换向控制系统在高效蓄热式加热炉中的应用.pdf

换向控制系统在高效蓄热式加热炉中的应用游长青( 临钢中板厂电运车间临汾0 4 1 0 0 0 )捕要本文介绍了蓄热式加热炉的蓄热系统，换向系统的工作原理，换向系统功能，生产工艺流程，及S 7 —3 0 0 P L C 控制系统等关键词换向阀设备可编程控制器蓄热式燃烧技术引言蓄热式燃烧技术是一种全新的节能环保燃烧技术，而换向控制是蓄热式燃烧技术最关键的部分，不仅关系到节能效果，还关系到换向阀和蓄热体的使用寿命中板四辊改造工程中的l 号加热炉就是采用这种燃烧技术的，它具有极限利用烟气余热和极大降低N O x 排放的优点它通过两个蓄热烧嘴交替换向工作于进气和排气系统，将炉子烟气中的预热交换给蓄热体，烟气中热量回收率可达烟气总热量的7 0 ％～8 0 ％，提高了能源利用率由于燃料量减少，所以，排人大气的N O x ，a 遵较用其它燃烧方式减少3 0 ％左右，有利于环保1 蓄热式燃烧技术换向原理如图1 所示，工作状态为A 时，也就是换向阀阀板在A 位置时．燃烧气体从进气管道进入通过炉子东侧蓄热体进入炉子内燃烧同时炉内燃烧废气通过炉子西侧蓄热体从排烟管道排出，在通过烟囱排放到大气中当工作状态为B 时，也就是抉向阀阀板在B 位置时，燃烧气体从进气管道进入通过炉子西侧蓄热体进入炉子内燃烧。

同时炉内燃烧废气通过炉子东侧蓄热体从排烟管道排出，在通过烟囱排放到大气中图l 换向设备示意炉子共设有1 4 个空气蓄热室和1 4 个煤气蓄热室，预热段和加热1 段，加热2 段各采用4 个空气蓄热室和4 个煤气蓄热室，均热段采用2 个空气蓄热室和2 个煤气蓄热室蓄热室布置在炉侧墙下部蓄热室内8 2 2 ——部填充特种陶瓷质球状蓄热体由于其具有高达2 5 0 m 2 ／i n 3 的比表面积，故传热快蓄热，放热效率高烟气排放通过蓄热体时将热量储存在其中，然后以低于1 5 0 的低温烟气派出，当燃烧气体通过这侧蓄热体进入妒子内燃烧时，被迅速加热，在极短的时间内就接近炉膛纬度，一般为炉膛温度的8 0 ％～9 0 ％通过程序控制抉向阀自动换向，当燃烧气体从炉子西侧进入炉子燃烧时，烟气从东侧排出，如此循环，两侧蓄热体自动进行蓄热与放热状态的切换，从而达到节能和环保的目的2 系统结构及软件配置控制系统采用S i e m e n s 的S 7 —3 0 0 系列P L C ，上位机采用研华原装工控机I P C 一6 1 0 ，软平台为W i n —d o w s 2 0 0 0 根据控制任务的需要，S 7 —3 0 0 使用C P U 3 1 5 —2 D P 处理器。

采用S t e p 7 软件进行开发，实现控制系统的各种功能采用W i n C C 组态软件建立人机界面进行加热炉的热工参数监测及运行控制P L c 控制柜和操作台琦安装在2 号操作台该系统的硬件配置见图2 3 人机画面构成匿2 系统硬件配置系统通过M P I 多点通信接口实现主站S 7 —3 0 0 P L C 和上位机之间的数据通信采用图形化的模拟人机接口界面，直观且操作简单人机画面显示全部现场设备状态和工艺参数，并在画面内集成了全部设备的操作，包括风机的起停控制，空煤流量词节闵的操作和换向系统的控制，及加热炉各段压力流量显示等～且了然加热炉各种实时数据和现场设备状态画面主要组成有：1 开炉允许画面，2 系统总貌画面，3 报警总貌画面．4 参数设定画面，5 分段显示画面6 控制回路画面，7 实时趋势画面，8 历史记录画面良好的人机界面，方便了监控与操作4 换向控制功能的实现换肉控制系统是蓄热式控制系统最重要的组成部分，根据蓄热式原理和蓄热式烧嘴的结构，自动换向控制采用定时换向，手动换向，超温强制换向三种方式可供选择当废气排放温度正常时采用定时换向控制定时挟向周期一般在1 2 0 S 一1 6 0 S 。

换向时问根据现场运行情况可在画面上直接设定．当废气排放温度超过1 8 0 度排烟温度设定值，则程序转入超温强制换向这样可以保证超高的烟温对换向设备不产生损坏换向后，原来排废烟的管道改成进气管道，超高的温度回逐渐降下来，如此换向循环即回收利用了废烟温度，又节省了～定的能源 下转第8 3 4 页)余热温度降低影响燃料消耗针对这一情况．一开始我们采用提高保温层的密度，表面固化处理以提高机制板抗风蚀能力，但效果不是很好经过多次论证后决定采用轻质保温浇注料烧成预制块替代内层保温机制板而外层依旧采用原来的机制板由于预制块较大而且比较薄，容易造成破损，所以材料上使用莫来石浇注料加漂珠制作莫来石浇注料强度好，耐高温，同时也具有良好的抗氧化铁皮侵蚀能力；漂珠是一种氧化铝空心球，既有较高的强度、体轻，又有良好的保温性能预制块体积密度控制在1 ．3 ～1 ．4 9 ／c r a 3 ，厚度7 0 m m ，较原保温层厚2 0 m m ．这样既可保证预制块的强度和耐火度，同时也保证了预制块的保温性能4 加热炉改进后的实际效果改进后的蓄热式加热炉运行稳定可靠，故障率低，解决了困扰加热炉正常运行的诸多问题，加热炉内燃料燃烧完全，炉子热效率明显提高。

加热钢坯温度均匀，燃料消耗较以往有较大的降低经过生产实践证明，改进后，加热炉的检修量减少2 ／3 ，由此节约大量的燃料和耐火材料，经济效益良好5 结论对中型轧钢厂加热炉存在的问题所进行的技术改进应该是一个很成功的技术进步典范蓄热式加热炉近几年发展很快，但技术还不是很完善，应在加热炉使用过程中及时发现问题并提高解决问题的能力，不断的总结经验，以便今后设计时对这些问题加以控制和规避 上接第8 2 3 页)在加热炉生产过程中，为了保证安全生产，防止意外事故，控制系统设计了必要的联锁逻辑控制在系统运行过程中，如果出现换向阀不到位，相应煤气段快切阀关闭，防止煤气与排出的烟温混合发生危险，监控画面上在相应的换向阀上显示相应的故障信息，操作人员可及时找到故障阀，并采取相应的处理措施5 结论设备的电气联锁确保了控制的安全性，有效防止各种不当操作或突发意外而产生安全事故保证控制系统的安全可靠换向控制系统在中板四辊高效蓄热式加热炉中的应用大大提高了自动化程度，节能效果好，有利于环保根据现场使用情况看，控制简单灵活，自动化程度高，大大降低了工人劳动强度参考文献：1 ‘全分散换向技术在蓄热式加热炉上的应用》张朝红，桂万根，李东，等2 0 0 3 年，冶金自动化出版2 < 可编程控制器原理及应用》孙平主编，2 0 0 2 年，高等教育出版．。