蓄热式加热炉燃烧系统三通阀密封圈的改进_工业炉_2010tr
蓄热式加热炉的节能优化与改进
１前言 轧钢工序 的 能源消耗 约 占冶金 行业 能源 消耗的 １ ０ ％ 左右， 其 中轧钢 加热炉
对这 种情 况 ， 技术 人员 经过 认真研 究 ， 将 炉 门增 加 了汽缸 、 换向 ｌ 鼠 受连杆装 置 ，
改成 了 自动 的气动 炉 门 ， 出钢 时敞开 ， 不 出钢 时 自动 关闭 ， 节约 了能源 。 另外， 采
及 降低汽 化 冷却 热损 失 。
预 热 空气 ， 排 烟温 度可 降到 ｌ ５ Ｏ ℃以下 ， 实 现大 幅度节 能 。 针对 我 厂生产 和使 用 混合 煤气 的实 际情 况 ， 设 计 采用烧 嘴 式单蓄 热加 热炉 。 加 热炉 异地 改造 后为 单
蓄热三段连续式加热炉。
２ １ 加 热炉结 构优 化
件 下要尽 可 能的 降低 空气 系数 。
炉体 炉墙 结构为 ： ３ ０ ８ ａｍ高铝 质低 水泥 浇注 料＋ ｒ ２ ３ ２ ｍｍ轻质 保温 砖＋８ ０ 硬 硅 酸钙 绝 热 板＋ ６ ａｍ钢 板 ； ｒ 吊挂 顶炉 顶 结构 为 ： ２ ３ ０ ｍｍ高铝 质 低 水泥 浇 注料
＋１ ２ ０ ｍｍ轻质浇注料 ； 炉底为： １ ０ ０ ｍｍ镁砂＋ ２ ７ ２ ｍｍ一级粘土耐火砖＋ ２ ７ ２ ｍｍ轻 质粘 土砖 。 滑轨 采用 汽化 冷 却方 式 ， 两根 １ ２ １ ×２ ０ ｍｍ纵 水管 及带 有倒 水管
科 学 论 坛
Ｉ ■
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
蓄 热 式 加 热 炉 的 节 能 优化 与 改 进
林 洁 王鹏 司长雷
山东 莱 芜 ２ ７ １ １ ０ ５ ） （ 山东 钢铁 集 团莱 芜 分公 司 特钢 事业 部 ［ 摘 要］ 针对特 殊 钢厂 小型 车 间加 热炉 煤气 消耗 较 高的 问题 ， 制定 了一 系列 措施 ， 通过 现场 实 践证 明 ， 措 施可 行 ， 达 到了 节能 降耗 的 目的 。 ［ 关键 词］ 节能 蓄热 式加 热 炉 合 金钢 加热 工 艺 中图 分类 号 ： ＴＧ ３ ３ ３ ． ２ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ４ —０ ２ ８ ８ — ０ １
蓄热式加热炉升级改造实践
原换 向阀 采用 旋瓣 式 三 通换 向 阀 ， 烧状 态 和 燃 排 烟状 态切 换 时不可避 免地 存在 煤气 （ 空气 ） 路泄 短
炉压 高达 ８ ａ以上 ， 门 口冒火 严 重 ， ＯＰ 炉 炉子 整
收 稿 日期 ： ０ ０ １ — ３ ２ １—２２ 作 者 简 介 ： 安 龙 （９ ｌ ） 男 ， 王 １ ７一 ， 工程 师
（ ） 工手 动控 制 ， 作 精 度 低 ， 温 、 ２人 操 炉 炉压 、 空
第 ３期
由于 加 热 能力不 足 ， 在 钢坯 在 炉 叫 一 存 和强 化 加 热现象 ， 从而 造成 钢坯加 热质 量下 降 坏 断面 温 差 大 ， 管黑 印严 重 等缺 陷 。 水
１ ４ 换 向阀存在 短路 损失 ．
到 １ ０ｔｈ ８ ／ 。加 热炉 升级 改造 完 成后 ， 足 了产能 提 满
蓄热烧 嘴 内蓄热体体 积小 且有 效利 用率 低 ， 、 空 煤 气预 热温 度降低 ， 烟温度 升高 ， 常 出现超 温报 排 经
警 现象 。
１ ３ 钢 坯 加 热 质 量 下 降 ．
合 金结 构 钢 。燃 料 为混 合 煤 气 ， 值 １００ ． ８ 热 ０ ４ １７ ｘ
ｋ／ Ｊ Ｎｍ。 由于棒材线 产能的不断 释放 ， 。 轧制 能力已达 到 １ ０ｔｈ左右 ； 着生 产 的顺 行 ， ７ ／ 随 产量 仍将 逐 步攀
升， 加热能力 已远远不 能满足轧线 生产要求 。
为 使加 热 炉 的加 热 能 力 与轧 线 能 力 匹配 ， 材 棒 厂 对加 热炉进 行 了升级 改造 ， 热能力 由原 设计 １ ０ 加 ２
蓄热式加热炉换向系统维护
自动 换 向时 每 次 换 向遵 守 先 关 后 开 的操 作 策 略 ，换 向阀在换 向过 程 中可 以当作 切断 阀使 用 ，避 免 了煤 气或 空气 与烟 气相 遇 的可能 。当向炉 内送煤 气和空 气 时 ，加 热 炉 各段 一 侧 气 缸 通 过 气 源作 用 ， 带动 阀杆 、阀板 将 排 气 口封 闭 后 ，再 打 开进 气 口， 使 煤气 或空 气通 过换 向 阀的 出气 口被送进 炉膛 进行
作 者简 介 ： 左 发 （ ９３一） 男 ，０ ６年 毕 业 于 安 徽 工 业 大 学 热 能 与 １８ ， ２０
３ 换 向阀阀板 密封 圈严 重损 坏 后 ， ） 阀板 与 密 封
圈盖 板 直接接 触 ， 阀杆震 动过 大 ， 如长 时间得 不 到处 理， 导致 阀杆逐 渐 变 形 ； 由于 炉 压 调节 操 作 的影 响 ， 如果 排 烟温度 低 于烟 气 露 点 温 度 时 ， 加 剧 换 向阀 会
２ 应 用 中存 在 的 问题
１ 排气 口侧 阀板 密 封 圈 长期 工 作 在 排 烟 温 度 ）
波 动 的恶劣 环境 下 ， 受着 阀板 的周期 性 冲击 ， 逐 承 会
渐 老化 直至损 坏 ， 影响换 向阀闭合 时 的密封 效果 ， 同 时密封 圈损坏 后 ， 阀板 与箱 体 直 接 接触 会 使 阀杆 弯
炉温 。
圈 ２ 换 向 闷 结 构
４ 故 障诊断及处理方法
在 蓄热 烧 嘴 蓄热材 料 完好 的情 况 下 ， 向阀故 换 障的判 断与处 理方法 ：
４ １ 排烟 温度 过低 ．
５ 换 向系统采用 压 缩 空气 作 为动 力 源 ， 向阀 ） 换
前安装 了三联 件 ， 由于管道 内壁 的锈 蚀产生 的污 物 ， 有时会 堵住 三联件 或 是气 源 管 路 ， 响 换 向 系统 正 影 常工 作 。
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。
蓄热式加热炉运行中的问题及处理方法
蓄热式加热炉运行中的问题及处理方法摘要：近几年来，我国在经济迅速发展的同时，对各种事物的需求也越来越高，其中钢材作为现代社会生产和生活中必不可少的材料，占有十分重要的位置，当前钢材厂仍然采用热轧的方式进行钢材的生产，因此加热炉也就成为轧钢厂热轧工作的主要设备，随着相关技术不断发展，我国的加热炉发生了很大的变革，现在工厂多沿用蓄热式加热炉，但是蓄热式加热炉在运行的过程中会出现很多问题，文章就围绕出现的问题来提出一些解决方法，希望能够促进轧钢厂的正常生产。
关键词：蓄热式加热炉；问题；处理一、前言随着工业化和城市化水平的不断推进，人们的物质生活条件和水平在不断改善和提高，对生活环境的要求也越来越高，但是钢材厂一直在消耗过多的能源，十分不利于生态环境的改善，因此相关人员希望能够通过技术的改进，来进一步减少对能源的消耗，与此同时新技术被不断应用于加热炉中，很多人员在炉型结构、性能等方面都做出了很大的改进，于是就出现了现在的蓄热式加热炉，但是它也存在着很多问题，影响着热轧工作的正常进行，希望能够得到缓解或解决。
二、蓄热式加热炉2.1蓄热式加热炉的基本介绍蓄热式加热炉主要是拥有独立设置的蓄热室或者蓄热式烧嘴，这样就可以在进行加热之前先将空气或者煤气进行预热，它实际上是由常规的加热炉和高效蓄热式换热器结合而成的，基本构成有蓄热室、燃料、排烟系统、加热炉炉体、换向系统以及供风[1]。
蓄热室主要为蓄热式加热炉进行烟气余热回收的工作，它是空气和烟气流动通道的一部分，在其内部充满蓄热体，通常情况下在加热炉中是成对使用的，具有改善加热质量、均匀炉内温度、提升产品合格率等多种优点[2]。
2.2蓄热式加热炉的分类蓄热式加热炉按照不同的标准可以分成不同的类型，其中按照预热介质的种类可以分为空气单预热方式和同时预热空气和煤气式；根据结构形式对其进行分类，则可以有通道式和烧嘴式两种，其中的烧嘴式还可以分为群组换向和全分散换向两种；如果将运料方式作为划分的依据，则蓄热式加热炉又能够分为推钢式和步进式[3]。
加热炉大型炉门密封与压紧方式的改进
工业炉ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＦｕｒｎａｃｅ第３０卷第３期２００８年５月Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．３Ｍａｙ２００８从１９７０－２０００年间，我厂先后建成的近百座工业炉中（不包括对原有炉子定期大修、改造）炉门密封结构尝试了几乎包括了国内水冷、风冷、斜面、气缸压紧和弹簧压紧加唇边可调等各种形式，最终收效甚微。
由于加热炉炉温很高，使得炉门密封与压紧成为加热炉使用中的一个很棘手的问题。
随着国内钢产品市场化、国际化的不断深入，国际化钢产品质量体系的形成，尤其是代表着高技术和国际先进水平的用于航空、航天和国防（即高合金、钛合金钢）产品不断增加和质量精化提高，钢产品在过程生产中的加热、热处理工艺和工序要求不断提高，对加热炉设备提出了很高的要求。
十几年来公司为寻求根本解决炉门密封问题，不惜派遣各级员工多次到德国、美国、日本和比利时等发达国家学习，并与国外有上百年工业炉专业建设制造厂商合作，在吸收国外先进技术的基础上，结合实际工序特点和需要，对我厂现有各种工业炉炉门，特别是台车式加热炉的炉门结构与炉门压紧方式作了全新的、有突破性的改进。
炉门密封的改进内容主要包括两个方面：炉门密封结构和炉门压紧结构。
１炉门密封结构新炉门密封结构为框架式炉门结构，是将隔热保温箱体和框架结构巧妙分离、组合而成的。
即使在长时间高温开门操作的工况下，也能保证炉门钢结构不变形。
框架式炉门的特点是可以有效地防止热变形。
结构由隔热保温箱、框架结构、耐热保护层、上导轴、下导轴和提升座等５部分组成。
（１）隔热保温箱采用钢板围成一个箱体，在箱板上设有多道膨胀槽，箱板中间设有钢板槽，用薄钢板做的内板插在钢板槽内，将箱体隔成箱内和箱外。
箱内填充耐火纤维棉，箱外与框架结构通过螺栓点连接，使箱体各区域之间的热膨胀各自消除，达到充分减少箱体整体热膨胀变形效果。
（２）框架结构采用矩型钢管、槽钢、工字钢和加热炉大型炉门密封与压紧方式的改进季莉娟（宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司，上海２００９４０）摘要：为提高加热炉炉门的寿命和密封性能，通过实际应用，对台车式加热炉炉门的密封和压紧结构作了一系列改进，达到了满意的效果，提高了加热炉整体技术水平。
蓄热式台车加热炉氧化烧损原因分析与改进措施__tr
（本文编写过程中曾得到原机械工业第五设计 研究院戈小云高工的帮助，在此表示感谢！ ）
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（上接第 54 页）
2 改进措施
2.1 及时清理氧化铁皮 加强对蓄热式台车加热炉机械设备的维修保养
管理。 由于氧化铁皮堆积是造成坯料氧化烧损严重 的主要原因之一，考虑到台车炉经常需要连续工作， 清理氧化铁皮工作强度大时间紧，需要制定相应的 规章制度，并且要专人进行及时清理。 2.2 严格控制空气系数
Key words: regenerative combustion; car-bottom heating furnace; oxidation burning loss; measue
台车式加热炉是一种间断式变温炉，炉膛不分 区段，广泛应用于冶金、机械行业，适用于重量较大 且难于在连续式加热炉内输送的钢料的加热[1]。 蓄 热燃烧技术在台车加热炉的应用初期取得了较好的 经济性，该技术通过提高气体预热温度并降低燃烧 空间中氧的浓度，创造贫氧燃烧条件，使燃烧几乎在 全炉膛区域内进行，可以提高加热质量、缩短加热周 期；但在随后的使用过程中，逐渐出现了坯料氧化烧 损严重、成材率下降等产品质量问题。
棒材厂蓄热式加热炉的改进
棒材厂蓄热式加热炉的改进
贺江南
【期刊名称】《现代冶金》
【年(卷),期】2005(033)003
【摘要】介绍了棒材厂蓄热式加热炉使用中存在的问题,分析了影响蓄热式加热炉使用效果的原因,指出改进后的效果.
【总页数】2页(P39-40)
【作者】贺江南
【作者单位】南京钢铁股份有限公司,南京,210035
【正文语种】中文
【中图分类】TF066.2+5
【相关文献】
1.浅析棒材厂蓄热式加热炉的改进 [J], 贺江南
2.棒材厂蓄热式加热炉的改造 [J], 彭红喜
3.棒材厂棒一生产线穿水工艺的改进 [J], 刘万里
4.棒材厂冷床裙板气动平衡装置改进攻关 [J], 周盛敏
5.棒材厂14螺三切分生产调试问题及改进 [J], 李友华
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第３２卷第６期
２０１０年１１月
工业炉
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ
Ｖ０Ｉ＿３２ Ｎｏ．６
ＮＯＶ．２０１０
蓄热式加热炉燃烧系统三通阀密封圈的改进
崔新华 ，杨欢 ，张仲兴
（１．承德建龙特殊钢有限公司技术处，河北承德０６７２０１；
２．承德建龙特殊钢有限公司轧钢厂，河北承德０６７２０１）
摘要：介绍了蓄热式加热炉三通阀密封圈的使用情况，对使用中存在的问题进行了分析，并提出了改进方法。
关键词：蓄热式加热炉；三通阀；密封圈；改进
中图分类号：ＴＦ０６６．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—６９８８（２０１０）０６—００４９—０２
Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔ－Ｖａｌｖｅ Ｓｅａｌ Ｐａｃｋｉｎｇ Ｃｏｌｌａｒ ｉｎ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ
Ｈｅａｔｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＣＵＩ Ｘｉｎ—ｈｕａ ，ＹＡＮＧ Ｈｕａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ
（１．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ｆｉａｎｌｏｎｇ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ０６７２０１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｉｌｌ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ｆｉａｎｌｏｎｇ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ０６７２０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｔ—ｖａｌｖｅ ｓｅａｌ ｐａｃｋｉｎｇ ｃｏｌｌａｒ ｉｎ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｏｍｅ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｓａｇｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｐｕｔ
ｆｏｒｗａｒｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ；Ｔ－ｖａｌｖｅ；ｓｅａｌ ｐａｃｋｉｎｇ ｃｏｌｌａｒ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
蓄热式加热炉燃烧系统中要用到换向阀。目前 国内常规的加热炉使用的换向阀有：五通换向阀、四 通换向阀、三通换向阀，承德建龙轧钢加热炉目前使 用的是两位三通换向阀。 １三通换向阀概况 换向阀的作用是通过阀板的运动使空气（煤气） 与烟气在阀内定期更换流动方向。换向阀板位置移 动．气体流动方向正好与上一个周期相反，原来排烟 气的蓄热室更换为进空气（煤气），而原来进空气（煤 气）蓄热室更换为排烟气。换向阀所需气源要求大 于０．４ ＭＰａ 轧钢加热炉设计时主要采用压缩空气． 同时以氮气作为补充 加热炉采用全分散控制．该 炉配备７２对蓄热式烧嘴．即７２个煤气蓄热室和７２ 个空气蓄热室．每个蓄热室单独配备一个换向阀。全 炉共１４４个换向阀 轧钢加热炉燃烧系统中的两位三通直行程换向 收稿日期：２０１０—０８—２９ 作者简介：崔新华（１９７４一），男，丁程师，主要从事工业炉窑、耐 材的设计、管理和技术开发工作． 阀使用近３年．陆陆续续地出现了一些问题．主要集
中在密封圈烧损，密封圈压板生锈，如图１、图２所
示，拆除和更换困难等。现场统计更换和安装一个密
封圈需要时间２ ｈ左右。
图１ 密封圈磨损 烧损图
图２生锈的密封圈压条图
４９
技术改造：蓄热式加热炉燃烧系统三通阀密封圈的改进
此密封圈的结构形式主要是通过一个钢结构压
住密封圈的一个侧面．钢结构压条和箱体底面通过
内六角螺栓进行紧固．密封圈的上部为凸起面、椭圆
形（与侧面连成一体）。三通阀在换向过程中，上面
的阀板压住密封圈的上部凸起面．从而起到密封的
效果 具体如图３所示。
一雕条
在咨询了其他厂家加热炉三通阀的情况。都有
类似的情况．采取的处理方法也各有不同．但都集中
在密封圈不好更换．所以矛盾集中在密封圈的压板
上．压板主要是靠内六角螺栓紧固在换向阀的底板
上．更换时有的螺栓已经生锈。拧不下来，所以每次
更换时都费时费力．增加了维修时间和维修费用。
２新型密封圈的探讨
针对密封圈在使用一段时间后出现的烧损、磨
损、钢结构压条拆除困难等问题，一些企业都在积极
想办法．都在互相交流和探讨。有的靠增加检修时
间来更换密封圈．维修成本无形中增加了不少，所以
需要一种更换简单、快捷的密封圈。
３新型密封圈的设计和应用
结合煤气管道盲板阀上面的密封圈形式．设计
了一种适合三通阀工况条件的密封形式。具体如图
４、图５、图６所示。
ｒ——一一…一１ —～一———１
图５新型密封圈的钢结构压条示意图
图６新型密封圈的配合示意图
１年，加热炉检修３次，在进行检查过程中，密封圈
无磨损和烧损现象．同时对更换密封条进行检查和
实验，拆卸密封条仅５ ｍｉｎ左右，安装１０ ｍｉｎ，大大
地节约了时间和成本。
４使用情况 ５结语
三通阀的新密封圈压条采用不锈钢材质．它和
三通阀底板采用不锈钢内六角连接形式．密封圈采
用的是航空专用高温氟橡胶，耐高温４００℃左右。密
封圈压板在一次安装到位后可以不再更换。
在实际现场应用中．新型三通阀密封形式应用
三通换向阀的密封结构受高温烟气及煤气中的
酸性介质的腐蚀，容易使三通阀钢结构生锈、变形。
本文针对生产中常见问题对症下药．从根本上解决
了常规三通阀内密封胶圈拆装不方便的问题。为三
通阀的检修节省了工时，降低了维修成本。