台车式燃气加热炉技术方案

6x2.5x2.5 台车式燃气加热炉技术方案一 概述本台车式燃气加热炉的技术设计本着自动化，轻型化，节能化的方向 进行设计，具体方案为：全纤维炉衬，全密封炉体，轮式自行走台车，各 介质压力自控、炉压自控、燃烧自控。具有故障检测及位置报警柜面显示 设置PLC+智能温控仪表+手控三级控温方式；配置自动/手动两套可切换操 作系统。能耗低，稳定性高。主管路设有气体流量计，气体过滤器，调压稳压阀，并设有天然气总 管快速切断装置及安全放散设施等，综合考虑单炉燃气计量及安全保护等 设施。设置换热器以增加空气的预热温度及提高余热利用率，设置炉压自控 设施以保证炉温均匀性及炉子工作寿命，对于台车式加热炉，炉压控制是 相对重要的一个环节，炉压高时炉气会冲出炉体的各密封间隙形成气流冲 刷，高温气流对炉体周围环境和控制器件也会造成影响及破坏。而炉压低 时冷空气从密封间隙吸入，除增加工件的氧化外还会使炉内高温被负压迅 速抽出造成燃料浪费。为此，在炉膛内安装炉压测量装置，在烟管上安装 电动调节烟气闸板及喷流引射装置，使炉压保持在微正压状态.燃烧控制为四区控制，控制方式为调幅脉宽时序脉冲控制，以保证炉 温均匀性。炉子用途为锻前加热，工作温度：1250C，控温精度：1C。炉门 采用电动升降式，密封为楔铁滑道自重压紧密封。台车采用双层车架，耐 热铸铁护板，链条传动轮式自行走结构 。炉体为型钢框架及钢板炉壳焊接 页脚内容1结构，炉墙底部炉衬为耐火浇注料，炉墙及炉顶为纤维炉衬。炉子各缝隙的密封为双重密封，第一重：台车与炉墙之间为迷宫式配 合缝，形成摭档式密封；第二道压紧式密封：侧密封为气缸驱动升降式软 密封 ，尾部密封为机械式弹簧压紧软密封。炉子的排烟方式暂按尾部上排烟设计。二.主要工艺参数2.1 工作区尺寸：6000X2500X2500mm (LXWXH)。2. 2 温度均匀性：1250CW 15C；2. 3控温精度：土 1C2.4 最高炉温： 1300C2.5满载升温速度：200C/ h2.6 炉底承载能力： 60t。三. 主要技术参数3.1炉膛内尺寸：6696x3196x2500mm (长x宽x高)3.2燃料种类及热值：天然气(热值33.24MJ/Nm3，压力4-6kpa)3.3 燃气消耗量 ： 480Nm3/h3.4空气消耗量 ：(4320+1000) Nm3/h3.5总电力需求：35KW3.6 台车传动形式：车轮式自行走机构；3.7 炉门开关形式：升降式炉门，采用电动葫芦升降3.8 炉门密封方式：利用炉门自重自动压紧方式3.9 排烟方式：上排烟3.10 空气预热形式：采用复合式金属预热器预热3.11烧嘴形式：Krom BIO型高速烧嘴(底燃式)3.12烧嘴数量及功率：8每只烧嘴功率为630KW3.13炉墙表面温升：侧墙W40C ；炉顶W50C3.14控制模式：脉冲燃烧控制3.15助燃风温度：$200C3.16炉膛气氛：微氧化四. 设备组成及功能：本设备主要由炉体钢结构、炉衬、台车及行走、炉门及升降、密封、燃烧、排烟及控制系统等部分组成。4.1 炉体钢结构：4.1.1 根据炉衬及其相关设施的要求，采用钢板及型钢焊接而成，并严格 控制焊接变形，保证炉子的刚度和强度。4.1.2炉墙钢板厚度26mm4.1.3 炉门框采用耐热铸铁件。4.2 炉衬4.2.1 纤维炉衬采用山东鲁阳含锆及多晶陶纤维复合折叠模块锚固(LYGX-589 1400C)。4.2.2 炉墙及炉顶采用全纤维结构，保证其隔热性能好，抗冲刷能力强。纤维厚度为320mm,炉膛直接接触的为240mm厚锆铝纤维组块,内侧平铺 80mm 厚的多晶硅酸铝耐火纤维。4.2.3 台车面采用低水泥浇注料保温隔热砖陶瓷纤维毡组成的复合结构。台车面浇注料与炉墙形成第一道迷宫式密封。第二道活动侧密封采用气动压紧陶瓷纤维毯柔性体。后密封采用弹簧压紧纤维密封块。4.2.4 台车面低水泥浇注料预留收缩缝保证其台车的强度足够支撑工件。4.3 台车及行走台车采用车轮式自行走机构。4.3.1台车行走速度V10m/min,由电动机和减速机等部件组成驱动机构，采用自动收放电缆供电。4.3.2 台车尾部远离热源处设置限位开关，同时在轨道上焊接机械限位挡块。以确保设备安全。4.3.3 台车动作可靠，控制自如，使用寿命长。4.4炉门及升降4.4.1 炉门开关形式：电动上启式（提升开启）,由多功能电动葫芦驱动，提升能力3T、炉门行程2.6m、升降速度10m/mino4.4.2炉门采用钢板焊接件，四周外框为耐热不锈钢板（1Gr18Ni9Ti,上16mm）o内衬用山东鲁阳含锆陶纤维及多晶纤维复合折叠模块锚固（LYGX-589 1400C）。4.4.3 钢结构件焊接成框架，保证长期高温条件下使用不变形或变形量 小。4.4.4 炉门通过自重压紧，斜契压紧装置和滑道安装在炉架前支柱上，使炉门与炉体间密封良好。4.4.5 炉门隔热采用复合纤维结构。4.4.6 炉门口内侧采取防冲撞设计，防止意外冲撞引起损坏。4.4.7 炉门外侧设置两个防爆口。4.5 密封：4.5.1 炉门与台车密封采用纤维柔性密封。4.5.2 台车密封：本炉各部密封均采用柔性密封块形式，具有密封性好， 便于维护调整等特点。台车与炉体间侧隙采用迷宫缝加气动压紧 （或电动推杆压紧 ）柔性密封装 置，其机构形式为杠杆式，当台车进炉后,装有耐火纤维的柔性密封块在 气缸（电动推杆）的作用下压紧炉体和台车的耐热铸铁护板上的密封刀口, 从而封住两护板间的缝隙, 防止高温炉气的外溢。炉体两侧及炉尾共安装 4个125气缸，连接杠杆作用的压杆，压杆抬起密封槽（密封槽为n形），可 使密封槽内的耐火纤维与密封刀压紧,从而封住炉气。4.5.3.如果密封槽为TI”型，则台车后密封通过弹簧自动压紧密封。台车拉 进时，台车后部将接触与弹簧连接的密封块，弹簧被压缩，靠弹簧的反 作用力使台车密封。4.5.4 后密封装置处于侧密封装置密封面上，可通过侧密封装置将炉后两 角处间隙密封住，使得密封效果更好。4.5.5 炉前端台车与炉口两侧的竖缝隙，通过焊接在台车两侧的堵头内的 耐火纤维压紧密封。4.6 燃烧系统：4.6.1 排烟方式：尾部上排烟，在炉后墙适当高度处设一孔排烟口，通过支 烟管和换热器相连，经换热器后进入烟。4.6.2 空气预热器选用复合式金属热交换器。4.6.3 在换热器上方设有引射排烟装置，可以通过调节引射风的大小调节 炉压,同时烟囟上装有电动蝶阀,可以自动通过开度来调节炉压.4.6.4烟气排放符合GB9078-88 级标准。风机噪声符合GBJ87-85标准。4.6.5 助燃风机选用国产知名名牌的高压离心风机，品质精良，质量可靠。 助燃风总管设有压力开关，测量助燃风压,经压力变器送至 SR93 智能仪 表,与设定风压比较后通过 PID 运算,给变频器信号控制风机转速来调风 压。空气经预热器预热后进入烧嘴助燃。热风管用陶瓷纤维毯保温隔热 镀锌铁皮锚固保护，保证表面温度小于40C。4.6.6 在炉前空气管路的末端安装防爆装置。从而提高了炉子的安全使用 性。4.6.7 本炉设计采用8 个高速烧嘴，均匀交错布置于炉子台车面上部（炉膛 底部两侧），保证供热均匀。4.6.8 台车面上放置料架 ,其高度大于火焰直径的两倍,确保火焰不直接喷 射到加热工件上。同时，采用大小火控制方式，保证炉温均匀性，可实 现炉温的精确控制，在进入保温段后期烧嘴自动调整燃烧状态，可实现 保温控制。4.6.9 烧嘴配备自动点火装置, 包括烧嘴控制器、点火变压器等设备可实 现自动点火和火焰监测功能。为保证供热均匀性，各烧嘴的排布上交错 均匀排布，有效避免升温时造成因个别烧嘴的强供热所造成工件局部表 面温度过热的现象。4.6.10 烧嘴选用德国 KROM 高速烧嘴，空燃气是在烧嘴内完成混合和燃 烧的，燃烧产生的高温烟气通过烧嘴的喷口高速喷出，速度可达 70m/s 以上。高速流动的炉气引射周围的气体，使炉内的气体循环量大为增加， 对炉内气体的搅拌作用十分强烈，使炉内的温差缩小，炉温分布均匀， 并且由于炉气和工件间相对速度增加，使换热速度提高，燃耗降低。4.6.11 燃气主管道系统按燃气安全技术标准配置，设有手动球阀、过滤 器、切断阀、主管电磁阀,气体流量计、压力表,放散系统等装置，实现过 滤、高压切断、低压切断、燃气计量、安全连锁等功能，保证安全生产。 炉前燃气管路分布于炉体两侧烧嘴上方。每个烧嘴嘴前燃气支管配备手 动燃气球阀、燃气切断阀及比例阀。每个烧嘴前空气支管配备脉冲控制 空气蝶阀和手动蝶阀。4.7 自控系统4.7. 1燃烧设备炉体两侧配备 8台高速烧嘴进行供热，烧嘴配备自动点火装置。为保 证供热均匀性，各烧嘴的排布上应交错均匀排布，有效避免升温时造成 因个别烧嘴的强供热所造成工件局部表面温度过热的现象，保证工件表 面加热质量。4.7. 2燃烧控制将台车炉炉沿纵向均分为4 个控制段，每段2只烧嘴。每段温度控制采用由PLC脉冲控制的脉冲式燃烧方式，采用先进的脉 宽调制的方法，温度输入控制信号为已经过PID计算的信号，在PLC程 序中按输入百分比表示（0%100%）， PLC 输出脉冲控制信号，此信号按 预先设定的控制周期由输出的线性百分比信号分配了大、小火各自的燃 烧时间， PLC 通过直接控制空气阀的开度及持续时间来实现大小火在执 行完所分配的时间后切换，从而实现灵活的脉冲控制。当在快速升温阶 段，如果实测温度赶不上设定温度曲线，则一个控制周期接一个控制周 期都分配了 100%的大火时间，这样便接近实现了连续燃烧，只有在设定 温度附近才开始真正意义上的脉冲燃烧。这种燃烧方式的优点是可较好 的控制炉膛内温度的均匀性，通过强烈搅拌炉气的循环保证温度场的分 布均匀，经分段后炉内各点温度可保证升温速率的一致。4.7. 3 脉冲控制原理介绍:4.7.3.1 脉冲控制方式是目前国际最先进的车底式炉的控制方式。在脉冲 燃烧控制系统中，烧嘴只工作在开/关（或大火/小火）两种状态下，用户 可根据对烧嘴的功率、混合比，喷出速度等要求将烧嘴一次性调到最佳 状态，这样每次启动烧嘴时，烧嘴都处于最佳工作状态，对于提高燃烧 效率和降低排放物污染水平都具有明显效果。通过多个烧嘴配合工作产 生的热气流可在炉内产生分布均匀的温度场，提高被处理工件的加热质 量和和温度均匀性。这种先进的控制模式在冶金和机械热处理行业都有 着广泛的应用。4.7.3.2 点火时序：烧嘴点火分为自动和手动两种方式。在手动情况下， 操作工可以在现场通过烧嘴控制器上的点火按钮给出点火指令，烧嘴控 制器得到点火指令后，点火变压器得电放出点火电弧，同时燃气电磁阀 打开将燃气送入烧嘴，点火时间根据不同的烧嘴控制器有所区别，一般 点火时间持续在 5 秒钟左右。在点火期间，如果烧嘴点火成功，点火变 压器自动断电，燃气电磁阀保持打开，同时在烧嘴控制器和控制柜上有 烧嘴运行（燃烧）指示；如果烧嘴没有点燃，烧嘴控制器会自动切断燃 气电磁阀，点火变压器断电，同时在烧嘴控制器和控制柜上会有报警指 示，提醒操作工判断并排除故障后，重新点火。在自动情况下，点火指 令由在 PLC 中运行的程序给出，点火时序与手动情况下一致，运行及报 警指示相同。4.7. 4 天然气压力流量显示设有天然气压力流量显示。4.7.5 安全连锁在天然气总管上设有燃气压力低限和高限压力开关，在助燃风机出口 处安装一只低限压力开关，该信号作为烧嘴启动的连锁条件。 炉门升降与台车进出连锁，只有炉门升起时，台车才可以进出。 侧密封与台车进出连锁，只有侧密封打开时，台车才可以进出。4.7.6 控制系统主要配置如下： 、烧嘴控制器和脉冲执行器可选用北京兴达奇或德国KROM产品。 、主控仪表为日本岛电的FP93可编程温控器、跟随仪表为岛电的MR13 三回路温控仪。炉压控制器为 SR93。 、霍科德的燃气、空气压力开关。 、山西阳泉的YE-100型膜盒压力表。 、西安仪表厂的双层瓷管活动法兰热电偶WRP2-331.S. (0-1400C),L=750mm。 、川仪的中长图多通道记录仪.S. (0-1400C)。 、北京远东罗斯蒙特的炉压变送器。 、空开、接触器、继电器和其它电控元件应选用天水长城、天水二一三厂等名牌产品。 、设保护屏的控制柜和炉门和台车控制箱根据现场情况制安。五. 装置特点：5.1 全纤维炉衬，减轻炉体荷重，且蓄热量小，节省能源。5.2 下供热、上排烟，炉子结构简单紧凑。5.3 热炉底，燃烧产生的高温气流均匀进入炉体底部，烧嘴交错布置,能使 炉温均匀。5.4 采用脉冲燃烧控制并对炉子燃烧区分自动控温，不仅燃烧稳定，且 保证炉温均匀，适用不同工艺、不同装炉量的温度自动控制5.5 采用可靠的密封机构，避免沙封密封不严密造成炉气外泄。六. 设备报价明细表序 号名称规格型号数量单价 万元总价 万元生产厂家备注1天然气烧嘴及嘴 前控制阀门BIO1658套2.620.8烧嘴及控制 阀门：德国包括：比例 阀电磁阀电 动调节阀2锆铝型耐火纤维硅酸铝质6吨318山东鲁阳3普通型耐火纤维硅酸铝质2吨12山东鲁阳4低水泥浇注料 预制品高铝-莫来 石质10吨0.555.5包括台车边 缘预制块5保温砖粘土质2.5吨0.180.456台车护板 炉门边框RQTA15Si56.2吨1.48.687炉体、台车 钢结构Q23517吨0.813.68换热器组合件1台559炉子管道及风机Q2352吨12包括空气、 燃气、烟气10台车后密封装置组合件0.3吨10.311侧密封装置2套1.53包括驱动装 置及附件12炉门升降及 压紧装置1套3.613台车行走及 牵引机构1套4.5包括减速 机、车轮、 传动轮及轴14电气仪表系统一套1818包括控制 柜、PLC仪 表、电缆、 电偶15安装、调试费1616管理及设计费5.617运输费218税收9.4总价138.43万元每台设备总价为： 壹百叁拾捌万肆仟叁百元整注：本报价不包含设备基础、轨道、及垫铁