蓄热式步进加热炉资料

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蓄热式加热炉的发展历程和技术介绍

蓄热式加热炉的发展历程和技术介绍

蓄热式加热炉的发展历程和技术介绍1 概述用蓄热室来预热空气和燃料是一项较早的技术, 早在19 世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度高的炉子, 但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体、传热效率低、蓄热室体积庞大, 其换向阀结构复杂、效率比较低, 换向周期长, 因此没有得到重视。

由于20 世纪70 年代的能源危机后, 节能工作得到各个国家的重视, 加之科学技术的不断进步出现了结构简单、控制方便、可靠性强的换向系统。

1982 年英国Hot Work Development 公司和Brit2ish Gas 研究院合作, 成功开发出第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉, 节能效果显著。

近10 年来蓄热式燃烧技术得到长足发展, 很多国家都在研究各种蓄热式烧嘴和高效蓄热式燃烧技术以及高风温燃烧技术。

2 蓄热式燃烧技术1998 年大连北岛能源技术有限公司率先在萍钢棒材公司轧钢加热炉上采用蓄热式燃烧技术燃烧纯高炉煤气, 在国内首次实现了蓄热式技术燃烧高炉煤气在连续式轧钢加热炉上的应用。

此后, 国内有多家公司开展蓄热式燃烧技术的研究和在国内的推广应用, 蓄热式燃烧技术逐渐成熟。

在蓄热式燃烧技术方面形成了一套较完善的设计思想和方法,蓄热式技术在工业炉上的应用实现了高产、低耗、少污染和高自动化水平, 达到了燃烧工业炉“三高一低”(高炉温、高烟温、高余热回收、低惰性) 的发展方向要求。

从20 世纪90 年代开始, 国内蓄热式燃烧技术发展到现在, 基本分为以下两大系列:(1) 以北京北岛为代表的内置通道式加热炉, 其特点是: ①把蓄热室和炉体有机结合为一体, 结构紧凑, 占地面积小, 炉子外观整洁。

②蓄热体采用陶瓷小球, 价格低廉, 集中换向, 换向时间约180 s , 运行费用低。

③炉体热损失小, 热效率高, 很容易做到空气、煤气双预热,燃烧喷口密布, 炉温均匀性好, 钢坯氧化烧损低。

④炉型结构较复杂, 炉墙厚达l m , 对耐火材料的理化指标性能要求高, 对设计、施工的技术水平和经验要求高。

蓄热式加热炉

蓄热式加热炉

蓄热式加热炉一、蓄热式加热炉的分类和特点:1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。

按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。

其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式。

按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。

全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,与常规加热炉操作类似,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。

2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点:①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温,有利于低热值燃料的利用;②充分利用烟气余热,节约燃料;③排烟温度低,氮氧化物含量少,环境污染少;④每对烧嘴交替燃烧,炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。

二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。

蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4~5倍。

同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3~1/4。

采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。

蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3左右。

蜂窝体壁薄,仅为0.5~1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40~80秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。

由于换向时间短,因此换热周期内的炉温波动小,有利于炉温和钢坯加热温度的控制。

蜂窝体内部是直通道,在高速气流的正吹反吹的频繁作用下,通道不容易积灰和堵塞。

本钢特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的应用

本钢特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的应用

本钢特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的应用摘要:介绍了本溪钢铁集团公司特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的特点、技术性能参数及对该炉的控制和管理情况,并介绍了蓄热式燃烧系统的主要特征。

该炉投产后,加热能力、加热质量大幅提高,氧化烧损及煤气排放量大幅降低。

关键词:步进梁式加热炉;燃烧系统;蓄热式烧嘴1 加热炉的特点本溪钢铁集团公司特钢厂新建2座单(双)排装料、加热能力为120t/h(冷料)的步进梁式加热炉。

该炉采用先进的高温空气蓄热式燃烧技术。

1.1 采用新型空气单预热蓄热式烧嘴采用新型空气单预热蓄热式烧嘴,燃烧组织更优化,可在钢坯上下表面形成微还原性气氛,减少氧化烧损;采用允许工作温度达1600℃的高级蜂窝状蓄热体材料,传热特性好,使用时间长;烧嘴的金属部件远离高温区,烧嘴使用寿命长,维护工作量少。

1.2采用多段炉温控制系统炉温控制分为均热段、第1加热段和第2加热段,各段之间用隔墙隔开,可灵活、准确地控制各段炉温和空、燃比,实现各种加热工艺和炉温制度,使燃料燃烧过程更加可控,提高燃料利用率。

换向系统也相应分为3段控制,还可分成更多的组段错开换向,使换向对炉温、炉压以及空煤气系统压力的波动影响减小。

1.3具有多种节能措施(1)采用高效蓄热式预热技术,可将助燃空气预热到1000"C以上,排烟温度降至140℃;(2)垫块的错位和采用高温Co合金垫块,有效减少了钢坯黑印,间接减少了燃料消耗;(3)合理的炉内水梁支撑,力求减少冷却管的面积,同时水梁采用双层绝热包扎,以减少冷却水带走的热量;(4)采用优化设计的复合炉衬砌筑结构,减少了散热损失,提高了炉子使用寿命;(5)配备了先进的自动化系统,可集中控制管理加热炉各系统和整个加热过程,确保了空燃比和合理的炉压控制,提高了炉子的热效率;(6)加热炉采用多段炉温自动控制系统,可灵活调节各区段的供热量,以实现最低能耗;(7)采用高效液压系统,可节约能源,并具有轻抬轻放和安全自锁功能。

蓄热式加热炉传热基本知识

蓄热式加热炉传热基本知识

蓄热式加热炉传热基础知识一传热的基本方式钢坯加热是通过炉内热交换过程进行的。

只要有温度差存在热量,热量总是由高温向低温传递,这种热量传递过程称为传热。

传热是一种复杂的物理现象,根据其物理本质的不同,把传热过程分为三种基本方式:传导、对流和辐射。

1传导传热没有质点相对位移情况下,物体内部或直接接触的不同物体因为温度差,将热量由高温部分依次传递给低温部分的现象,称为传导传热。

传导传热快慢主要影响因素有:(1)材料的导热系数。

各种材料的导热系数都由实验测定。

气体、液体和固体三种比较来看,气体的导热系统一般比较小(仅为0.006—0.58W/(m·℃)),液体的导热系数一般比气体大(在0.09—0.7W/(m▪℃)之间),固体的导热系数一般比较大,其中以金属的导热系数最大(在2.8--419W/(m▪℃)之间,纯银的导热系数最高)。

而且随着温度的变化,物体导热系数也随着变化。

(2)温度差。

温度差越大,传导传热也越强烈,另外温差越大,传热不可逆损失越大。

2对流传热依靠对流的各部分发生相对位移,把热量由一处传递到另一处的现象,称为对流传热。

对流传热主要因素不仅有物体的温度差,而且与下列因素有关:(1)流体流动的情况。

(2)流体流动的性质。

(3)流体的物理性质。

(4)工体表面的形状、大小和位置。

3 辐射传热依靠物体表面。

对外界发蛇的电磁波(辐射能)来传递热量,当辐射能投射到另一物体时,能被另一物体吸收又变成热能。

这种依靠电磁波来传递热能的过程叫辐射传热,辐射是一切物体固有的特征,辐射传热不需要任何中间介质或物体的直接接触,在真空中同样可以传播。

辐射传热主要影响因素:| (1)辐射传热量的大小与辐射体的温度的4次方成正比,因此,提高炉温对加热速度有决定性意义。

蓄热式加热炉燃烧温度比常温燃烧高许多,因此烟气的辐射传热效果远远好于常温燃烧。

(2)辐射传热量的大小与辐射体的黑度成正比,因此,提高加热炉内壁和火焰黑度对提高加热速度和节能降耗有重要意义。

蓄热式步进加热炉自动化控制系统-方案书

蓄热式步进加热炉自动化控制系统-方案书

蓄热式步进加热炉自动化控制系统方案书目录1 系统概述.................................................................................................................................. - 1 -2 系统控制功能说明.................................................................................................................. - 2 -2.1 加热炉本体系统.......................................................................................................... - 2 -2.2 汽化冷却系统.............................................................................................................. - 3 -2.3报警规定....................................................................................................................... - 3 -2.4画面的设置................................................................................................................... - 4 -2.5 主要画面...................................................................................................................... - 4 -2.6操作方式说明............................................................................................................... - 5 -2.7操作权限说明............................................................................................................... - 5 - 3加热炉本体系统....................................................................................................................... - 6 -3.1 电气控制...................................................................................................................... - 6 -3.1.1助燃风机的控制................................................................................................. - 6 -3.1.2煤气侧引风机的控制......................................................................................... - 6 -3.1.3空气侧引风机的控制......................................................................................... - 6 -3.1.4点火风机的控制................................................................................................. - 7 -3.1.5煤气主管电动蝶阀的控制................................................................................. - 7 -3.1.6风冷管电动阀..................................................................................................... - 7 -3.1.7液压站................................................................................................................. - 7 -3.1.8装钢机的控制..................................................................................................... - 7 -3.1.9出钢机的控制..................................................................................................... - 8 -3.1.10装料炉门升降装置的控制............................................................................... - 8 -3.1.11出料炉门升降装置的控制............................................................................... - 8 -3.1.12步进梁的控制................................................................................................... - 9 -3.2仪表控制..................................................................................................................... - 10 -3.2.1蓄热烧嘴燃烧控制........................................................................................... - 10 -3.2.2炉膛温度调节................................................................................................... - 11 -3.2.3空燃比控制调节............................................................................................... - 11 -3.2.4炉膛压力调节................................................................................................... - 11 -4 汽化冷却系统........................................................................................................................ - 12 -4.1 电气控制.................................................................................................................... - 12 -4.1.1 循环泵的控制.................................................................................................. - 12 -4.1.2 给水泵的控制.................................................................................................. - 12 -4.1.3 软水泵的控制.................................................................................................. - 12 -4.2 仪表控制.................................................................................................................... - 12 -4.2.1 汽包水位调节.................................................................................................. - 12 -4.2.2 汽包压力控制.................................................................................................. - 13 -4.2.3 除氧器水位调节.............................................................................................. - 13 -4.2.4 除氧器压力控制.............................................................................................. - 13 -4.2.5 软水箱水位调节.............................................................................................. - 13 -1 系统概述1 系统概述蓄热式加热炉工程自动化控制系统包括以下子项:(1)加热炉本体系统;(2)汽化冷却系统;自动化控制系统,采用西门子公司的系列产品,组成仪电合一的基础自动化控制级。

蓄热步进式加热炉控制系统的设计与实现的开题报告

蓄热步进式加热炉控制系统的设计与实现的开题报告

蓄热步进式加热炉控制系统的设计与实现的开题报告一、研究背景和意义蓄热步进式加热炉是一种能够有效利用能源的高效加热设备,广泛应用于工业生产中的热处理加工环节。

为了提高蓄热步进式加热炉的加热效率和精度,需要对其控制系统进行进一步的研究和优化,使其能够满足不同加热过程的要求。

因此,本文将针对蓄热步进式加热炉的控制系统设计与实现展开研究,旨在提高蓄热步进式加热炉的加热效率和精度,实现节能、环保的加热生产。

二、研究目的和内容本研究的目的是设计并实现一套稳定、精确的蓄热步进式加热炉控制系统,以满足不同材料的加热加工要求。

具体研究内容如下:1、对蓄热步进式加热炉的控制原理和工作过程进行分析研究,确定控制策略和参数;2、设计硬件电路,包括传感器采集模块、控制模块和驱动模块等;3、设计并实现软件系统,包括上位机控制程序和下位机实时控制程序等;4、对系统进行调试、测试和优化,评估系统性能和实现效果。

三、研究方法和技术路线本研究采用实验室实验和仿真模拟相结合的方法,旨在使系统实现更精准、稳定的控制。

具体的技术路线如下:1、研究蓄热步进式加热炉的控制原理和工作过程,确定控制策略和参数;2、设计并实现硬件电路,包括传感器采集模块、控制模块和驱动模块等;3、探索不同的控制算法,如PID控制算法等,优化系统性能;4、设计并实现软件系统,包括上位机控制程序和下位机实时控制程序等;5、对系统进行调试、测试和优化,评估系统性能和实现效果。

四、预期成果和创新点本研究的预期成果为:设计并实现一套稳定、精确的蓄热步进式加热炉控制系统,能够满足不同材料的加热加工要求。

其创新点主要有:1、针对蓄热步进式加热炉的控制特点,提出有效的控制策略和控制参数;2、设计出完整的硬件和软件系统,实现了对蓄热步进式加热炉的全方位、实时控制;3、系统稳定性好、精度高,实现了加热过程的全面控制,具有较强的应用价值和推广价值。

五、研究计划和进度安排本研究的主要研究任务如下:1、文献资料搜集和总结,研究蓄热步进式加热炉的控制原理和控制方法,确定控制策略和参数,完成论文开题报告。

蓄热式加热炉工作原理

蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉是一种常用于工业生产中的加热设备,它利用燃料进行加热,然后将热能储存在炉体中,通过储热材料的热容和热导率,将热能储存起来,待需要加热时释放出来。

其工作原理主要包括燃烧加热、热能储存和热能释放三个过程。

首先,燃烧加热是蓄热式加热炉的起始阶段。

在工作开始时,燃料被点燃,产生高温火焰,通过燃烧释放出大量热能。

这些热能会被传导到炉体内的蓄热材料上,使蓄热材料的温度逐渐升高。

在这一过程中,燃烧产生的废气通过烟道排出,以保持炉内的燃烧环境。

其次,热能储存是蓄热式加热炉的关键环节。

蓄热材料通常采用高热容和高热导率的材料,如陶瓷、石墨、金属等。

这些材料能够迅速吸收并储存热能,使得炉体内部温度持续升高。

在燃烧结束后,蓄热材料会保持高温状态,继续释放热能,实现能量的延续利用。

最后,热能释放是蓄热式加热炉的最终阶段。

当需要加热物体时,炉体内的蓄热材料会释放储存的热能,将其传导给待加热的物
体,使其温度迅速升高。

这样,蓄热式加热炉就能够实现对物体的
高效加热,提高生产效率。

总的来说,蓄热式加热炉通过燃烧加热、热能储存和热能释放
三个过程,实现了能量的高效利用。

它在工业生产中具有广泛的应用,能够满足不同物体的加热需求,提高生产效率,降低能源消耗。

因此,深入了解蓄热式加热炉的工作原理,对于工业生产具有重要
意义。

蓄热式加热炉的工作原理

蓄热式加热炉的工作原理蓄热式加热炉的工作原理1 蓄热式加热炉的理论基础蓄热式燃烧技术,19世纪中期就开始用于高炉热风炉、平炉、焦炉、玻璃熔炉等规模大且温度高的炉子。

其原理是采用蓄热室余热回收装置,交替切换烟气和空气,使之流经蓄热体,达到在最大程度上回收高温烟气的显热,提高助燃空气温度的效果。

但传统的蓄热室采用格子砖作蓄热体,传热效率低,蓄热室体积庞大,换向周期长,限制了它在其他工业炉上的应用。

新型蓄热室,采用陶瓷小球或蜂窝体作蓄热体,其比表面积高达200~1000m2/m3,比老式的格子砖大几十倍至几百倍,因此极大地提高了传热系数,使蓄热室的体积可以大为缩小。

另外,由于换向装置和控制技术的提高,使换向时间大为缩短,传统蓄热室的换向时间一般为20~30min,而新型蓄热室的换向时间仅为0.5~3min。

新型蓄热室传热效率高和换向时间短,带来的效果是排烟温度低(200℃以下),被预热介质的预热温度高(只比炉温低100~150℃)。

因此,废气余热得到接近极限的回收,蓄热室的温度效率可达到85%以上,热回收率达80%以上。

2 蓄热式加热炉的工作原理宣钢二高线步进梁蓄热式加热炉是将助燃空气和高炉煤气经换向系统后经各自的管道送至炉子左侧各自的蓄热式燃烧器,自下而上流经其中的蓄热体,分别被预热到950℃以上,然后通过各自的喷口喷入炉膛,燃烧后产生高温火焰加热炉内钢坯,火焰温度较同种煤气做燃料的常规加热炉高400~500℃,90%以上的热量被蓄热体回收,最后以150℃以下的温度排放到大气中,比常规加热炉节能30%~50%。

同时,高温烟气进入右侧通道,在蓄热室进行热交换,将大部分余热留给蓄热体后,烟温降到150℃左右进入换向机构,然后经排烟机排入大气。

几分钟后控制系统发出指令,换向机构动作,空气、高炉煤气、烟气同时换向将系统变为下一个状态,此时空气和高炉煤气从右侧喷口喷出并混合燃烧,左侧喷口作为烟道,在排烟机的作用下,高温烟气通过蓄热体后排出,一个换向周期完成。

蓄热式加热炉

一、引言蓄热式加热炉是用于轧钢厂的一种新型的加热炉,具有高效燃烧、回收利用烟气及低二氧化碳排放等优点。

在工业企业中广泛应用,对节能减排工作起着重要的促进作用。

二、蓄热式加热炉的工作原理及其特点蓄热式加热炉的高效蓄热式燃烧系统主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。

它分为预热段、加热段和均热段三个主体。

其原理是采用蓄热室预蓄热全,达到在最大程度上回收调温烟气的湿热,提高助燃空气温度的效果。

新型蓄热式加热炉的蓄热室现在普遍采用陶瓷小球或蜂窝体作为蓄热体,其表面积大,极大的提高了传热系统,使蓄热室内的体积大大缩小。

再加上新型可靠的自动控制技术及预热介质预热温度高,废气预热得到接近极限的回收。

是一种新型的高效、节能的加热炉。

参与控制的主要现场设备有:各段炉温测量热电偶;煤气预热器前后烟气温度测量热电偶;各段烟气及排烟机前烟气温度测量热电偶;各段煤气、空气及烟气流量测量孔板及差压变送器;各段煤气、空气及烟气流量调节阀;各段两侧烧嘴前煤气切断阀及空气/烟气三通换向阀;炉压测量微差压变送器及用于炉压调节的烟道闸板;用于风压调节的风机入口进风阀;煤气总管切断阀及压力调节阀;其它安全保护连锁设备等。

三、换向原理换向装置是加热炉的重要部件,整个燃烧过程都是靠抽象向装置完成的。

可以说它是整个加热炉的心脏。

它的换向原理是:初始状态下,换向装置处于某一固定状态时,向炉子一侧的燃烧器输送煤气、空气,在炉内实现混合燃烧,同时从炉子另一侧的燃烧器排出烟气,经过一个周期(120s-180s)改变方向,实现周期换向。

换向装置一般采用双气缸、二位四通换向阀,它内有四个通道,每次动作开启两具通道,同时关闭两个通道以实现供气和排水气的周期性换向。

四、自动控制系统蓄热式加热炉控制系统一般有:⑴换向控制系统;⑵炉温控制系统;⑶炉内压力控制系统;⑷安全保护控制系统;⑸烟空比控制;⑹HMI人机对话界面的功能。

1、换向控制系统设备的选型换向控制是整个加热炉燃烧、控制系统的重中之重,是燃烧控制的关键控制系统。

蓄热步进式加热炉开题报告

蓄热步进式加热炉开题报告1. 引言蓄热步进式加热炉是一种新型的加热设备,其原理是通过蓄热材料进行热能的储存和释放,利用步进式加热的方式提高加热效率。

本文将对蓄热步进式加热炉的设计与实现进行研究分析,探究其在不同领域的应用潜力。

2. 研究目标本研究旨在设计并实现一种蓄热步进式加热炉,通过理论分析和实验验证对其加热效率和性能进行评估,并探索其在工业生产、能源储存等领域的应用潜力。

具体研究目标包括:•设计一种高效的蓄热步进式加热炉的结构和控制系统;•研究蓄热材料的选择和设计,提高加热效率;•进行实验验证,评估蓄热步进式加热炉的加热性能;•探讨蓄热步进式加热炉在工业生产、能源储存等领域的应用潜力。

3. 研究内容3.1 设计蓄热步进式加热炉的结构和控制系统蓄热步进式加热炉的结构设计是研究的重点之一。

通过分析传热特性和热能储存特性,设计合理的结构,提高加热效率。

同时,还需要设计相应的控制系统,通过控制炉内温度、加热时间和加热功率等参数,实现对加热过程的精确控制。

3.2 研究蓄热材料的选择和设计蓄热材料的选择对蓄热步进式加热炉的性能有着重要影响。

通过对不同材料(如石墨、陶瓷等)的热物性分析,选择合适的材料作为蓄热介质。

同时,还需要对蓄热材料的形态进行设计,以提高热传导效果和热能储存量。

3.3 实验验证蓄热步进式加热炉的加热性能为了评估蓄热步进式加热炉的实际加热性能,我们将进行一系列实验。

首先,通过加热试样并测量温度变化,探究加热过程的特点。

然后,将蓄热步进式加热炉与传统加热设备进行对比实验,评估其加热效率和能耗水平。

3.4 探讨蓄热步进式加热炉的应用潜力除了评估蓄热步进式加热炉的性能,我们还将探讨其在工业生产、能源储存等领域的应用潜力。

通过分析其优势和适用性,提出相关的应用方案和推广建议。

4. 预期成果通过本次研究,我们预期能够达到以下成果:•设计出一种高效的蓄热步进式加热炉的结构和控制系统;•确定出适合蓄热步进式加热炉的蓄热材料和设计方案;•通过实验验证,评估蓄热步进式加热炉的加热性能;•分析蓄热步进式加热炉的应用潜力,提出相关的应用方案和推广建议。

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1、高效蓄热式步进加热炉技术方案蓄热式步进加热炉技术要求如下:1)、加热最大钢坯直径:Ø150mm。

2)、加热最长钢坯长度:3200mm。

3)、小时加热量(最大):20t/h。

4)、每分钟出钢支数:2—3支/min。

5)、燃烧介质:管道天然气。

6)、燃烧方式:高效蓄热式。

7)、烧嘴数量:18对,plc手自双控。

分区控制:预热段600度—700度加热段1100度—1300度均热段1250度—1280度8)、吨钢耗气量:(40—42)m3/t。

(正常生产状态)9)、炉体内有效尺寸:27.6M×3.6M。

10)、加热段、均热段炉膛高度:1000mm。

11)、进钢口高度:200mm。

12)、正常生产瞬时400-600m3/h(生产最大负荷800m3/h).2、高效蓄热式步进加热炉主要结构2.1蓄热式步进加热炉主要由下述部件构成:-炉体及钢结构-燃烧系统:包括烧嘴,助燃风机、引风机、管道及烟囱等。

-炉底机械-装/出料机-上料系统-液压系统-电气传动和控制系统-仪表控制系统2.2、高效蓄热式步进加热炉加热工艺流程加热炉以天然气为加热介质:整个加热过程及设备功能描述:锯床下料输送辊道上料机入加热炉预热段加热炉加热段加热炉均热段出料机送料送料辊道翻料机构穿孔机锯床按倍尺下料后由分料装置送至上料台架,由上料机将料提升送至入料口进入炉体内预热段至700度由步进机构送入加热段至1300度后进入均热段至1280度,由推钢机送出进入穿孔机。

炉体均布180支钢坯。

正常状态从进料到出钢在60-80分钟左右。

炉体采用三段加热方式,全部采用侧部烧嘴烘热,炉内布料方式为单排,加热烧嘴在炉体两侧各18个及18套空气换向阀。

烧嘴采用特制高效蓄热式天然气烧嘴,助燃空气为1000度-1100度进行助燃。

通过换向阀每三分钟换向一次。

炉温分三段控制,及预热段700度,加热段1100-1300度,均热段1250-1280度,至出料区。

2.3、高效蓄热式步进加热炉设备组成2.3.1上料台架及上料装置:上料台架由上料链轮及托料装置,定位装置,落料台架挡板组成。

2.3.2加热炉由炉体、水封及水封槽,定时清理槽内氧化皮。

燃烧系统,排烟系统,装出料装置及自动控制部分。

2.3.3加热炉本体(1)钢结构加热炉钢结构由炉子底部两排18个支撑架和支撑辊、炉梁,炉墙立柱,炉墙钢板,炉顶钢梁及各种锚固件、走台栏杆等组成。

炉底结构:是由3个静止炉底和二个活动炉底组成,两边两个静止炉底固定炉底预埋件基础上的炉柱子及平钢板和立钢板,中间静止炉底也是固定在炉中央独立基础预埋件上。

两个活动炉底分别在中间静炉底两侧,由36个支撑架和72个辊轮支撑运动。

两侧由8(4条活动水梁和4条固定水梁)条水梁组成,并有两条80cm宽的检修通道,以便更换和对设备的检修。

(2)炉底机械蓄热式步进加热炉是由炉底后液压站及液压泵和液压缸对上下炉底进行驱动,使下炉底36个支撑轮在36个30ο×500斜支架上做斜面上下运动。

上炉底在72个支承轮上做直线往复运动,使两个运动形成矩形运动以达到钢坯向前运动的动作。

活动炉底两侧有4条水梁,两条水封及水封槽,水梁内的冷却水和水封槽内的水统一循环由储水池来实现。

3)炉底:下支座、辊轮、液压缸。

炉底下支座36个单个长500mm斜30度,最大升高160mm;下炉底有36个导轨,中间有36个200mm辊轮来实现炉底的上升与下降做到坯料的上下运动。

炉底后座有两个液压缸使炉底上下往复运动,有一个液压缸使上炉底做直线运动。

4)检修门炉头设有430mm×430mm检修炉门一个,炉尾两侧各有一个检修门平时由耐火材料封闭。

检修时拆除耐火材料,供检修人员出入,门框为耐热铸铁铸成。

2.3.4高效蓄热式烧嘴炉两侧根据加热区段各有18套共计36套高效蓄热式烧嘴,预热段12套。

加热段12套,均热段12套,烧嘴的组成外壳为钢结构内墙为耐火浇注料芯部有篦子砖,喷口砖,蓄热球,金属栅隔板组成,下部有天然气喷口上有空气喷口并有手动和PLC自动控制调节阀及温控和流量控制。

2.3.5观察孔共有36个40mm×40mm观察孔,两边墙上在烧嘴边上安装主要是观察火焰及运行情况,材质为铸铁。

手动开关门。

2.3.6装出料炉门装料炉门为水箱式δ=6钢板制作,4M*0.2M*0.4M手动开启,一端有进出水接头,耐高温软管联接利用余热烧水,用于洗浴用水。

出料炉门为耐热钢制作δ=10铸铁件,炉门的开启由液压缸来实现或用陶瓷幕帘。

2.3.7其他为便于操作检修各操作部位设置行走平台并加设梯子栏杆组成。

2.3.8炉体耐火材料该炉体采用不定形低水泥耐火浇铸料复合炉衬结构主要优点:炉子整体性能好,炉体密封好其寿命是用耐火砖砌筑衬的两倍,且这种不定型耐火浇筑料的炉墙厚度炉衬的材质不像砌砖受到限制.炉顶采用带锚固砖平顶浇铸结构。

炉墙采用锚固转复合结构,以提高炉衬的整体性,减少热损失,延长炉体寿命。

炉顶为450mm厚,材料为200mm低水泥浇铸料,+100mm 轻质浇铸料+L50mm硅酸铝纤维+50mm珍珠岩+50mm耐火砖。

炉墙为528mm厚:材料为232mm低水泥浇铸料+266mm耐火砖和轻质砖+30mm硅酸铝纤维.炉底为654mm厚:材料为耐磨浇铸料,100mm+140mm低水泥浇铸料+重质粘土砖+轻质粘土砖+30mm纤维棉活炉底为预制件组成。

耐火材料选用国内大中型企业优质产品,耐火性能如下:1、粘土砖:应符合GB1415-84,一级品规定。

2、轻质粘土砖应符合GB39944-83,一级品规定。

3、高铝水泥浇铸料:应符合GB3712-83,一级品规定。

3、主要技术优点高效蓄热式燃烧方式是火焰炉热工设备节能减排的主要措施,把它用于无缝钢管坯料加热主要有以下优点。

1)炉子空气预热温度,一般炉子基本在460℃-580℃之间;而高效蓄热式步进加热炉的预热空气温度不低于1100℃。

这是其他炉子无法比拟的。

2)炉子的排烟温度,一般在烟囱底部的温度是430℃-450℃之间。

而高效蓄热式步进加热炉的排烟温度不高于120℃,对大气降低了影响。

对热能增加了利用。

3)一般炉子在尾部要设置高35M-50M砖混结构或钢筋混凝土结构的大烟囱,而且环形加热炉还要有垂直烟道、闸板、换热器等,增加不少的投资和维修费用。

而高效蓄热式步进加热炉只需Ø400-Ø600直径的钢管高于车间顶部3M的烟囱即可。

既降低了工程投资,缩短了建设周期。

4)一般斜底式加热炉在两侧均有15-20个直径200mm-260mm 的拨钢孔;工作时封闭性差,热量流失太大,一般在20%-30%之间。

特别是夏天操作环境太恶劣。

这样势必造成加热成本过高,而高效蓄热式步进加热炉就不用拨钢孔,只有两侧的观察孔,操作人员由12人降至2人,而且炉子密封好,热量流失少,吨钢加热成本降低25%。

这已经被实践证明的数据。

5)一般炉子在尾部的烟气温度在450℃-650℃向外流失。

而高效蓄热式步进加热炉的烟气横向流动。

所以在炉尾流失烟气温度在120℃-150℃,在尾部又加水箱用余热加温的水可以用于工人洗浴之用。

6)一般炉子的烧嘴均采用直燃式燃烧,各加热区段只靠观察和来判断管坯的温度,而且还是拨钢,管坯在炉内是滚动运动,这样势必造成管坯烧损增加一般在2%-3%之间,而且还造成蠕化现象,给穿孔造成不必要的麻烦和质量问题,而高效蓄热式步进加热炉的烧嘴是由直径17mm蓄热球来蓄热,通过换向阀每个烧嘴工作3分钟后,另一个烧嘴开始工作,而且管坯平行直线运动表面气氛尽量保持还原气氛,减少钢表面高温氧化,烧损控制在1%-1.5%之间,充分利用原材料,而每加热段均采用PLC温度自动控制,使温度直观化、数字化,避免了钢坯蠕化现象,提高了产品质量。

7)采用直径17mm蓄热球蓄热,不仅比蜂窝体蓄热寿命长,而且成本低,换向时间为3分钟,延长了换向阀的使用寿命。

综上所述:本台高效蓄热式步进加热炉的结构型式与其他炉子相比是有得天独厚的优势,而且在我们地区还绝无仅有,就在国内也是空白。

在使用过程中还要发现问题进一步完善.4、高效蓄热式步进加热炉工程投资预算序号工程分部名称数量单价(万元)总价(万元)备注1 炉体钢结构285.7t 1.1 314.272 炉底传动60.3t 1.47 88.643 夜压系统1套52(一开一备)524 炉子全部燃烧管路26t 0.9 23.4 含支架5 炉体耐火材料506t 0.4 202.46 天然气高效蓄热烧嘴36个 2.5 907 风机1台13 138 引风机一台15 159 仪表自控装置1套75 7510 天然气吹扫装置1套 4 411 点火烧嘴2套0.6 1.212 换向阀18套 3.5 6313 手动空气蝶阀83套0.7 58.114 气动天然气旋塞41套0.3 12.315 膨胀节20套0.3 616 防爆装置1套0.5 0.517 探火孔36个 3.6 3.618 人孔3个0.3 0.919 控制室1座18 1820 天然气调压室1座20 20备注合计:1061.21+101=1162.21铺底资金:500万元共: 两台 1162.21+542.13+500=2204.33总计:2204.33万元5、Ø150蓄热式步进加热炉主要技术性能序号项目名称单位性能值备注1 高效蓄热式步进加热炉1台32M*5M*4M2 管坯加热3 加热钢种20#,45#,合金钢,中碳钢。

4 产量t/n 20t/n5 管坯尺寸mm Ø150(2500-3000)6 空气预热温度度≥1100度7 管坯加热温度度≤1250-12808 管坯入炉温度度常温9 有效面积m2100.810 钢压炉底强度Kg/m2/n 34011 燃料介质天然气12 燃料热值MJ/Nm335.1713 热耗GJ/t冷坯 1.4314 燃耗Nm3/n冷坯4215 燃料需要量Nm3/n 105016 空气需要量Nm3/n 1103017 烟气产生量Nm3/n 1208018 空气压力Pa ≥900019 燃烧方式高效蓄热变频式20 换向方式分段集中换向21 换向周期min 2-422 蓄热体mm Ø17球体高质铝Al2o3≥65%23 氧化烧损率% ≤1.224 平均排烟温度度≤150度25 截面温差度≤15262728高效蓄热式步进加热炉工程投资预算序号工程分部名称数量单价(万元)总价(万元)备注1 炉底基础402 风机基础 23 引风机基础 24 仪表室基础 25 烟囱基础 26 装钢机械及台架 67 出钢机械 3合计57。

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