传统锻造加热炉热能转化率低,能耗高,具有很高的节能潜力,关于锻造加热炉的节能措施,不能简单重复以前的技术模式,需要应用新的技术和发展成果,以下是锻造加热炉的节能措施:
一、用蓄热式燃烧系统
锻造加热炉采用蓄热式燃烧系统具有以下特点:
l)炉膛温度均匀性好:采用无焰燃烧技术,使燃料分散到炉膛广大的区域中燃烧,避免局部温度过高; 烧嘴的煤气、空气均以很商的速度喷到炉内, 实现炉内气氛的搅动,从而达到炉温均匀化的目的。
2)烧嘴寿命长, 可维护性高
蓄热锻造炉采用耐高温蓄热体,由千抗热冲击能力强,耐火 度高 ,寿命长。蓄热体检修周期平均约一年。检修时,在 去掉其中灰和粉尘,板结部分,小尺寸,大大节省运行成本。蓄热烧嘴的煤气喷管采用特殊的设计,选择合适的安装位置、特殊的密封结构、用一次风冷却、改进烧嘴砖结构等措施,大大提高了其使用寿命。而同类型的国外的茬热烧嘴,由千设计上的缺陷,存在烧嘴的煤气喷管使用短的缺陷。
3)低 NOx 排放特性:烧嘴采用无焰燃烧技术,炉温均匀,且具有低NOx排放特性,由于单耗低,燃 料消耗少,CO2 生成量少。
4)该烧嘴结构,既 可以用做蓄热烧嘴,又可以当普通烧嘴使用,不需 设置烘炉烧嘴
5)采用PLC控制技术,具有很高调节比,各段的调节比可达 1:10, 满足工艺多样性的要求。
二、烟气余热回收系统
近些年来我们对于锻造加热炉烟气余热回收节能利用技术,降低排烟温度回收余热, 技术成熟可靠且拥有技术保障。 锻造加热炉综合热效率明显提高。
三、脉冲控制系统
脉冲控制系统应用在热处理控制上, 由该控制模式诸多优点,并获得了很大的技术进步。脉冲燃烧系统可以获 得稳定的火焰长度和炉内气氛。脉冲燃烧系统应从烧嘴层次、温度控制区和压力控制区层次。
l )燃烧设备层次
要求参与脉冲控制烧嘴火焰温度均匀、调节灵活、结构紧凑; 脉冲阀门泄漏率低、寿命长、温度可靠,同时脉冲阀开启和关闭速度得到有效控制,实现柔性开启和关闭,平滑脉冲过程。
2) 温度区层次
对于锻造加热炉采用侧烧嘴,烧嘴组成一个温度控制区,成排单独切断,灵活性强。适应冷热装、多品种、待轧正常转化等要求。由千温度区的细化,提高炉温控制,特别适合不锈钢加热工艺对炉温控制度高的要求。
3 ) 流盘控制区层次
国外炉子公司在应用脉冲燃烧系统时,对脉冲过程中流萤控制盒空燃比的 调整不够重视,主要表现为空燃比控制不准确、对煤气热值波动适应性差、不能差异化控制各炉段的空燃比等。
我们认为国内钢铁厂煤气系统存在煤气热值波动大,煤气管道流通断面发生变化,流量控制和检测需要和脉冲控制系统结合,对脉冲控制系统参数进行修正和调整,从而达到准确控制空燃比的目的。
4 ) 压力控制区层次
压力控制区层次分为两部分炉压控制盒管道压力控制。通过平稳控制烧嘴的脉冲,通过错时开启和关闭烧嘴,优化烧嘴控制时序,避免烧嘴启动对炉压和 管道的冲击。应用脉冲控制系统后, 能够使燃烧系统数字化、准确化, 并很好地进行自动化控制。
四、PLC 控制系统
锻造加热炉二级系统包括炉区的生产管理和对钢蚽的优化控制, 通过热工数学模型反映钢还在炉内的加热状况,实时计算板还加热时在炉温度分布,并根据当前的加热状况控制加热方式,使板还出炉时获得理想的温度值,同时通过延迟、待轧策略的实现,平稳地控制待轧过程中炉温控制,提高板还的加热质量,节省能源。系统具备以下特点·
1)适应性广,可以根据不同的炉型进行模型计算;
2)控制度高,钢坯出炉温度均匀;
3)适应不同的生产状态,如钢种变化、规格变化、热装温度变化,产觅变 化等,能够进行自动调整, 降低能耗;
4)提高金屈收得率,根据加热状况,采用不同的控制方式,减少钢还脱碳和氧化;
5) 与脉冲控制系统结合,动态调整加热区的长度,当炉子在低产觉, 热装溫度较禹时,二级确定合理的加热区长度后,关闭部分加热段烧嘴,以节省燃料。二级控制系统能够智能化操作锻造加热炉,根据轧线生产和入炉蚽料的状况, 优化炉温、炉内气氛和加热区长度,实现节能和降低烧损,减少人为因素的影响;
6) 氧化烧损管理:根据炉内气氛的检测结果,自动控制各段气氛,预 报炉内还料氧化和脱碳层深度。对炉内各段的空燃比进行差别性控制。在温度控制策略上, 采用措施,近可能使蚽料溫度尽可能晚地达到出炉条件, 减少氧化烧损。采取这些措施后,可减少氮化烧损扰,提高经济效益。总之, 投入高水平的二级控制系统是一项节能途径。