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所在地區(qū):江蘇無錫市

聯(lián)系人:王先生

技術文章

燃氣窯的溫度控制與**保護

閱讀:9發(fā)布時間:2025-3-10

摘  要: 燃氣彩偏窯是以氣體燃料作為能源,通過對燃燒過程的自動控制,達到溫度**控制,滿足彩偏磁芯燒結工藝要求。同時,對燃燒過程中的熄火、燃燒氣體和助燃空氣壓力超過正常范圍、排煙不暢等進行有效控制,保證**生產(chǎn)。
關鍵詞: 燃燒; 天然氣; 窯; 控制; 溫度; **保護

隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,市場對顯示器的需求量快速增長,相應對彩偏磁芯的需求量也隨之增加。市場需求量的增加,生產(chǎn)廠商急劇擴大產(chǎn)量,使市場競爭更加激烈,彩偏磁芯價格下降,生產(chǎn)廠家急需降低生產(chǎn)成本。能使用廉價的能源取代電加熱進行彩偏磁芯的燒結,為生產(chǎn)廠家降低生產(chǎn)成本提供了保證,而我國西氣東送為此提供前提條件,為此我們開發(fā)出了用于彩偏磁芯燒結的燃氣窯,滿足市場的需要,為生產(chǎn)廠家降低能源消耗成本。
  燃氣彩偏窯燃燒過程的溫度控制、**保護是一個比較復雜的過程。必須依靠的控制技術,根據(jù)燃氣彩偏窯的結構特點和生產(chǎn)工藝要求,自動、準確、連續(xù)的對各種熱工參數(shù)進行檢測、監(jiān)視、記錄,并按照工藝要求進行自動調節(jié),從而滿足彩偏磁芯對燒結的要求。

1 燃燒系統(tǒng)的組成

  設計燃氣窯的用氣量時,一般有兩種方法:計算法和經(jīng)驗法。前一種是從熱平衡的關系中求得窯爐的用氣量;而后一種方法是參照同類窯爐的數(shù)據(jù),選用所設計窯爐的燃氣用量。燃氣彩偏窯的燃氣用量設計中我們選用后一種方法。與同等規(guī)模的電加熱窯爐相比較,某燃氣彩偏窯的保溫功率為380kW,電窯其熱效率是燃氣窯的1.4倍以上,
  
其中P:電窯的有功功率(kW);
  T:時間(s);
  K1:與電窯相比的熱效率比值;
  K2:燃氣的燃燒值;
   λ:1卡=4.18(J);
  B:每小時耗氣量
  可見該燃氣彩偏窯每小時的耗氣量約為56 ㎡/h。
  全窯設計多組燒嘴,采用明焰加熱,小流量多燒嘴,窯腔上下、對側交錯排列。
  根據(jù)窯爐加熱區(qū)功率分配表設計燃燒系統(tǒng)原理圖。外部提供的天燃氣受各種因素影響,壓力會發(fā)生波動,而且提供的天燃氣壓力要高于燒嘴正常燃燒所需壓力,所以在天燃氣總管上,設置穩(wěn)壓降壓裝置,使燃氣壓力達到使用要求。原理如圖1所示。

  圖中手動球閥1主要用于停窯時切斷天燃氣。天燃氣經(jīng)過1后進入2(減壓閥)進行**級降壓,對壓力進行粗調。3為過濾器,4為燃氣流量計,用它對天燃氣的流量進行監(jiān)測, 5和9是壓力開關,當**壓力低于設定值時,壓力開關5將信號傳送給主控單元,關閉系統(tǒng)電磁閥,切斷天然氣;當二級壓力高于設定值時,壓力開關9將信號傳送給主控單元,關閉系統(tǒng)電磁閥,切斷天然氣。6和10為壓力表,用于對**壓力和二級壓力的監(jiān)測。7為電磁閥,設置雙重電磁閥的目的是為了增加燃氣自動**系數(shù),8為穩(wěn)壓閥。
  天燃氣經(jīng)降壓穩(wěn)壓后共分為多個支路,給多個控溫點提供穩(wěn)定的氣源。每一個控溫點由如下器件組成,原理如圖2所示。

  圖中:11為手動球閥,當出現(xiàn)故障需要維修時,手動球閥11切斷該支路的燃氣,12為穩(wěn)壓閥,13為燃氣電磁閥,受燃燒控制器控制,點火和正常工作時,燃氣電磁閥13打開,出現(xiàn)燒嘴熄火時,關斷天燃氣;14為流量計,方便用戶測試燒嘴燃氣流量。15為空-燃比例閥,自動調節(jié)助燃空氣和天燃氣比例,使燃燒達到*佳狀態(tài),也可以通過空-燃比例閥15調節(jié)窯內(氧化或還原)氣氛,16為燒嘴,彩偏窯的所有燒嘴都是等溫燒嘴,等溫燒嘴的*大特點是結構簡單,工作穩(wěn)定可靠,滿足彩偏磁芯燒結的工藝要求。17為電動執(zhí)行機構,它是由侍服電機和空氣蝶閥組成,控制助燃空氣的大小。18空氣手動球閥,對助燃空氣進行切斷。

3 溫度與燃燒控制
  全窯分為14個溫區(qū),25個控溫點。每一個控溫點由溫度控制儀、電動執(zhí)行器、燃氣電磁閥、空燃比例閥、燃燒控制器、點火變壓器、燒嘴、熱電偶等共同組成一個完善PID閉環(huán)控制系統(tǒng)。見圖3。

  選用多功能的智能溫度控制儀來實現(xiàn)對各點的溫度控制。熱電偶測量溫度的毫伏信號送入溫度控制儀,經(jīng)過濾波、放大、A/D轉換,然后與給定的值比較,得到一個偏差值后,按照預先設置PID算法進行運算,運算結果經(jīng)D/A轉換,放大轉化為4~20 mA標準的控制信號,并將此信號傳送給電動執(zhí)行器;電動執(zhí)行器根據(jù)信號大小控制空氣蝶閥的開度,即助燃空氣的大小;助燃空氣的大小通過氣路傳遞給空-燃比例閥;空-燃比例閥自動調節(jié)燃氣量,使天燃氣和空氣達到*佳空燃比,電動執(zhí)行器和空-燃比例閥共同控制火焰大小來達到控制溫度的目的。
  每一個控溫點為一獨立控制小單元。溫度控制原理圖見附1。
  點火是溫度控制的起點,合上點火開關,燃燒控制器自動啟動點火變壓器點火,同時打開燃氣電磁閥,如果連續(xù)三次未點燃火,燃氣控制器將自動關閉燃氣電磁閥,并給出一個報警信號。
  自動控制窯溫和燃燒的過程中,空-燃比的控制是*重要的。空-燃比由空-燃比例調節(jié)閥控制。空氣過剩系數(shù)的大小,直接影響天燃氣燃燒的狀況及廢氣排放量。空氣過剩系數(shù)過小時,天燃氣不能燃燒,因而天燃氣消耗量增大;空氣過剩系數(shù)過大時,煙氣量增多,帶走的熱量也就增加,結果天燃氣消耗量也增大;窯內氣氛可以通過空-燃比例調節(jié)閥控制,空氣適當過剩時為氧化氣氛,天燃氣適當過剩時為還原氣氛,空氣和天燃氣正好燃燒時為中性氣氛。在彩偏窯中,根據(jù)燒結工藝要求為氧化氣氛,因此空氣應適當過剩,其空氣過剩系數(shù)為1.1~1.2之間。

4 **保護措施
  燃氣彩偏窯能否**運行是設計的一個重點。助燃空氣供應不足、熄火后沒有及時關閉天燃氣,造成天燃氣在窯內混合聚集;燃燒廢氣排放不暢等情況都會造成**事故,所以燃氣彩偏窯的**防護成了設計的一重點。為此采取了火焰檢測、天燃氣高低壓報警,排煙風機故障報警等**保護措施。
  根據(jù)**控制要求,設計了嚴格的操作順序,由現(xiàn)場PLC機控制,只有在操作順序無誤,且排煙系統(tǒng)工作正常,天燃氣壓力、助燃風壓力正常的情況下,燃燒系統(tǒng)才能正常啟動工作。否則燃燒系統(tǒng)處于關閉狀態(tài)。其操作順序如下:啟動排煙風機,并且工作正常→啟動助燃風機,并且工作正常→檢測天燃氣、助燃空氣壓力在正常范圍→打開手動球閥→合上電源開關,給溫度控制儀、燃燒控制器、電動執(zhí)行器提供電源→合上點火開關。如果點火不成功,查明原因后,重復上述動作。
  火焰監(jiān)測報警,當連續(xù)三次點火失敗或燃燒的過程中熄火時,都能自動切斷天燃氣。火焰監(jiān)測的方式有:熱膨脹式、熱電偶式、火焰棒式、光電管式、熱敏電阻式。在本**控制系統(tǒng)中選用火焰棒式的監(jiān)測方式。這種裝置是利用火焰導電作用的一種裝置,所謂的火焰棒就是一根耐熱性好的金屬電極。由于火焰有導電整流作用,當在火焰棒上加交流電壓時,能夠產(chǎn)生一個約為毫安級的直流電流從火焰棒流向燃燒器,將此電流引出作為天燃氣正常燃燒的信號;如果火焰熄滅,此信號消失,燃燒控制器自動關斷天然氣。
  排煙機出現(xiàn)故障,天燃氣、助燃空氣壓力偏高或偏低時,會影響整個燃燒系統(tǒng)的正常工作,危及人身**,**防護系統(tǒng)自動切斷總氣源,并產(chǎn)生聲光報警。
  此外,為了滿足彩偏磁芯的生產(chǎn)工藝要求,設置了超溫二次報警、斷偶報警等與工藝有關的保護措施。當溫度接近工藝允許的*高溫度時,產(chǎn)生超溫二次報警,自動關閉天燃氣,并聲光提示。

5 結束語
  燃氣彩偏窯經(jīng)過大家共同努力,2003年3月通過驗收合格,并交付使用。所有的技術指標都達到電窯技術指標,部分超過電窯技術指標;如溫度穩(wěn)定度為±3℃;溫度均勻度為±3℃。
燃氣彩偏窯與電窯相比,為生產(chǎn)廠家節(jié)省了生產(chǎn)過程中的能耗成本40%左右,為廠家降低產(chǎn)品價格,擴大市場占有量,提供前提條件;同時天燃氣又是一種清潔能源,滿足了綠色環(huán)保生產(chǎn)的要求。


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