步进式加热炉毕业论文

【摘 要】介绍了蓄热式步进加热炉在实际生产中遇到的问题，并进行了切实有效地技术改造，从而提高了加热能力，降低了煤气消耗，取得了突出的经济效益。【关键词】双蓄热步进式加热炉；改造；温差；炉墙 1 概述 国丰钢铁薄板厂一线加热炉，是燃烧纯高炉煤气、内置双蓄热式步进加热炉，炉子有效尺寸16.7m×23.7m，设计能力冷装100 t/h，热装290 t/h，加热板坯尺寸135mm×1300mm×15600mm。建成初期基本能满足生产的需要，但随着轧线产能的释放，品种的增加，加热炉出现了诸多制约生产和自身安全的问题，逐渐成为了轧钢厂产量与质量的瓶颈，所以对加热炉的改造迫在眉睫。 2 存在问题及原因分析 随着生产的深入，加热炉暴露出如下问题： 2.1 加热炉实际加热能力小于设计能力，并且随着炉龄的增加加热能力逐渐缩小，生产中等温现象频繁，加热炉逐渐成为制约生产的瓶颈。 2.2 板坯中间温度比头尾低45—70℃，中心温度比上下表面低35—45℃，下表面温度比上表面低40℃左右。 2.3 炉墙、炉顶，蓄热室箅子多次坍塌，迫使加热炉多次停炉检修，严重影响了生产。 2.4 蓄热室小球被大量吹入炉内，排烟温度过高，在180—200℃。 2.5 炉压波动大，出料端向外冒火严重。 经过现场分析总结，产生问题的原因如下： 2.5.1 原设计是按板坯热装入炉温度920℃，来计算热装产量和供热负荷的。但是实际生产中，板坯热装入炉平均温度只有700℃左右，所以原设计的供热负荷量明显不足，使实际产量比设计小。炉内氧化铁不断增加，加热炉各系统逐渐老化，使其加热能力逐渐下降，从而加热炉成了制约生产的瓶颈。 2.5.2 加热炉炉宽16.7m，如此宽的宽度在燃纯高炉煤气、蓄热式步进加热炉中，世界上是少有的。加热炉的超负荷生产、过宽的炉膛以及设计的不足，使得板坯加热质量严重降低。 2.5.3 加热炉的不断老化，而轧机产量在逐步提升，加热炉被迫超负荷生产，严重强化加热。再加上加热炉为内置式，炉墙内空、煤气通道超负荷的大量高低温气体的交替冲刷，极冷极热造成炉墙倒塌等现象。支撑蓄热小球的箅子材料为普碳钢，由于煤气和烟气中含有硫化物等腐蚀性气体，且蓄热室频繁高、低温变化，蓄热室箅子耐热、耐腐蚀性能差，经一段时间腐蚀后产生坍塌现象，影响排烟温度和蓄热效果。 2.5.4 炉子加热能力的不断降低，不得不靠加大燃料供给量的方式来保证加热能力。由于管道直径一定，只能不断增大燃料供给的流速和压力，当压力足以抵消蓄热室上层小球重力时，小球被吹入炉内。随着超负荷的强化加热，小球的不断减少，使得排烟温度逐渐增高。 2.5.5 加热炉为三段式集中换向，换向时炉压波动大。氧化铁的不断增加、强化加热、蓄热室小球的板结、引风机的设计不合理等原因使得炉压加大，出现冒火现象。 3 改进措施及效果 3.1 加大原有部分燃气管道直径，增大加热炉的供热负荷，同时加大鼓风机和引风机能力。原加热炉设计采用的蓄热体是陶瓷小球，由于其换热效率低，阻力损失大，因而在改造中改用换热效率高、阻力损失小、积灰情况小的陶瓷蜂窝体作为蓄热体。两蓄热体的性能比对：陶瓷小球传热性能温度效率0.75，比表面积200—300m2/m3，换向周期 180—250s，阻力损失大，使用寿命年损耗>35%。陶瓷蜂窝体温度效率0.95，比表面积640—1280m2/m3，换向周期50—80s ，阻力损失小使用寿命一年左右。可见陶瓷蜂窝体比蓄热小球性能好。 经过加大部分管道直径、减小阻力损失、增大蓄热效果等措施，使加热炉加热能力大大提高，超过原有设计20t/h，加热炉等温时间大大降低。 3.2 板坯中间温度比头尾低，是因为炉子宽度太宽，空气和煤气喷口间距又较小，造成火焰长度较短，仅为炉膛宽度的2/5。所以利用重新浇筑炉墙的的机会，将加热段和均热段的空、煤气喷口间距加大，由原来的345mm改为450mm，这样加长了火焰长度，使火焰基本能到炉膛宽度的3/5，从而提高了板坯中间温度，大大降低了板坯长度方向上的温差。下表面温度比上表面低，这是因为炉子下加热负荷较小所造成。由于加热炉上下供热负荷比在设计时固定，表现为管道直径比，比例不能调节。所以在不改变管道的情况下，我们在加热和均热段炉底上分别砌筑一道补热墙，专门增加下加热供给量。这样的改造不仅提高了板坯下表面温度，而且也有利于中间温度提高，这是因为补热墙的火焰能直接冲刷板坯中间部位。改造前后板坯质量对比：改造后板坯中间温度与头尾温差15—30℃，中心温度与上下表面温差±15℃，下表面温度与上表面温差20℃左右。 3.3 炉体内有许多相互隔离、纵横交错的煤气通道或空气通道，炉墙内的通道多了造成冷热交变应力较大。用普通性能耐火材料浇注的炉墙,存在着荷重变形温度低、线收缩大、耐压强度低、体积稳定性差、抗折强度低等不足，经过一段时间的使用后容易出现开裂、倒塌事故，使得加热炉在运行过程中炉墙跑风漏气，影响换热节能效果，特别是墙内的煤气通道和空气通道，一旦漏气还会给安全生产带来隐患。我们利用大修的机会对加热炉进行改造，力争将加热炉整体寿命达到6年以上，在此期间不出现炉墙、炉顶开裂和坍塌事故。为了降低因此事故而停炉、停产造成巨大的经济损失，我们将炉体所用耐火材料性能指标做了较大改进，把原来荷重软化温度较低的低水泥浇注料改为高荷软浇注料，对炉顶、炉墙进行整体浇注，此种浇注料荷重变形温度高、线收缩小、耐压强度高、体积稳定性强、抗折强度大。另外，原设计的锚固砖长度太短，只有450mm，而炉墙厚达1000mm所以必须加长锚固砖以增强锚固作用，考虑炉墙内空、煤气通道问题，我们只将炉墙内通道上方的锚固砖加长到800mm,以此来加强炉墙的固定作用。 将支撑蓄热体的普碳钢箅子，改为不锈钢材料（RTCr1.5）制作， 并对支架结构进行优化，提高支架刚度。将陶瓷小球蓄热体改为陶瓷蜂窝体。高、中温段的蜂窝体材质为热熔铸刚玉质材料，保证有较高的耐火度和良好的抗渣性。中、低温段则采用堇青石材料，保证有良好的蓄热能力和抗热震性。 3.4 将蓄热体由小球改为蜂窝体，这样不仅减小了燃气阻力间接增加了燃料摄入量，还解决了蓄热体被吹入炉内的风险。蜂窝体的稳定存在，有力保证了蓄热效果和排烟温度，既能很好的将冷空、煤气预热到很高的温度，又能吸收烟气的余热降低排烟温度。由小球换为蜂窝体后，排烟温度得到了很好的控制，基本保持在130—150℃。 3.5 将均热段的集中换向改为分散换向，解决了集中换向时炉压波动大的问题。增加辅助烟囱，加热炉运行后期炉压很难控制时，依靠辅助烟囱得以有效控制。选择性能好的蜂窝体，避免在生产中由于蓄热体的破碎和板结造成排烟阻力的增加。根据蓄热式加热炉的特点，充分考虑防止后期排烟阻力增加等炉子老化的需要，对引风机抽力留出一定富裕。综合考虑，将原风机更换为了较大型号的引风机。并对操作人员进行技术培训，使其克服不良的操作习惯。通过以上改进，使炉压基本保持在微正压20Pa左右。炉压得到了有效控制，冒火现象也不再发生。 4 结束语 通过对加热炉的改造提高了加热炉的作业率，降低了成本，解决了轧钢生产上的瓶颈问题。同时，也为其他加热炉的改进提供了可借鉴经验。 参考文献 [1]王秉铨.工业炉设计手册[M].北京机械工业出版社，1996. [2]蔡乔方.加热炉第二版[M].北京冶金工业出版社,1996.

这个需要花钱买的，知道就能解决？那么容易？

热能与动力工程专业毕业论文（锅炉专业 锅炉的计算机控制 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节 能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉 30 多万台，每年耗煤量占我国原煤 产量的 1/3，大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。提高热效率， 降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、运行，减轻操作人员的劳动 强度。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。 锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动 切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成，一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧 量、转速等量转换成电压、电流等送入微机，手自动切换操作部分，手动时由操作人员手动 控制， 用操作器控制滑差电机及阀等， 自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。 微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行，除此以外为保 证锅炉运行的安全，在进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置 常规仪表及报警装置，以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，这是必不可少的， 以免锅炉发生重大事故。 控制系统： 锅炉是一个较为复杂的调节对象，它不仅调节量多，而且各种量之间相互联系，相互， 相互制约， 锅炉内部的能量转换机理比较复杂， 所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型 比较困难。为此，把锅炉系统作了简化处理，化分为三个相对独立的调节系统。 当然在某 些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路，但是其主要是以下三个部分： 炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统 锅炉燃烧过程有三个任务：给煤控制，给风控制，炉膛负压控制。保持煤气与空气比例 使空气过剩系数在 1.08 左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压，所以锅炉燃烧过程的自 动调节是一个复杂的。对于 3×6.5t/h 锅炉来说燃烧放散高炉煤气，要求是最大限度地利用放 散的高炉煤气，故可按锅炉的最大出力运行，对蒸汽压力不做严格要求；燃烧的经济性也不 做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。 炉膛负压 Pf 的大小受引风量、鼓风量与煤气量（压力）三者的影响。炉膛负压太小， 炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气， 危及设备与运行人员的安全。 负压太大， 炉膛漏风量增加， 排烟损失增加，引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索，6.5t/h 锅炉的 Pf=100Pa 来进行设计。调节是初始状态先由人工调节空气与煤气比例，达到理想的燃烧状态，在引风 机全开时达到炉膛负压 100Pa，投入自动后，只调节煤气蝶阀，使压力波动下的高炉煤气流 量趋于初始状态的煤气流量，来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。 锅炉水位调节单元 汽包水位是锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严 重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低，则会破坏水循 环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重 大事故。它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节, 使汽包 内部的物料达到动态平衡， 变化在允许范围之内， 由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量 变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却为"逆响应特性"，即所 谓的"虚假水位"，造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点 温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。 汽包水位控制系统，实质 上是维持锅炉进出水量平衡的系统。 它是以水位作为水量平衡与否的控制指标， 通过调整进 水量的多少来达到进出平衡， 将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近， 以提 高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象， 运行中存在虚假水位现象，实际中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、 蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 除氧器压力和水位调节：除氧器部分均采用单冲量控制方案，单回路的 PID 调节。 监控管理系统： 以上控制系统一般由 PLC 或其它硬件系统完成控制，而在上位机中要完成以下功能： 实时准确检测锅炉的运行参数：为全面 掌握整个系统的运行工况，监控系统将实时监 测并采集锅炉有关的工艺参数、 电气参数、 以及设备的运行状态等。 系统具有丰富的图形库， 通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上； 除此之外， 还能将参数以 列表或分组等形式显示出来。 综合及时发出控制指令： 监控系统根据监测到的锅炉运行数据， 按照设定好的控制策略， 发出控制指令，调节锅炉系统设备的运行，从而保证锅炉高效、可靠运行。 诊断故障与报警管理：主控中 心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号，从 而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。同时，对报警的档案管理可使业主对于锅 炉运行的各种、弱点等了如指掌。为保证 锅炉系统安全、可靠地运行，监控系统将根据所 监测的参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报 警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来，这样，当报警发生时，操作员 可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。 记录运行参数： 监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录， 另外监控系统 还。设有专门的报警事件日志，用以记录报警／事件信息和操作员的变化等。历史记录的数 据根据操作人员的要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内的平均值。历史记 录的数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式；此外历史记录的数据 还可以由以为基础的多种应用软件所应用。 计算运行参数： 锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量， 如年运行负荷量、 蒸汽耗量、 补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法，根 据所测得的运行参数，将这些导出量计算出来。