冷轧连续退火机组中辐射管加热炉设计与调试探讨
冷轧连续退火炉温度控制系统设计与研究
冷轧连续退火炉温度控制系统设计与研究摘要：立式连续退火炉是板带生产企业中重要的装备，其的温度均衡连续性会直接影响到冷轧板带的质量以及成本。
文章主要是分析了立式连续退火炉的温度控制系统，在此基础上对连续退火炉的温度控制系统进行了讲解，望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键字：连续立式退火炉；金属热处理；控温；产品质量1、前言立式连续退火炉温度控制系统在提升产品的生产率、质量以及缩减能源消耗量上有着十分重要的作用。
在立式连续退火炉温度控制系统中被控的设备存在了滞后性、非流线性等的特征，使得以往传统常规的控制系统无法达到令人满意的效果。
为此研发出一种全新的控制系统对当前体系进行有效的改进，具有了十分重要的现实意义。
2、立式连续退火炉温度控制系统概述2.1工艺要求要使带钢满足各类产品的退火工艺要求，温度控制非常关键。
根据上表所述钢种生产要求，热镀锌退火炉带钢温度最高设计值达到800℃，以满足再结晶退火的要求。
热镀锌机组加热炉的均热时间按照不小于22.5秒（即630800℃）冷却段中800℃冷却到600℃为缓冷，冷却速率：25℃/秒；800℃冷却到460℃为缓冷，冷却速率：40℃/秒。
带钢进锌锅的温度为420-480℃，一般为465℃；进入水淬槽的温度为200℃，烘干后带钢的温度小于50℃。
针对热镀锌不同带钢种类的组成成分，可以确定其退火加热及冷却温度。
2.2控制系统硬件配置根据控制范围和要求，梅山热镀锌机组退火炉系统设计了一套含有3个CPU控制器的PLC控制系统硬件采用西门子S7系列。
其中一个S7400的PLC负责控制退火炉段的燃烧、炉膛压力、氮氢混合、和炉膛气体分析等的控制；一个S7-400的PLC负责清洗、后继冷却、化学处理等等的控制；一个300系列的PLC负责退火炉点火系统的控制。
本套系统还通过Profibus-DP与热镀锌机组电气传动PLC进行数据交换，通过标准以太网与热镀锌机组L2进行数据交换。
浅述退火炉用无外框式辐射管底座双重密封保温装置
浅述退火炉用无外框式辐射管底座双重密封保温装置摘要常规间接加热退火炉用辐射管底座安装后需人员进入炉内用纤维毯填塞辐射管底座与炉壳之间的缝隙，费时费力。
本文提供一种自带密封结构的辐射管底座保温装置，安装就位后无需人员进入炉内，大大节约时间，提供检修人员效率。
关键词辐射管底座；保温；密封1 概述宝钢冷轧厂某连续退火热处理线中，在立式连退炉采用辐射管加热炉钢带。
原产线中立式炉为引进设备，经过十多年的运行后，炉内耐火材料粉化严重，开始影响产品质量，而且能耗指标偏高。
原辐射管加热段炉衬使用硅钙板背衬，施工破损和使用收缩大，导致炉壁散热量极大（约12.13GJ/h），内衬板使用超限整体损坏严重，且大量采用焊接凸板加剧破损，须整体更换。
故冷轧厂计划停炉技改对退火炉内耐材及衬板进行更换。
对常规的耐材施工顺序而言，通常为炉内耐材施工、衬板施工，施工完毕后安装辐射管。
辐射管安装就位后，人工进入退火炉内进行塞缝处理。
本次技改冷轧厂给定的施工时间为38天，涉及1200平方米的耐材和不锈钢衬板的拆除与铺设，以及333套辐射管底座的拆除与重新安装。
综合考虑各方因素，结合前后施工工序，唯有节约辐射管底座回装后人员再次进入炉内塞缝这一工序存在节省时间的可能。
另外，辐射管内的烧嘴为立式退火炉提供加热钢带的热量，辐射管底座距离辐射管近，热短路效应明显，对应的炉壳温度高。
由于立式退火炉中辐射管底座占的炉壳面积比重高，降低辐射管底座温度可以有效地降低炉壳散热，提高炉子整体热效率，降低能耗。
因此，需要设计一种安装后自密封的辐射管底座结构。
2 背景技术工业炉窑是广泛应用于冶炼、化工行业的加热设备，间接加热式工业炉窑以辐射管为加热元件，辐射管设于底座上。
为提高加热效率减少热量损失，底座上需设有保温装置。
目前的底座保温结构为纤维毯外加不锈钢衬板包裹，或者采用纤维模块并在角部外加不锈钢框架。
3 这两种结构存在如下问题3.1 以不锈钢制成的衬板或框架容易变形，在检修时拆卸困难，检修完成后又难以安装。
浅析连续退火炉的温度控制
三 、结 语
对 于燃 烧控 制 ，实 际应 用 中 ，存在 调节 时问相 对较 长 ， 生产 过程 由于 阀 门开度 与流量存 在 非线 性 ，使 常规 燃烧控 制 技术 难 以进行 有效 的控 制 。因此 ，我们 将进一 步研 究高 水平
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堡 星 堡 ： ≥
浅 析 连 续 退 火 炉 的温 度控 制
◆王
摘要 ：带钢加热过程是一个具有大惯性滞后、多变量的复杂工况系统，而且连续退火炉处理的带 钢 品种规格 多，带钢速 度 变化频繁 ，采 用常规 的控制 方 法无 法 实现控 制 目标 。本 文就 我厂镀 锌线 退火
炉温度控 制进行 简要说 明。
琦
关键 词 ：退 火炉 ；温度控 制 ；调节
一
、
退火炉 工艺技术概况
一
该 回路 控制设 备保持 过程变 量 （ Ｐ Ｖ ） 严格接 近来 自监视 系
统 的设 定点 （ Ｓ Ｐ ） 。 回路 的输 出 （ ＯＵ Ｔ ） 是 调节 阀 的需 要位 置 。 旦Ｓ Ｐ＞Ｐ Ｖ， 阀打开 ；反之 ， 若Ｓ Ｐ ＜ Ｐ Ｖ，则 阀关 闭。
无扰 切换 。
性 能 指标 。带 钢连 续 退火 炉 的出 现 ， 克 服 了过 去 罩式 退火 炉 生产 效率 偏 低 、热均 匀性 较 差等 不足 ， 目前 已被 广 泛地 应用 于带 钢热 处理 工艺 。带钢 连续 退火 炉从炉 型上 主要 分 为卧式
和立 式两 大类 ，而 相对 于两种 不 同的炉 型 ，采 用 的热处 理工
段为例 对其温 度控制 进行说 明 。
出的命令 （ 启动 ，停止 ，复位，等等 ） 。每个烧嘴装有火焰
冷带钢轧制及连续退火技术研发与展望资料
冷带钢轧制及连续退火技术研发与展望时间：2013-08-13 09:29:44|浏览：897次|评论：0条 [收藏] [评论] [进入论坛]目前，串列式冷轧轧制的全连续化和冷轧与酸洗的直接化已经成为冷轧工艺的基本模式。
连续化生产的进一步发展是连续退火的直接化。
2000年以后，以提高板厚控制精度和平坦度控制精度为主要目的的…分享到：新浪微博QQ空间腾讯微博人人网开心网QQ好友复制网址0目前，串列式冷轧轧制的全连续化和冷轧与酸洗的直接化已经成为冷轧工艺的基本模式。
连续化生产的进一步发展是连续退火的直接化。
2000年以后，以提高板厚控制精度和平坦度控制精度为主要目的的小直径工作辊6辊UC轧机4机架串列式机组投入工业生产。
该系统酸洗前配置除鳞轧机进行机械除鳞，提高了酸洗效率，冷轧机组采用液压压下和高应答AC马达驱动，对板厚和张力进行无干扰控制，提高了板厚精度。
此外，在轧机入口和出口配置板形仪，在轧机之间配置平坦度计量仪，将带钢形状的实测值与设定值进行比较，对平坦度和边降进行控制，使高尺寸精度、高平坦度和高表面质量的高级冷轧板制造成为可能。
1、冷轧板厚度控制影响冷轧板厚度偏差的因素有：热轧加热炉滑轨造成的黑印、在热轧输出辊道上冷却引起的变形抗力波动、冷轧中焊接点通过时减速加速引起摩擦系数变化导致的轧制负荷波动等。
此外，轧机间张力的波动、支撑辊偏心、轧机刚性不足也对钢板厚度精度有影响。
使用液压厚度自动控制技术（AGC）可以减小这些因素对钢板厚度的影响。
近10年来，对基于数学物理模型的先进板厚控制系统进行了大量研究。
其中有利用最佳非线性控制的、对板厚和张力进行实时控制的仿真技术，仿真控制结果可使板厚和张力在总体上达到目标值，但带钢开始加速点的板厚和张力与目标值仍有偏差，这是一个需要解决的问题。
此外还有利用基于广义最小二乘法的ARMAX模型，根据测定的轧制数据，对钢板厚度进行确认的方法，以及利用该方法对可逆式冷轧机进行厚度前馈控制的技术。
连续退火炉辐射管泄露快速检漏技术
连续退火炉辐射管泄露快速检漏技术摘要：辐射管作为连续退火炉的关健设备，其破裂后会对退火炉的炉内气氛造成影响，进而影响到带钢的表面质量甚至会导致生产线停车，本文对辐射管泄露后如何快速有效的对漏点进行检测分析与探讨关键词：退火炉；辐射管；检漏1带钢在炉内的的加热带钢在连续退火炉内加热段被加热到再结晶退火温度进行退火处理，采用煤气作燃料的辐射管对带钢间接加热。
炉内充满保护气体，辐射管内保持负压操作，以防止辐射管破裂时管内的燃烧气体进入炉内破坏炉内气氛，影响带钢质量。
辐射管交错布置在带钢运行方向的两侧以保证带钢均匀加热。
2 辐射管破裂后造成的影响辐射管做为退火炉的重要设备组成部分，又被称之为”炉中之炉”.影响辐射管的使用寿命因素有辐射管的制造材质和制造工艺、辐射管内的燃烧气氛、安装维护、辐射管表面温度分布的均匀性、生产工艺及操作水平。
辐射管如出现破裂，会造成炉内气氛的破坏，含有氢气的保护气体进入辐射管内，然后被废气风机抽出排放。
造成的影响有：（1）炉膛内的HNX 保护气体源源不断的被排烟风机抽出排放，造成炉压降低，为保证炉压正常，保护气体流量调节阀开度将会自动增大，为此会增加HNX 保护气体的流量，消耗更多的能源。
（2）正常生产时辐射管和废气管道内的温度较高，被抽入辐射管和废气管道中的H2 和燃烧剩余的O2 进行再一次的燃烧，进一步增加了辐射管和废气管道的温度，降低了辐射管及废气管道的使用寿命。
（3）生产中出现故障需吹扫降温时，吹扫空气和H2 混合易发生爆炸，存在较大的安全隐患。
（4）如果空气进入炉膛内，炉内氧含量将上升，带钢会被氧化，严重影响带钢的表面质量。
鉴于上述影响，当辐射管破损时应立即在辐射管烟气出口处加堵盲板弃用，同时利用大修时间予以更换。
但辐射管的查漏工作极其繁琐，通常的做法是停炉后对辐射管进行逐个打压或者专业人员进入炉内对辐射管逐个查看，不仅时间长，而且浪费大量人力、物力，严重影响生产线的稳定运行。
冷轧连续退火机组中辐射管加热炉设计与调试探讨
冷轧连续退火机组中辐射管加热炉设计与调试探讨摘要:本文以理论与实践为基础,介绍了用于冷轧连续退火机组辐射管加热炉的设计,详细阐述了辐射管烧嘴的设计特点,烧嘴的燃烧调整等。
并且还简要介绍了现在最新冷轧加热炉的最新技术。
关键词:辐射管加热炉烧嘴烧嘴调整The Heating Furnace Design and Commissioning In Cold Rolling Continuous Annealing LineAbstract:On the base of theories and practical experience,this article introduce the design about the radiant tube heating furnace applying to cold rolling continuous annealing line,and state in details the design feature of radiant tube burner,adjustment for the burners and so on. In addition,some new technology for cold rolling heating furnace was introduced briefly in this text.Keywords:radiant tube heating furnace,burner,adjustment burner1 前言冷轧宽带钢连续退火炉主要用于轧后带钢的再结晶退火,以消除冷加工硬化。
而连续退火炉中的加热炉设计的合理性及调试的好坏,直接影响到以后机组的正常稳定运行。
常熟华冶热镀锌连续退火炉是我公司对热镀锌连续退火炉进行从设计、施工到调试的“交钥匙”工程,本文首先以它为蓝本详细阐述华冶热镀锌辐射管加热炉的设计、烧嘴调试,最后将对现在最新的加热炉所采用的技术进行介绍。
镀锌机组退火炉W型辐射管损伤的数值模拟研究
半部分管体整体下沉ꎬ由此可推断辐射管结构存在设计缺
陷ꎬ故对辐射管进行有限元分析ꎮ
将仿真分析结果与实际应用的辐射管损坏缺陷进行
对比、验证ꎬ分析损坏原因ꎮ 并利用三维建模 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ
和 Ａｎｓｙｓ 进行联合分析ꎮ 根据辐射管损坏原因ꎬ优化辐射
管结构ꎬ并与原始结 构 进 行 对 比ꎬ 分 析 优 化 后 结 构 的 可
250.00 750.00
图 ８ 优化的结构模型
图 ６ 辐射管应变分布图
从应力和应变的分析结果可知ꎬ受力比较危险的区域
有两处ꎮ 分别是辐射管下部的入口处、右侧吊耳处区域ꎮ
Type:Equivalent (von-Mises) Stress
Unit: MPa
Time: 1
2021/2/27 23:05
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｇａｌｖａｎｉｚｅｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅꎻ Ｗ－ｔｙｐｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｕｂｅꎻ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ
０ 引言
热镀锌退火炉是冷轧关键设备之一ꎬ而 Ｗ 型辐射管
是冷轧产线重要的加 热 装 置 [１] ꎮ 该 装 置 主 要 包 括 三 部
信息技术
Tatal Deforrmation
Type:Total Defoቤተ መጻሕፍቲ ባይዱmation
Unit: mm
Time: 1
2021/2/27 23:28
45.979 Max
40.87
35.762
30.653
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20.435
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信息化背景下探析连续退火炉辐射管换热器对镀锌研究现状
信息化背景下探析连续退火炉辐射管换热器对镀锌研究现状河北河钢集团邯钢邯宝冷轧厂河北邯郸056001摘要当辐射管换热器出现开裂、泄漏缺陷后，将使烧嘴已调整好的空燃比遭到破坏，使设计的过氧燃烧不能实现，使退火炉的加热能力降低，从而导致机组产量降低。
而且会导致辐射管、辐射管热风管道、废气管道等在线设备的损坏，威胁到设备及人身安全。
关键词连续退火炉；辐射管；换热器；缺陷；空燃比基于提高退火炉加热能力、节能及降低烟气温度而设计的辐射管换热器是该类型炉子十分关键的辅助设备之一，冷轧厂冷镀锌线辐射管换热器在线数量为XXXXX台。
1 连续退火炉概述冷镀锌线退火工艺段主要是连续退火炉，它采用利用烟气余热加热保护气体喷射预热带钢、全辐射管加热和均热、箱式窄缝喷嘴喷吹保护气体快速冷却和镀后空气喷射冷却等技术。
连续退火炉由预热段、加热均热段、喷射冷却段、均衡段、出口段和镀后冷却段组成。
预热段能够通过加热段排放的废气余热预热钢带；加热均热段加热带钢到退火温度并且将温度保持必要的时间，以便于带钢内晶粒的重结晶；带钢在喷射冷却段，进行快速冷却，以防止晶粒的进一步长大，在保护气氛下快速冷却到镀锌温度；炉子均衡段可以使带钢温度均衡，目的是在最好的条件下将带钢输送到镀锌部分；经过均衡段之后，带钢通过出口段进入锌锅，进行镀锌，出口段把炉内的张力和镀后冷却段的张力分开，并且调节炉内的张力，同时通过炉鼻子输送带钢进入锌锅镀锌；带钢出锌锅后在镀后冷却段，温度下降到锌液凝固温度以下，避免锌液黏附在塔顶辊上[1]。
2 连续退火炉的作用2.1 改善金属的机械性能板带经过冷轧变形后，金属内部组织发生变化，晶粒拉长，晶粒破碎和晶粒缺陷大量存在。
冷轧变形越大晶粒的破碎和位错密度越大，金属的塑性变形抗力增大，也就是硬度和强度显著增加塑性和韧性下降产生所谓的“加工硬化”现象。
板带经过冷轧变形后外力对金属所做的功有90%以上在发生金属变形时使金属的温度升高，随后散掉。
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冷轧连续退火机组中辐射管加热炉设计与调试探讨作者：于海来源：《科技创新导报》2011年第15期摘要:本文以理论与实践为基础,介绍了用于冷轧连续退火机组辐射管加热炉的设计,详细阐述了辐射管烧嘴的设计特点,烧嘴的燃烧调整等。
并且还简要介绍了现在最新冷轧加热炉的最新技术。
关键词:辐射管加热炉烧嘴烧嘴调整中图分类号:TG307 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0117-04The Heating Furnace Design and Commissioning In Cold Rolling Continuous Annealing LineYu Hai(WISDRI (Wuhan) WIS Industrial Furnace Co.,Ltd.)Abstract:On the base of theories and practical experience,this article introduce the design about the radiant tube heating furnace applying to cold rolling continuous annealing line,and state in details the design feature of radiant tube burner,adjustment for the burners and so on. In addition,some new technology for cold rolling heating furnace was introduced briefly in this text.Keywords:radiant tube heating furnace,burner,adjustment burner1 前言冷轧宽带钢连续退火炉主要用于轧后带钢的再结晶退火,以消除冷加工硬化。
而连续退火炉中的加热炉设计的合理性及调试的好坏,直接影响到以后机组的正常稳定运行。
常熟华冶热镀锌连续退火炉是我公司对热镀锌连续退火炉进行从设计、施工到调试的“交钥匙”工程,本文首先以它为蓝本详细阐述华冶热镀锌辐射管加热炉的设计、烧嘴调试,最后将对现在最新的加热炉所采用的技术进行介绍。
2 辐射管加热炉的设计2.1 加热炉的目的及加热技术的采用在冷轧钢带的生产中,经过冷变形后的钢带要在加热炉中被加热到再结晶温度以上,使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒,以消除冷轧钢带的形变强化和残余应力。
为了满足对带钢表面质量越来越高的要求,现代的带钢连续退火炉大多采用辐射管加热炉。
采用这种加热方式燃烧气体不直接接触带钢,不会对带钢表面产生氧化,而且炉内还采用氮氢混合保护气,对带钢表面还有一定的还原作用,可保证产品获得良好的表面质量。
2.2 辐射管加热炉的辐射管形式在辐射管加热炉中辐射管型式多种多样,常用的有I型,U型,和W型等。
最初,I型管被广泛应用,由于其内管温度高,容易破损,因此影响其使用寿命。
现在一般都使用带陶瓷内管的I型管或采用U型管,W型管。
关于各管型的优缺点有多种说法,但以下几点是达成共识的:①辐射管表面温度的均匀性:I型最好,温差＜50℃;U型管的温差～120℃,W型管的温差～150℃,表面温度均匀性是衡量辐射管寿命的一个重要指标。
②采用U型,W型管的单管热负荷高,需要的燃烧器少,相应管道设计简单。
2.3 辐射管加热炉的辐射管烧嘴对于辐射管中的辐射管烧嘴,其性能要求如下:①不能产生过热点,峰值温度低。
②具有良好的火焰稳定性,在较小的空气消耗系数情况下也能稳定燃烧。
在频繁开关的情况下,不至于回火或严重积碳。
③在燃烧调节过程中,空气消耗系数相对稳定,管表面温度无异常状况;④预热器能将助燃空气预热300℃以上;⑤烧嘴采用二次燃烧法,使辐射管沿长度上的温度分布更均匀,辐射管管壁温度的峰值下降,延长辐射管寿命,同时NOx浓度降低,属于低NOx烧嘴。
2.4 辐射管烧嘴的燃烧控制技术对于辐射管烧嘴的燃烧控制技术按空气进入辐射管及烟气排出辐射管可分为三种,吸入式(如:武钢硅钢连退机组中加热炉),鼓入式(如:武钢硅钢连退机组中干燥炉),抽鼓式(如:武钢三冷轧热镀锌退火炉中加热炉)。
见图1。
现在普遍采用的是抽鼓式控制,助燃空气由助燃风机鼓入,燃料和助燃空气的比例调节可直接进行,以达到精确控制空燃比,节约燃料的目的。
烟气通过排烟风机抽出,可控制辐射管内的压力,该种方式的烧嘴热效率可达55％以上。
按对炉温的控制方式可分为比例调节燃烧控制和脉冲燃烧控制。
对于比例调节燃烧控制为传统的调节方式,控制技术较成熟;脉冲燃烧控制是将燃料流量控制转化为对烧嘴燃烧时间的控制,这种控制有利于改善辐射管表面温度,增加烧嘴的调节比。
近几年,在国内外,还开发出带蓄热室的辐射管,在辐射管的两端都有蓄热室和烧嘴,一端燃烧,一端蓄热,定时切换,采用脉冲式燃烧控制技术。
这种方式应用燃料范围广,辐射管表面温度均匀,热效率可达80%～90%,但NOx排出量偏高。
3 常熟华冶热镀锌连续退火炉加热炉的设计带钢厚度:0.23～1.50mm。
带钢宽度:700～1250mm。
生产级别:普通级(CQ),冲压级(DQ),超深冲级(DDQ)连续退火炉生产过程:连续退火炉由进口密封室、辐射管加热段、辐射管均热段、喷射冷却段、热张紧辊室和炉鼻六部分组成。
不同钢种的带钢在连续退火炉中按照相应的退火工艺曲线进行退火,达到要求的机械性能和表面质量,并以规定的镀锌温度进入锌锅。
3.1 炉壳整个炉壳为气密性焊接结构,由钢板和加强型钢组成。
每个炉段之间通过采用特殊不锈钢膨胀节连接,以吸收炉长方向的热膨胀。
这样的设计首先是用简单的特殊不锈钢膨胀节代替了标准的波纹补偿器(见图1),降低了制造成本;炉壳的设计由以前的片状炉壳设计改为以炉段为单位的模块化设计,炉段的模块在制造厂中完成,到现场后前一炉段与后一炉段相连后进行圆周焊即可,大大减少了现场的安装量,提高了安装速度。
3.2 带钢支撑炉段内带钢由炉底辊支撑。
炉底辊辊身由铬镍合金离心浇铸而成,配有带散热室的密封轴承。
炉辊由交流调速马达传动,使炉辊线速度与钢带保持一致。
3.3 液化石油气辐射管烧嘴3.3.1 液化石油气辐射管烧嘴介绍华冶辐射管烧嘴为自身预热式液化石油气烧嘴,助燃空气由每个烧嘴上配有的换热器预热到300℃。
辐射管交错布置。
烧嘴设有自动电子点火和电离火焰检测。
在额定液化石油气流量下,加保温罩,稳定运行1小时后,测得辐射管外表面温度为700～810℃,表面温度共取8个测点,各测点的表面温度分布曲线如图2。
3.3.2 烧嘴中氮氧化物生成原因氮氧化物的形成机理是由前苏联科学家Zeldovich提出的,是由助燃空气中的氮在高温氧化条件下形成。
氮氧化物的分布:煤气中一般不含有氮的有机化合物,氮氧化物的来源主要为助燃空气中的氮。
在烧嘴中间喷口喷燃气的工况下,氮氧化物的含量在轴平面上的分布见图3。
从图中可看出,NOx主要是在火焰的尾部形成的,基本上是在燃料燃烧完了之后才发生,即NOx生成在“火焰面的背后”,原因是由于原子氧和氮分子反应的活化能很大,而原子氧和燃料中可燃成分反应的活化能很小,因而在火焰中不会生成大量的NOx,只能在生成反应相当晚才进行,在图中左侧的上方和下方,可以看到喷嘴出口上下两侧NOx值较高,是由于在有限空间内烟气的回流所致。
助燃空气预热温度的影响:对于助燃空气预热温度与NOx含量之间的关系可以一般认为是预热温度越高,NOx含量越高。
空气过剩系数的影响:不同空气过剩系数对NOx的生成量如图4,燃烧温度在空气过剩系数为1附近出现最大值,而此时NOx的生成速度即生成量也几乎达到最大值,当空气过剩系数为1.05时,NOx的生成量为最大。
3.3.3 华冶加热炉氮氧化物排放的计算我国的大气污染物综合排放标准为GB16297-1996,国标中对各种污染物的排放有各种要求,涉及到工业炉的指标主要有3项:NOx、SO2、烟尘,在以天然气、液化石油气为燃料的工业炉中,NOx是主要的污染物。
国标中对NOx的规定是:最高允许排放浓度240mg/Nm3,最高允许排放速率根据不同的烟囱高度有不同的值。
计算流程如下:①将烧嘴热态试验中测得得NOx含量进行单位换算(PPM→mg/Nm3);②根据加热炉整个的烟气量计算出排出速率(kg/h);③根据排放速率计算烟囱高度以满足国标;④当烟囱高度位于国标中两排气筒高度之间,用内差法计算其最高允许排放速率,公式如下: Q=Qa+(Qa+1-Qa)(h-ha)/(ha+1-ha)Qa：比某排气筒低的表列限值中的最大值Qa+1：比某排气筒高的表列限值中的最小值h：某排气筒的几何高度ha：比某排气筒低的表列高度中的最大值ha+1：比某排气筒高的表列高度中的最小值Q：某排气筒最高允许排放速率3.4 华冶加热炉燃烧系统的调试3.4.1 燃烧系统概况华冶热镀锌退火炉辐射管加热炉(RTF)是整个退火炉的关键部分,它将钢带从常温快速加热到再结晶退火温度,使钢带进行正常的再结晶退火。
采用抽鼓式控制方式。
加热炉燃烧每个区由热电偶检测炉温,通过能量时间控制控制炉温。
从总管过来得主空气和液化石油气经过压力调整后,经过每个烧嘴的ON-OFF控制阀到每个辐射管烧嘴上。
另外,还有点火液化石油气及点火空气分配至各烧嘴的点火烧嘴。
3.4.2 流量调节控制燃烧系统调整加热炉流量控制燃烧系统的调整包括主烧嘴的调整和点火烧嘴的调整两部分。
以下分别加以介绍:点火烧嘴的调整:主要是通过调整烧嘴前点火液化石油气和点火空气的压力以达到使点火火焰具有一定的刚性,当主烧嘴的负荷发生变化或开关时避免将点火烧嘴吹熄。
压力的调整通过烧嘴前的手动调节阀的开度来进行,首先根据烧嘴热态试验时测试好的压力进行初调,再通过观察点火火焰形状再进行微调,调整好后将阀位固定。
主烧嘴的调整:由于脉冲控制的分区为逻辑分区,不是物理分区,每个分区没有流量调节阀,因此烧嘴的调整是一个烧嘴一个烧嘴进行的。
通过烧嘴前手动调节阀的开度以及检测辐射管废气烟道中的烟气含氧量,固定每个烧嘴的空燃比。
4 加热炉的新技术发展对于机组产量大,钢带表面质量要求高的连续退火炉一般都采用立式炉,如国内新建的宝钢五冷轧、武钢三冷轧、首钢顺义冷轧、首钢京唐冷轧均采用立式炉,下面介绍立式加热炉所采用的最新技术。
4.1 防止炉内产生热瓢曲热瓢曲是带钢产生热变形现象,它是带钢热变形不均引起的。
当热应力大于相同温度下带钢屈服应力值时就产生热变形,而热应力则是由带钢沿宽度方向上温度差产生的,当这一温度差大于60℃,带钢就产生热瓢曲。
根据钢带热瓢曲的产生机理,防止热瓢曲的技术主要有:第一,采用先进的加热辐射管烧嘴,尽可能降低辐射管表面温度差,使炉内温度场更均匀。