CN219976489U - 一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，包括DCS控制单元、天然气管三通、第一热风管三通、高炉煤气管三通和第二热风管三通，这些三通依序连接且管径大小呈阶梯状依序递增，高炉煤气管三通的下端进口与压力变送器连接，天然气管三通的一端通过管路与天然气进口手动阀和天然气进口电磁阀连接，并设有天然气压力表，第一热风管三通的一端通过管路与热风进口调节阀和热风进口手动阀连接，并设有热风压力表，DCS控制单元分别与压力变送器、天然气进口电磁阀、热风进口调节阀、天然气压力表、热风压力表电气连接，本实用新型可以自动检测高炉煤气压力异常，自动启动天然气伴烧功能，提高了锅炉燃烧效率和生产效率，避免能源的浪费。

Description

一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置

技术领域

本实用新型涉及燃烧设备的领域，具体为一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置。

背景技术

锅炉烧嘴是以煤气为热源的加热设施，用于实现煤气燃烧过程。其主要功能是按一定比例和混合条件将热煤气和助燃空气引入加热设施内进行燃烧，或在烧嘴内燃烧。然而，在高炉休风或煤气用量紧张的情况下，锅炉燃烧正常运行所需的高炉煤气压力可能会过低，这时需要投入天然气进行伴烧，以保持正常运行。当高炉煤气压力满足锅炉正常运行时，为了节约天然气的使用量，需将天然气伴烧控制系统关闭。

现有的锅炉烧嘴天然气控制系统，在出现高炉煤气压力异常时，无法自动启动天然气伴烧功能，或自动关闭天然气，需要人工干预，反应缓慢，影响锅炉燃烧效率和生产效率，同时也造成了能源的浪费。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其可以自动检测高炉煤气压力异常，自动启动天然气伴烧功能，无需人工干预，反应迅速，提高了锅炉燃烧效率和生产效率，避免能源的浪费。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，包括DCS控制单元、天然气管三通、第一热风管三通、高炉煤气管三通和第二热风管三通，所述天然气管三通、第一热风管三通、高炉煤气管三通和第二热风管三通依序连接，且三通管径大小呈阶梯状依序递增，所述高炉煤气管三通的下端进口与压力变送器连接，所述天然气管三通的一端通过管路依序与天然气进口手动阀和天然气进口电磁阀连接，所述天然气进口手动阀和天然气进口电磁阀之间的管路上设有天然气压力表，所述第一热风管三通的一端通过管路依序与热风进口调节阀和热风进口手动阀连接，所述热风进口调节阀和热风进口手动阀之间的管路上设有热风压力表；

所述DCS控制单元的输出端分别与天然气进口电磁阀的输入端、热风进口调节阀的输入端连接，所述DCS控制单元的输入端分别与压力变送器的输出端、天然气压力表的输出端、热风压力表的输出端连接。

进一步，所述天然气进口电磁阀出口端连接的管路分为天然气第一支路和天然气第二支路，所述天然气进口电磁阀通过天然气第一支路与天然气管三通的一端连接，所述天然气第一支路上依序设有天然气第一支路手动阀和天然气第一支路电磁阀；所述天然气进口电磁阀通过天然气第二支路与天然气管三通远离第一热风管三通的一端连接，所述天然气第二支路上依序设有天然气第二支路电磁阀和比例阀，所述比例阀的压力检测端与热风压力表和热风进口手动阀之间的管路连接；所述DCS控制单元的输出端还分别连接有天然气第一支路电磁阀的输入端和天然气第二支路电磁阀的输入端。

进一步，所述高炉煤气管三通与第二热风管三通的连接处，设有用于探测第二热风管三通内是否有火焰的火焰检测器，所述火焰检测器的输出端与DCS控制单元的输入端连接。

进一步，所述天然气管三通与第一热风管三通的连接处，以及高炉煤气管三通与第二热风管三通的连接处均设有用于火焰观察的观火镜。

进一步，所述天然气管三通、第一热风管三通、高炉煤气管三通和第二热风管三通的侧壁上均分别设有安全阀。

进一步，所述第一热风管三通与热风进口手动阀之间还连接有金属波纹管膨胀节。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

1、本实用新型中，一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置可以自动检测高炉煤气压力异常，自动启动天然气伴烧功能，无需人工干预，反应迅速，提高了锅炉燃烧效率和生产效率，避免能源的浪费；

2、本实用新型中，采用DCS控制单元实现自动控制，大大提高了操作可靠性和自动化程度。同时，天然气进口手动阀、天然气进口电磁阀、热风进口调节阀和热风进口手动阀等元器件的使用，能够有效保证系统的稳定性和安全性；

3、本实用新型中，设有火焰检测器，可以及时准确地检测第二热风管三通内是否存在火焰，更好地保障设备的安全性；

4、本实用新型中，设有观火镜，可以方便地观察天然气管三通与第一热风管三通的连接处和高炉煤气管三通与第二热风管三通的连接处的火焰情况。

附图说明

图1为本实用新型中一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置的连接关系示意图；

图2为本实用新型中烧嘴结构正视示意图；

图3为本实用新型中烧嘴结构俯视示意图；

图4为本实用新型中DCS控制单元连接关系示意图；

图中：1-天然气管三通、2-第一热风管三通、3-高炉煤气管三通、4-第二热风管三通、5-压力变送器、6-天然气进口手动阀、7-天然气进口电磁阀、8-天然气压力表、9-热风进口调节阀、10-热风进口手动阀、11-热风压力表、12-天然气第一支路手动阀、13-天然气第一支路电磁阀、14-天然气第二支路电磁阀、15-比例阀、16-火焰检测器、17-观火镜、18-安全阀、19-金属波纹管膨胀节。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4所示，本实施例中的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，包括DCS控制单元、天然气管三通1、第一热风管三通2、高炉煤气管三通3和第二热风管三通4，其中天然气管三通1、第一热风管三通2、高炉煤气管三通3和第二热风管三通4依序连接，且三通管径大小呈阶梯状依序递增，其中天然气管三通1、第一热风管三通2、高炉煤气管三通3和第二热风管三通4依序连接组合成烧嘴，高炉煤气管三通3的下端进口与压力变送器5连接，天然气管三通1的一端通过管路依序与天然气进口手动阀6和天然气进口电磁阀7连接，其中天然气进口手动阀6为常开状态，用于检修天然气进口电磁阀7时，断开管路，以及在天然气进口电磁阀7损坏时，维持系统正常运行，天然气进口手动阀6和天然气进口电磁阀7之间的管路上设有天然气压力表8，第一热风管三通2的一端通过管路依序与热风进口调节阀9和热风进口手动阀10连接，其中热风进口手动阀10为常开状态，用于检修热风进口调节阀9时，断开管路，以及在热风进口调节阀9损坏时，维持系统正常运行，热风进口调节阀9和热风进口手动阀10之间的管路上设有热风压力表11。

DCS控制单元的输出端分别与天然气进口电磁阀7的输入端、热风进口调节阀9的输入端连接，其中，DCS控制单元的输入端分别与压力变送器5的输出端、天然气压力表8的输出端、热风压力表11的输出端连接，其中压力变送器5可以检测其所在的高炉煤气管内的煤气压力情况，并反馈到DCS控制单元，判断高炉煤气压力异常，若判定高炉煤气压力为异常，则打开天然气进口电磁阀7，启动天然气伴烧功能；此外，DCS控制单元可以通过天然气压力表7和热风压力表10，反馈其所在管道的压力数据，判断该管道是否流通，以及其所在管道的电动阀是否正常打开。

本实用新型中，天然气进口电磁阀7出口端连接的管路分为天然气第一支路和天然气第二支路，天然气进口电磁阀7通过天然气第一支路与天然气管三通1的一端连接，天然气第一支路上依序设有天然气第一支路手动阀12和天然气第一支路电磁阀13，天然气进口电磁阀7通过天然气第二支路与天然气管三通1远离第一热风管三通2的一端连接，天然气第二支路上依序设有天然气第二支路电磁阀14和比例阀15，比例阀15的压力检测端与热风压力表11和热风进口手动阀10之间的管路连接，其中比例阀15是一种控制天然气流量的装置，用于调节天然气和空气的混合比例，以确保燃烧过程中的稳定性和安全性，DCS控制单元的输出端还分别连接有天然气第一支路电磁阀13的输入端和天然气第二支路电磁阀14的输入端；

此外，当高炉煤气压力不足时，DCS控制单元控制打开天然气第二支路电磁阀14，并且在比例阀15的控制下，天然气稳定投入少量伴烧；当高炉煤气压力严重不足时，DCS控制单元控制打开天然气第一支路电磁阀13和天然气第二支路电磁阀14，天然气大量投入伴烧。

本实用新型中，高炉煤气管三通3与第二热风管三通4的连接处，设有用于探测第二热风管三通4内是否有火焰的火焰检测器16，更好地保障设备的安全性，火焰检测器16的输出端与DCS控制单元的输入端连接，当需要利用天然气对高炉煤气进行引燃点火时，火焰探测器16探测第二热风管三通4内无火，则反馈DCS控制单元开启天然气第二支路电磁阀，实施小火点火，当火焰探测器探测到炉腔有火后，反馈DCS控制单元才允许是否开启天然气第一支路电磁阀，实施大火伴烧。

本实用新型中，天然气管三通1与第一热风管三通2的连接处，以及高炉煤气管三通3与第二热风管三通4的连接处均设有用于火焰观察的观火镜17，观火镜17可以方便地观察天然气管三通1与第一热风管三通2的连接处和高炉煤气管三通3与第二热风管三通4的连接处的火焰情况。

本实用新型中，天然气管三通1、第一热风管三通2、高炉煤气管三通3和第二热风管三通4的侧壁上均分别设有安全阀18，安全阀18用于控制压力不超过规定值，当压力超过规定值时，自动泄压，对人身安全和设备运行起重要保护作用。

本实用新型中，第一热风管三通2与热风进口手动阀10之间还连接有金属波纹管膨胀节19，金属波纹管膨胀节19可以补偿管路中的热膨胀，减小安装误差对设备产生的力，方便安装。

本实用新型的工作原理：

一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置是依靠压力变送器5、天然气压力表8和热风压力表11反馈信息给DCS控制单元，进而通过DCS控制单元进行判断高炉煤气压力是否异常，自动启停天然气伴烧，其中天然气进口手动阀6、热风进口手动阀10、天然气第一支路手动阀12和比例阀15均为常开状态；

当火焰检测器16反馈炉腔内无火时，DCS控制单元开启天然气点火，DCS控制单元控制打开天然气进口电磁阀7、热风进口调节阀9、天然气第一支路电磁阀13和天然气第二支路电磁阀14，利用天然气对高炉煤气进行引燃点火；

当压力变送器5显示高炉煤气压力值在正常压力范围7KPa至20KPa内时，DCS控制单元控制关闭天然气进口电磁阀7、热风进口调节阀9、天然气第一支路电磁阀13和天然气第二支路电磁阀14，关闭天然气通道，节约能源；

当压力变送器5显示高炉煤气压力值在3KPa至7KPa范围内时，DCS控制单元控制打开天然气进口电磁阀7、热风进口调节阀9和天然气第二支路电磁阀14，关闭天然气第一支路电磁阀13，控制投入少量天然气伴烧；

当压力变送器5显示高炉煤气压力值低于3KPa时，DCS控制单元控制打开天然气进口电磁阀7、热风进口调节阀9、天然气第一支路电磁阀13和天然气第二支路电磁阀14，控制投入大量天然气进行伴烧。

本实用新型可以自动检测高炉煤气压力异常，自动启动天然气伴烧功能，无需人工干预，反应迅速，提高了锅炉燃烧效率和生产效率，避免能源的浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，包括DCS控制单元、天然气管三通(1)、第一热风管三通(2)、高炉煤气管三通(3)和第二热风管三通(4)，其特征在于：所述天然气管三通(1)、第一热风管三通(2)、高炉煤气管三通(3)和第二热风管三通(4)依序连接，且三通管径大小呈阶梯状依序递增，所述高炉煤气管三通(3)的下端进口与压力变送器(5)连接，所述天然气管三通(1)的一端通过管路依序与天然气进口手动阀(6)和天然气进口电磁阀(7)连接，所述天然气进口手动阀(6)和天然气进口电磁阀(7)之间的管路上设有天然气压力表(8)，所述第一热风管三通(2)的一端通过管路依序与热风进口调节阀(9)和热风进口手动阀(10)连接，所述热风进口调节阀(9)和热风进口手动阀(10)之间的管路上设有热风压力表(11)；

所述DCS控制单元的输出端分别与天然气进口电磁阀(7)的输入端、热风进口调节阀(9)的输入端连接，所述DCS控制单元的输入端分别与压力变送器(5)的输出端、天然气压力表(8)的输出端、热风压力表(11)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其特征在于：所述天然气进口电磁阀(7)出口端连接的管路分为天然气第一支路和天然气第二支路，所述天然气进口电磁阀(7)通过天然气第一支路与天然气管三通(1)的一端连接，所述天然气第一支路上依序设有天然气第一支路手动阀(12)和天然气第一支路电磁阀(13)；所述天然气进口电磁阀(7)通过天然气第二支路与天然气管三通(1)远离第一热风管三通(2)的一端连接，所述天然气第二支路上依序设有天然气第二支路电磁阀(14)和比例阀(15)，所述比例阀(15)的压力检测端与热风压力表(11)和热风进口手动阀(10)之间的管路连接；所述DCS控制单元的输出端还分别连接有天然气第一支路电磁阀(13)的输入端和天然气第二支路电磁阀(14)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其特征在于：所述高炉煤气管三通(3)与第二热风管三通(4)的连接处，设有用于探测第二热风管三通(4)内是否有火焰的火焰检测器(16)，所述火焰检测器(16)的输出端与DCS控制单元的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其特征在于：所述天然气管三通(1)与第一热风管三通(2)的连接处，以及高炉煤气管三通(3)与第二热风管三通(4)的连接处均设有用于火焰观察的观火镜(17)。

5.根据权利要求1所述的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其特征在于：所述天然气管三通(1)、第一热风管三通(2)、高炉煤气管三通(3)和第二热风管三通(4)的侧壁上均分别设有安全阀(18)。

6.根据权利要求1所述的一种锅炉烧嘴天然气伴烧操作控制装置，其特征在于：所述第一热风管三通(2)与热风进口手动阀(10)之间还连接有金属波纹管膨胀节(19)。