蓄热式加热炉
蓄热式加热炉常见问题及解决方案
107管理及其他M anagement and other蓄热式加热炉常见问题及解决方案张修宁，徐朝辉，刘金花摘要：近年来，蓄热式燃烧技术因具有较好的节能效果在工业化国家的钢铁、有色、建材等高温工业炉窑中的应用呈现迅猛发展的势头。
自上世纪80年代中期以来，我国工业炉窑节能状况不断得到改善。
但工业炉窑节能减排、污染控制及治理始终是钢铁企业的重中之重，各种新的节能技术也不断涌现出来，如黑体节能技术、激光在线气体分析仪精确燃烧控制系统等，而蓄热式燃烧技术应用较为广泛，本文主要阐述蓄热式加热炉使用过程中常见问题及解决方案。
关键词：加热炉；蓄热式燃烧技术；解决方案1 概述重庆钢铁热卷线共有三座大型步进梁式蓄热式加热炉，炉长43.5m、炉子内宽11.7m，设计产能为冷装270t/h，热装300t/h。
加热炉采用空气蜂窝体单蓄热式烧嘴的空气单蓄热炉型，另配备煤气预热器，利用烟气余热将煤气预热到300度左右。
全炉共分6个供热段，每段采用蓄热烧嘴侧向供热，同时设一不供热的热回收段，有效回收常规排烟余热。
2 蓄热式燃烧技术简介蓄热燃烧技术又称高温空气燃烧技术，全名称为：高温低氧空气燃烧技术（High Temperature and Low Oxygen Air Combustion-HTLOAC），也作HTAC （High Temperature Air Combustion）技术，也有称之为无焰燃烧技术（Flameless Combustion）。
通常高温空气温度大于1000℃，而氧含量低到什么程度，没有人去划定，有些人说应在18%以下，也有说在13%以下的。
蓄热燃烧技术原理如图1所示：当常温空气由换向阀切换进入蓄热室1后，在经过蓄热室（陶瓷球或蜂窝体等）时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般比炉膛温度低50℃～100℃），高温热空气进入炉膛后，抽引周围炉内的气体形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料（燃油或燃气），这样燃料在贫氧（2%～20%）状态下实现燃烧；与此同时炉膛内燃烧后的烟气经过另一个蓄热室（见图中蓄热室2）排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热体时将显热传递给蓄热体，然后以150℃～200℃的低温烟气经过换向阀排出。
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是一种利用热量积蓄和释放的加热设备。
其主要工作原理是通过蓄热材料的吸热和释热过程，实现能源的稳定供应。
蓄热式加热炉由燃烧室、蓄热室和排烟系统等组成。
燃烧室中燃烧燃料产生的高温燃烧气体经过烟道进入蓄热室，与其中的蓄热材料热交换，使其温度升高。
蓄热材料是蓄热式加热炉的关键部件，通常采用高热容量和高热传导性的材料，如陶瓷、耐火材料等。
当燃烧室中的燃料燃烧完毕或加热系统需要热量时，通过调整控制系统，蓄热室中的高温蓄热材料开始释放热能。
蓄热材料的吸热过程是指在燃烧室中，当燃料燃烧产生高温燃烧气体时，蓄热材料吸收燃烧气体中的热能并升温。
蓄热材料内部的微观孔隙结构能够有效地吸附和储存大量的热能，从而使得燃烧室内的高温烟气得到充分利用，提高燃烧效率。
蓄热材料的释热过程是指在燃烧室和加热系统需要热量时，蓄热材料开始释放其储存的热能。
控制系统通过调整燃烧室的气流方向和蓄热材料的温度，确保蓄热材料释放的热能能够有效地传递给加热系统。
蓄热材料的释热过程是一个持续而稳定的过程。
通过合理地设计蓄热室的结构和材料，以及控制系统的精确控制，蓄热式加热炉可以实现能量的高效利用和稳定供应。
蓄热式加热炉相对于传统的加热设备具有一系列的优点。
首先，蓄热式加热炉能够充分利用燃料的热能，提高热利用率。
其次，由于蓄热材料的热容量较大，热能的释放相对稳定，能够实现加热过程的均匀和稳定。
此外，蓄热式加热炉还能够实现节能和减少排放，对环境友好。
总之，蓄热式加热炉通过蓄热材料吸热和释热的过程，实现能量的稳定供应。
其工作原理主要包括燃烧室中烟气与蓄热材料的热交换和蓄热材料的热能释放。
通过合理设计和优化控制系统，蓄热式加热炉能够提高能量利用效率，实现高效、稳定和环保的加热过程。
蓄热式加热炉的工作原理
蓄热式加热炉的工作原理
蓄热式加热炉是一种利用热储存材料的热容和热传导特性来进行加热的设备。
其工作原理如下：
1. 热储存材料：蓄热式加热炉内部放置着一种称为热储存材料的物质。
这种材料具有较高的比热容和热传导率，能够吸收和存储大量的热量。
2. 加热源：蓄热式加热炉内部有一个或多个加热源，常见的有电加热元件、燃气或液体燃料的燃烧器等。
加热源将热量传递给热储存材料。
3. 热能储存：当加热源工作时，热能被传递给热储存材料，材料内部的温度升高，吸收大量热量。
这些热量会在材料中被储存起来，并逐渐释放出来。
4. 热能释放：当需要加热时，蓄热式加热炉关闭加热源，热储存材料开始释放储存的热能。
热能通过热传导或辐射的方式传递给需要加热的物体或空气，使其温度升高。
5. 加热循环：蓄热式加热炉通过循环工作，实现了热能的储存和释放。
加热源在需要加热时提供热量，而在热储存材料释放热能时，加热源则处于关闭状态。
蓄热式加热炉的工作原理可以有效地利用电能或燃料，提供持续稳定的加热效果。
在一定程度上，它也可以实现能源的节约和环境保护。
蓄热式加热炉燃烧技术36页PPT
3.蓄热式燃烧(RCB 系统) 工作原
理及系统组成
RCB系统由两个烧嘴、两个蓄热室、一套换向装置和 相配套的控制系统组成(见图1)。模式A表示烧嘴A处于 燃烧状态,烧嘴B处于排烟状态:燃烧所需空气经过换向 阀,再通过蓄热室A,其预热后在烧嘴A中与燃料混合,燃 烧生成的火焰加热物料,高温废气通过烧嘴B进入蓄热 室B,将其中的蓄热球加热,再经换向阀后排往大气。持 续一定时间后(如20s),控制系统发出换向指令,操作进 入模式B所示的状态,此时烧嘴B处于燃料状态,烧嘴A处 于排烟状态:燃烧空气进入蓄热室B被预热,在烧嘴B中 与燃料混合,废气经蓄热室A,将其中蓄热球加热后排往 大气。持续与模式A过程相同的时间后,又转换到模式A 过程,如此交替循环进行。
பைடு நூலகம்
随着我国国民经济的飞速发展， 我国各行业工业炉窑的燃料消耗迅速增加， 绝大多数工业炉窑的燃料消耗长期高于国 际先进水平有害物的超标排放相当严重， 世界10个环境污染最严重的城市，我国已 占了7座。因此提高工业炉窑的燃料利用 率和大幅度降低氮化物的排放量，已成为 我国亟待解决的问题。
目前由于能源和环境问题日益突出，要 求各轧钢单位全面推行高效清洁生产技 术，而高效蓄热技术（简称HTAC式）目 前世界上先进的燃烧技术，可以从根本 上提高企业能源及用率，对低热值煤气 进行合理利用，最大限度地减少污染排 放，很好的解决燃油炉成本高、燃煤炉 污染中的问题。
为了解决这些问题,充分利用加热炉烟气的余热, 进 一步提高加热炉的热效率,大连北岛能源技术发展有限 公司研制出了高效蓄热式余热回收系统,并在加热炉上 应用,效果很好。如韶钢2019年7月投产的蓄热式加热炉, 炉内空气煤气可预热到1100℃,排放废气温度仅130℃, 这种炉子为全封闭的,热效率高,也不需要回收热能抚顺 特钢公司500分厂2# 炉于1993年8月结合大修,进行改造 后 , 单 耗 由 1879 m3/t 减 少 至 285197m3/t, 热 效 率 由 3185% 增至31149%,平均温度由58℃减少到9℃,节能率 为85172%,装炉量增加一倍, 生产率提高30%。包头钢铁 公司初轧厂新建2 座RCB 式长坑均热炉,使用高焦炉混 合煤气,空气和煤气均预热到900～1100℃,排烟温度低 于150℃,与该厂原有长坑均热炉相比,节约燃料41%,产 量提高了13%,减少基建投资200万元。
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。
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉工作原理蓄热式加热炉是一种利用热能储存技术进行加热的设备，其工作原理是利用热能储存材料在低温条件下吸收热能，然后在需要加热时释放储存的热能，从而实现加热的目的。
蓄热式加热炉广泛应用于工业生产中的热处理、烧结、热解等领域，具有节能、环保、高效的特点。
蓄热式加热炉的工作原理主要包括热能吸收、储存和释放三个过程。
首先是热能吸收过程，当加热炉处于工作状态时，热能储存材料开始吸收热能。
这些热能储存材料通常是高热容量的材料，如陶瓷、石墨等，能够在低温条件下有效地吸收热能。
其次是热能储存过程，一旦热能储存材料吸收了足够的热能，它们就会将热能储存在自身的结构中，形成热能储存状态。
在这个过程中，热能储存材料的温度会升高，但并不会立即释放热能。
最后是热能释放过程，当需要加热时，加热炉会通过控制系统使热能储存材料释放储存的热能，从而实现加热的目的。
这种释放热能的过程通常会持续一段时间，使加热炉能够稳定地提供热能。
蓄热式加热炉的工作原理使其具有许多优点。
首先，它能够充分利用低温热能，将其转化为高温热能，从而提高能源利用率。
其次，由于热能储存材料能够稳定地释放热能，加热过程更加稳定，可以减少能源浪费。
此外，蓄热式加热炉还具有较高的加热效率和较低的排放，能够满足环保要求。
因此，蓄热式加热炉在工业生产中得到了广泛的应用。
在实际应用中，蓄热式加热炉的工作原理还需要与控制系统相结合，以实现精确的温度控制和加热过程的自动化。
控制系统可以根据加热需求调节热能储存材料的释放速度，从而实现加热过程的精确控制。
同时，控制系统还可以监测加热炉的工作状态，保证其安全稳定地运行。
总之，蓄热式加热炉通过热能储存技术实现了低温热能向高温热能的转化，其工作原理包括热能吸收、储存和释放三个过程。
蓄热式加热炉具有节能、环保、高效的特点，在工业生产中得到了广泛的应用。
通过与控制系统相结合，蓄热式加热炉能够实现精确的温度控制和自动化加热过程，为工业生产提供了可靠的加热设备。
蓄热式步进加热炉技术原理
蓄热式步进加热炉1、技术来源蓄热式步进加热炉的确定是本公司经过技改淘汰两台耗能高的斜底加热炉。
顺应国家“十二五”节能减排规划中提出的推广应用蓄热式加热炉的政策落实的。
其技术来源采用济钢设计院和首钢设计院及北京蓄之杰公司在轧钢坯加热炉的基础进行现代化改造应用在热轧无缝钢管管坯加热系统而设计制作的。
2、基本结构主要由以下部分组成（1）炉底传动系统：由液压系统来完成的，使炉的活动梁进行升降及直线运动来完成矩形运动，完成管坯向前平行运动的全过程。
（2）钢结构炉体：主要是加热炉寿命的延长，斜底加热炉采用砖混结构最多用2-3年要进行大修，改造后加热炉可以使用3-5年，只需要进行维护保养即可。
（3）炉膛：这是决定加热管坯所使用加热介质比较关键的一个重要部位，其截面积的大小决定着用能的多少。
（4）蓄热式烧嘴：是炉子的核心所在，既要把炉膛内多余温度蓄存起来，又要把排烟温度从480℃-560℃降到100℃以下，而且还要把吹入的冷风加热到1100℃，减少氮氧化物进入炉膛减少管坯的氧化，增加产量。
（5）蓄热式烧嘴是在炉体两侧对称安装和使用的，是由蓄热箱、蓄热体及管道和换向阀组成的一个关键装置。
蓄热箱的大小和蓄热体的多少直接影响加热效果和用能量及排烟温度的高低。
换向阀每三分钟换向一次，即蓄热式烧嘴每三分钟正向切换进行燃烧对管坯加热，后三分钟反向切换，将炉膛内多余热量吸入蓄热箱由蓄热体将热量蓄集待下一个三分钟与天然气和热风一齐吹入炉膛完成一个加热循环，达到节能的目的。
（6）燃烧系统的控制：该炉子是由三段加热组成的。
分别是预热段（700℃上下）、加热段（1200℃-1300℃上下）、均热段（1250℃-1280℃）.该炉子可根据钢种及直径设定最高加温极限值，到设定温度就不再燃烧不送风送气而且照常生产。
排烟温度在线测定、随时检测、自动控制，风机、引风机燃气均采用工业自动化PLC控制。
3、高效节能特点（1）热效率得到充分利用.一是传统炉子均用耐火砖保温砖砌筑而成，在使用过程中各加温区的温度不一样而造成砖的膨胀不一，容易造成炉顶掉砖、炉墙裂，平均3-6个月要进行修理，而该炉子1-2年只对炉底砖的磨损大小少量更换，炉顶2-3年只对外顶进行保温处理，炉墙基本不用处理，不用停产。
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见的加热设备，它利用蓄热材料的热量来加热物体。
其
工作原理主要包括热量的吸收、储存和释放三个过程。
首先，蓄热式加热炉通过外部热源向蓄热材料提供热量，蓄热材料吸收热量后
温度上升，将热量储存起来。
蓄热材料通常采用高热容量的材料，如陶瓷、石墨等，能够有效地吸收和储存热量。
其次，当需要加热物体时，蓄热材料释放储存的热量，将其传递给待加热物体。
这一过程可以通过调节蓄热材料的温度和表面积来控制加热炉的加热效果，从而实现对物体的精准加热。
最后，蓄热式加热炉还可以通过再次吸收外部热源的热量，重新充实蓄热材料
的热量储备，实现循环加热的目的。
蓄热式加热炉工作原理的优势在于其能够高效地利用热能资源，实现能量的储
存和再利用，降低能源消耗。
同时，由于蓄热材料的热容量较大，加热过程中温度变化较缓和，可以实现对物体的均匀加热，避免热量不均匀导致的损坏。
总的来说，蓄热式加热炉工作原理简单而高效，能够满足各种加热需求，是一
种非常实用的加热设备。
在未来的发展中，随着材料科学和加热技术的不断进步，蓄热式加热炉将会有更广泛的应用前景。
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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。
也就是说换向控制系统的正常运行决定着整个加热炉的正常燃烧和炉温的控制。
所以在控制系统上采用计算机控制系统，由传感器采集各种变量PLC，再由PLC根据设定控制方式和目标值，分别驱动相应的换向装置和相应的执行机构，调节过程变量，实现对温度、压力、流量的调节控制。
操作人员可通过键盘和鼠标经工控机HMI界面来设定炉子的各项热工参数,计算机根据设定的参数送上工控机处理,并在HMI上显示.同时随时可查看各种历史参数和打印各种生产报表。
声光报警系统可即时对故障进行报警，并向操作者提示处理方法是目前较先进、实用的计算机控制系统。
2、换向控制换向控制系统设有自动、手动控制两部分。
在正常的运行过程
中采用自动控制，检修和故障状态下才采用手动控制。
自动控制：换向控制系统设有自动、手动转换开关，当系统处于自动控制时换向就会按照事先编好的自动控制程序和设定睥换向时间实现周期性自动换向，在这个换向过程中无需人员操作。
手动控制：手动控制主要在检修和系统处于故障状态下使用.在控制程序中对换向阀、煤气快切阀都做有手动控制，都能在手动状态下使换向阀动作，能使快切阀开关。
排烟温度控制：系统对排烟温度有一定的要求，一般不能高于180度，当高于180度时要强制换向。
所以在换向控制系统对排烟温度控制有两种方法：一是少通过蓄热室内的烟气量，二是改变换向的周期时间来控制温度。
3、炉温控制在加热炉操作过程中，保证燃烧的空燃比极为重要空燃比过高，使钢坯表面氧化，热量损失增加。
空燃比过低，使燃料不能完全燃烧，使煤气外流，浪费了燃料并污染环境。
为保证空燃比的合理性及供热区段温度的可控性。
现采用双叉式限幅控制方式，即以炉内温度为主环，空煤气为副环的炉温控制回路。
这样可以在炉温低时，先增加空气量后增加煤气量。
炉温过高时，先减煤气量后再减空气量，实现空气、煤气交叉控制。
具体控制过程是：根据工艺要求把设定加热曲线输入计算机，过程检测就根据预置的曲线控制，若有偏差，则通过改变煤气的流量，同时按比例自动改变空气流量，从而控制三段的炉温，使三段炉温控制在要求范围之内。
4、炉内压力控制为
减少换向对炉内压力调节的干扰，采用远程控制煤气废气总管、空气废气总管调节阀门，保证了炉膛压力的稳定。
具体控制过程是：在计算机上设定炉压控制值，计算机通过控制煤气废气、空气废气调节阀的开度来自动跳跃设定值，保证炉压处于设定值范围内。
5、烟空比控制空燃比控制的目的是将各段空气/煤气流量比控制在设定空燃比范围内使烧嘴充分完全燃烧，烟空比控制的目的则是将各段烟气/空气流量比控制在设定烟空比范围内，使蓄热体工作在最佳状态、热利用率和节能效果达到最佳、保持炉温稳定。
烟空比控制对于蓄热式燃烧控制效果非常关键，经反复调试和实际生产，我们认为烟空比在1.0～1.3 之间较为合适，具体根据供热段、加热时间及钢种不同有所区别。
6、安全保护系统当煤气总管低于2.5kPa、空气总管压力低于3kPa及鼓风机、引风机断电时，控制系统会自动切断煤气总管快速切断阀。
换向阀上装有上、下接近开关。
接近开关发出的信号接批示灯和报警系统。
当控制换向阀的电磁阀在一次通电10秒而接近开关不发出信号时，报警系统就会发出报警信号并延时关闭煤气总管快速切断阀。
供电系统采用山特的UPS供电，以保证在动力电源失电的情况下，使系统的安全保护系统动作，达到安全运行的目的。
7、HMI界面的功能⑴流行的WINCC界面，方便的人机对话方式。
操作人员可通过键盘和鼠标进行各种操作，设定各种工艺参数。
若操作和控制出现
问题，HMI将直接提示错误。
⑵HMI的主要画面①流程监控图：可以方便、直观的系统监视加热炉各段的炉温、炉压、风量、煤气及空气压力等热工参数，以及动态显示换向动作状态及调节阀的开关度。
②历史温度曲线图：可以绘制出生产过程中各点温度历史曲线，可使操作从人员直观的了解温度趋势，以便做出及时的调整。
③报警图：对炉温、废气超温、炉压过高、煤气及空气总管压力过低等进行声光报警，同时提示故障点和建议处理方法。
④数据库：此控制系统的工控机可以把各种需要保存的工艺参数定时存入数据库。
各种历史数据、曲线可以通过查询菜单方便快捷的检索、查询。
还可以打印用户不同要求的报表。
五、结束语济钢3#步进梁式加热炉自2004年初投产以来，自动控制系统运行稳定，排烟温度控制在180℃以下，炉内钢坯受热均匀，加热能力达到120t/h 的设计产量。
其采用的蓄热式燃烧控制对提高钢坯产量和质量、延长加热炉寿命、降低氧化烧损、节能降耗起到了十分重要的积极作用。