据(如送气管道压力或气体流量)及燃烧部的实时监测数据(如温度)，并与预先预存的基础数据进行比较分析，从而判断是否存在回火可能性，并通过调节送气管道增压组件10和/或流量控制组件14来调节可燃烧气体8的进气量和/或空气1的进气量以使二者达到最佳配比，从而使燃烧达到最佳燃烧状态并避免加热炉回火现象的发生。

本实用新型实施例通过设计于空气管道2上的流量控制组件14及回火控制部13，以用于根据检测组件实时检测数据在有回火发生迹象或回火即将发生的紧急情况下，及时切断加热炉全部进气管路以避免回火或更严重的爆炸事故发生。

混合装置(管)的温升作为回火的第一表征，本实用新型实施例设计混合装置(管)的温升作为回火的控制点，通过监测燃烧器的温度，第一时间撑握煤气(或混合气体)火孔内部燃烧情况，及时采取相关措施即而有效地消除回火。

请参考图3，在本实用新型另一实施例中，回火控制部13还包括报警组件1305，报警组件1305与信息处理组件1303相连接，报警组件1305根据第一监测数据和/或第二监测数据，对加热炉增压、降温及系统停止运行等不同燃烧级别情况进行分级异常报警。由于燃烧比例控制中的燃气比例不当会造成燃烧不完全现象或出现回火故障，本装置通过设置报警组件1305，使故障一旦出现，报警组件1305将及时报警提示，如，在达到燃烧器最高临界温度时会自动切断紧急切断阀，并报警提示操作人员处理，以避免安全事故的发生。

进一步，增压组件6可为任意形式的增压设备，包括但不限于是蓄压器，利用增压组件实时为送气管道9提供可燃烧气体8，保障加热炉的燃烧安全，避免发生烧嘴回火、爆炸等问题。

进一步，为便于控制空气管道2内空气流量，流量控制组件14包括空气控制阀，通过空气控制阀控制空气通道2的空气进气量。

进一步，本实施例回火控制装置还包括设置于燃烧部6顶部的电子点火器5，使电子点火器5将燃烧炉内的燃料引燃，根据不同的使用情况，通过回火控制部控制控制空气和可燃烧气体的进气量，进而实现对火势的控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热炉回火控制装置，所述加热炉回火控制装置应用于加热炉上，所述加热炉包括燃烧部、空气管道及送气管道，其特征在于：所述加热炉回火控制装置包括设置于所述送气管道上的第一检测组件、设置于所述燃烧部外侧的第二检测组件、设置于所述送气管道上的增压组件、设置于所述空气管道上的流量控制组件，以及回火控制部，其中，所述增压组件、所述第一检测组件、所述第二检测组件及所述流量控制组件共同连接至回火控制部，所述回火控制部根据所述第一检测组件提供的第一监测数据和/或所述第二检测组件提供的第二监测数据控制所述增压组件和/或所述流量控制组件开闭，以防止加热炉回火。

2.根据权利要求1所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述回火控制部包括信息接收组件、信息处理组件及指挥执行组件，其中，所述信息接收组件的输入端与第一检测组件和所述第二检测组件相连接，所述信息接收组件的输出端与所述信息处理组件的输入端相连接，所述信息处理组件的输出端与所述指挥执行组件的输入端相连接，所述指挥执行组件的输出端与所述增压组件、所述流量控制组件相连接。

3.根据权利要求2所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述回火控制部还包括用于数据存储的存储组件，所述存储组件与所述信息处理组件相连接。

4.根据权利要求2所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述第一检测组件包括测压组件，通过所述测压组件实时监测所述送气管道的管道压力。

5.根据权利要求2所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述第二检测组件包括测温组件，通过所述测温组件实时监测所述燃烧部的温度。

6.根据权利要求2所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述回火控制部还包括报警组件，所述报警组件与信息处理组件相连接；所述报警组件根据所述第一监测数据和/或所述第二监测数据进行异常报警。

7.根据权利要求1所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述增压组件包括蓄压器，所述蓄压器实时为送气管道提供可燃烧气体。

8.根据权利要求1所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述流量控制组件包括空气控制阀，所述空气控制阀控制所述空气通道的空气进气量。

9.根据权利要求1所述的加热炉回火控制装置，其特征在于：所述加热炉回火控制装置还包括电子点火器，所述电子点火器设置于燃烧部顶端。

10.一种加热炉，其特征在于：所述加热炉包括如权利要求1-9任一项所述的加热炉回火控制装置。

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