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環保型再生蓄熱式燒嘴系統在熔鋁爐上的應用

環保型再生蓄熱式燒嘴系統在熔鋁爐上的應用

發布日期:2019-05-26 作者: 點擊:

摘要:介紹環保型再生蓄熱式燒嘴系統在熔鋁爐上的應用情況,其原理是采用兩個燒嘴輪流燃燒,燃燒廢氣經過再生床輪流蓄熱助燃冷空氣,從而取得滿意的節能效果。

  我公司熔鑄分廠的原有熔鋁爐其控制系統設備老化,運行成本過高,維修量大。為此,公司投資改造熔鋁爐,并與英國Hengemolen熱工公司合作,設計制造了先進的環保型再生蓄熱式燒嘴系統,安裝調試成功后投入使用每天24 h連續運行已兩年多。爐料由PLC控制系統控制的一對高效環保型蓄熱式燒嘴熔化,寬敞的爐膛加上燒嘴系統的高火焰溫度,確保鋁合金熔化率大于6 t h,金屬燒損少,綜合效益顯著,比原來設備節能達34%。

  1 環保型再生蓄熱式燒嘴系統構成和工作原理

  1.1 燒嘴系統的構成

  爐子配有兩個高速燃油燒嘴,其出口速度超過120 m s,設計鋁合金熔化率大于6 t h。它由液化氣槍、小油槍、主油槍及環保用的兩個副油槍等部分組成。點火時,由Hengemolen公司開發的一套PLC控制程序進行全自動控制。其過程是:先由點火變壓器產生高壓電火花點燃液化氣,保證其正常燃燒后,其火焰再點燃從小油槍噴出的被壓縮空氣霧化的燃油,經過1 min穩定燃燒,主油槍的相關電磁閥得電,噴油形成大火。此時,液化氣槍關閉,完成點火過程,從而進入正常運行狀態。

  1.2 蓄熱裝置

  每個燒嘴下面直接與再生床相連,再生床內襯耐火材料并填有透氣蓄熱用的三氧化二鋁球。兩個主燒嘴輪流燃燒,當1#燒嘴大火時,其再生床進入的是助燃空氣,燃燒后的廢氣經過沒有工作的2#燒嘴及其再生床、蝶閥和排氣風機抽出,在這過程中廢氣熱量的80%以上被存儲在2#再生床中;當2#燒嘴大火時,助燃空氣進入再生床后就會被預熱,因此經過再生床進入燒嘴的助燃空氣溫度可超過900℃。這樣的燃燒方式既能使金屬均勻加熱,又可以大大節約燃油消耗。

  1.3 環保型再生蓄熱式燒嘴的幾個特點

  (1)用小的燃氣點火槍進行較初的點火,點燃小火后,采用燃油槍維持正常工作。此特點對于像我廠這樣沒有貯存大量液化氣的用戶來說是受益匪淺。現在每周液化氣耗量較多10 kg。

  (2)節約主燃料,因為經過再生床蓄熱后進入燒嘴的助燃風溫度可超過900℃。

  (3)環保性好,燃油得到充分燃燒,氮氧化物小于350× 10- 6,優于國內環保標準的要求,而符合國際標準的要求?;繁P馱偕釗仁繳兆煊肫脹ㄔ偕釗仁繳兆煸誚峁股系那鶚喬罷叩牧講嚳直鹱壩幸惶贅庇頹?當熔鋁爐爐氣溫度高于850℃時,燒嘴的主油槍關閉,大火熄滅,由裝在兩側的副油槍燃燒,從而減少了氮氧化物的生成。

  1.4 全自動燃燒控制原理及裝置

  該控制裝置采用PLC為核心器件,能夠實現對燒嘴自動點火、火焰大小指示、大小火自動轉換和熄火報警功能。其工作原理是一種PID參數自整定的溫度控制,通常是保持小火常明,而每個熔次的各個階段對燒嘴的熱力要求不一樣,燒嘴控制系統在20%~ 100%范圍內調節燒嘴燃燒能力。在此范圍內,通過PID閉環控制系統,燃油 空氣比率得到準確控制。

  控制執行系統分為四部分:

  (1)點火。自動控制必須自動點火,這個過程是通過火焰程序器來實現的。我們選用的是德國Lan-dis公司設計生產的程序器,該程序器內有放大器電路、多功能繼電器、帶開關的凸輪順序發生器和程序控制線路板。當需要點火時,PLC通過繼電器激活該裝置,其自身程序開始控制內部線路通斷,輸出信號通過程序器內的小電機帶動凸輪順序發生器轉動,在不同時間接通液化氣繼電器、小油槍繼電器、主油槍繼電器,從而實現自動點火。

  (2)小火燃燒系統。由空氣雙蝶閥、油路電磁閥、小油槍和壓縮空氣電磁閥等來實現。

  (3)大火燃燒系統。由電磁油流量計、油流量控制閥、空氣雙蝶閥、主油槍、電磁閥和手閥組成。

  (4)火焰監測器。對使用任何燃料燃燒的爐子,要對火焰進行不間斷監控,以確?;鷓媧τ諶忌兆刺換岱⑸ɑ蚱淥鹿?。我們采用的是壽命長、性能準確的紫外線探測器。此探測器有一個光敏二極管,在出現紫外線的情況下,以一定的波長(光譜)傳導,并按照光譜進行調諧。紫外線光敏二極管電壓為交流380 V,其另一側接地。如果出現火焰,該二極管產生并傳導0.002 mA的交流電流,此電流作為點火程序器的啟動信號;如果沒有火焰或者二極管發生短路,則程序器不啟動,所有電磁閥都關閉,可以確保安全,運行期間也是如此。這套控制系統在本公司是首次應用,制訂方案時注重以下兩方面:

  (1)加大火焰長度,降低燒嘴的噴火速度,這樣可以保證火焰在爐膛內巨大抽力下火焰不發生脫火。

  (2)增加燒嘴、火焰探測器等精密設備的冷卻能力,將風冷改為壓縮空氣冷卻,這樣可以延長它們的使用壽命。

  2 結束語

  環保型再生蓄熱式燒嘴系統的節能效果好,污染小,此套系統在本公司已經連續運行兩年多,運行狀態良好,鋁熔化速度快,節能效果好,維護工作量小。


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