自动点火平焰烧嘴在环形加热炉上应用
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摘 要：本文介绍了我公司总承包扬州诚德钢管有限公司环形加热炉的自动点火烧嘴的应用，对今后类似工程具有非常重要的借鉴意义。
Application of automatic ignition burners for rotary hearth furnace
Xie Jinfeng
Industrial Furnace Department of BERIS E.R.CORP of MCC. Qingdao 266555shangdong
Abstract: This paper introduces the application of automatic ignition burners for the rotary hearth furnace in Yangzhou Chengde steel CO.LTD which undertook by our company.It provides us an important reference for the similar project in the future.
Key words: rotary hearth furnace；utomatic ignition burners
中图分类号： TQ054 文献标识码： A
1 概述
扬州诚德钢管有限公司新建热轧穿孔生产线，主要生产品种有高合金钢和不锈钢无缝钢管。生产线设置1座中径18m环形加热炉用于加热料坯，本加热炉于2012年12月成功投产。环形加热炉主要参数如下：
料坯直径：280～700mm
料坯长度：2000～4500mm
环形加热炉中径：350000mm
炉膛内宽：5250mm
燃料及热值：天然气,热值: 8500Kcal/Nm3
燃烧方式：双交叉限幅燃烧连续控制系统
2 环形加热炉设计
为保证加热钢坯温度均匀性，环形炉均热段采用平焰烧嘴，平焰烧嘴位于加热炉炉顶，正常生产时，炉顶温度较高且操作不方便。本次加热炉均热段采用自动点火平焰烧嘴，其余各段仍采用常规手动调焰烧嘴。炉顶自动点火平焰烧嘴顾名思义即在操作室和现场均能实现控制每个烧嘴点火和熄火功能，从而使操作更为简洁方便，大大提高效率。自动点火烧嘴的原理是每个烧嘴设有点火电极和烧嘴前煤气管道上快切阀连锁（如点火电极检测不到火焰，快切阀自动关闭，再重新点火，自动打开快切阀），再将信号通过烧嘴控制器传递到计算机上，从而实现远程控制功能。
2.1燃烧系统
环形加热炉燃烧系统主要由以下几个部分组成：
・燃烧设备
・空气供给系统
・天然气供给系统
・排烟系统
2.1.1供热能力分配和烧嘴型式
・供热能力分配
环形炉采用四段供热、五段炉温制度。即不供热的余热回收段、预热段、加热I段II段和均热段。以环形加热炉的装料炉门和出料炉门为两个端点，在有效炉长上设有4个供热段，4段炉温自动控制。
各段的划分是从装料炉门算起，依次为余热回收段、预热段、加热段II、加热段I、均热段。共1个不供热段和4个供热段，共计5段。
烧咀的供热能力是通过热工计算确定的，在确定各段烧咀的供热能力时考虑了一定的富余能力，便于各段炉温制度的调节。
环形炉供热能力分配及烧咀配置
• 天然气调焰烧嘴
环形炉预热段和加热段均采用常规手动天然气调焰烧嘴供热。天然气调焰烧嘴的火焰是可调的，火焰长度的调节是靠改变径向和轴向空气流量的分配比例来实现的，在任何燃料投入的情况下沿料坯长度方向的供热量可保持不变，当需改变火焰长度时，只需手动调节烧嘴本体上的空气流量分配阀即可。
天然气调焰烧嘴性能如下：
•天然气自动点火平焰烧嘴
按照常规绝大部分环形炉均热段采用的是手动平焰来进行加热，缺点是由于平焰烧嘴位于炉顶，操作上比较困难。本次均热段采用自动点火天然气平焰烧嘴供热。天然气平焰烧嘴具有燃烧效率高，加热速度快，炉温均匀，易于维持炉顶微正压和防止冷风吸入，加热质量好，有利于炉压自控等特点。
天然气自动点火平焰烧嘴性能如下：
2.1.2 空气、天然气供给系统
炉子的供风系统采用2台（1用1备）节能型风机，在风机吸风口设置有消声器，在吸风口还设有自动调节风门，以调节空气流量和压力。
・空气管道
由燃烧风机供给的冷空气经冷风总管进入空气换热器，从换热器出来的500℃热空气经热风总管分配到各段支管，然后送至各段烧嘴。
热风管道各段支管上安装有流量孔板和自动调节阀，预热和加热段烧嘴前的管道上设有高温手动蝶阀，用以调节烧嘴能力大小；均热段烧嘴前和预热及加热段烧嘴前一样设有高温手动蝶阀。
・天然气管道
由工厂管网提供低发热热值为8500x4.18KJ/Nm3天然气作为本车间加热炉的燃料。
为确保燃烧系统安全性，天然气总管接口处设置1道稳压阀、2道手动切断阀、1道快速自动切断阀。天然气由总管分配到各段支管，各段支管上设有流量孔板和自动调节阀以及必要的压力检测装置，预热和加热段烧嘴前管道上设有手动球阀和手动调节蝶阀；均热段烧嘴前设有自动切断球阀和手动调节蝶阀。
在天然气总管的接口处设置快速切断阀的目的是，在空气、天然气压力过低或风机电源故障以及违规操作等事故情况下快速切断天然气供应，保证炉子的安全生产。
・吹扫和放散系统
加热炉在开炉、停炉以及天然气切断后吹扫天然气管道，主要是为确保生产操作安全，用氮气来置换天然气管道内残留的天然气，防止发生天然气爆炸事故。
2.1.3 排烟系统
环形加热炉产生的烟气从靠近装料段内（或外）环侧墙的排烟口引出，进入车间地下烟管，经空气换热器、烟道闸板最后进入烟囱排入大气中。
排烟系统包括：空气换热器、稀释风机、烟阀、排烟风机和烟囱。
2.2操作说明
环形加热炉点火时，先点均热段，再按顺序点加热段和预热段。
均热段点火时先将段管上空气、天然气的自动调节阀调好开度(根据实际经验自动调节阀开度小于30%容易自动点火)，再打开烧嘴前的空气、天然气手动阀门，在确保空气、天然气均通畅的情况下，在操作室电脑上按顺序点燃每个平焰烧嘴即可。
加热段和预热段点火方式有2种，一种是待均热段炉温升至800℃后，现场手动打开距离均热段最近的烧嘴前手动阀门，空气、天然气喷入炉内后烧嘴自动点着；另一种方法是现场利用手动点火枪通过烧嘴点火孔点着烧嘴。
3.总结
均热段采用自动点火平焰烧嘴需注意以下几点：
a.自动点火烧嘴安装好后，点火调试时需总结好阀门开度(一般＜30%)的大概位置，开度越大，点火越困难。
b.烧嘴安装时保证点火电极安装到位，生产过程中需定期检查电极情况，否则无法点火。
通过现场实践证明，均热段应用自动点火平焰烧嘴操作简单，能大大提高效率；同时通过本项目也为以后加热炉炉顶自动点火平焰烧嘴的应用积累了宝贵经验。
自动点火平焰烧嘴图如下：
参考文献
[1]《钢铁厂工业炉设计参考资料》编写组。钢铁厂工业炉设计参考资料。北京：冶金工业出版社，1986。
[2]王秉铨。工业炉设计手册第2版。北京：机械工业出版社，1996。
作者简介：解金锋（1983-），男，2004年毕业于北京科技大学，现从事工业炉设计工作。