工業爐按熱工制度分為兩種:壹種是間歇爐,也稱周期爐,特點是爐內無溫度段,壹班或兩班生產,每個加熱周期溫度變化,如各種室爐、臺車爐、井式爐、罩式爐等。第二種是連續爐,其特點是將爐分為溫度區,壹般由預熱、加熱(高溫)和均熱(保溫)三個區組成。該爐連續三班倒生產,在工業爐加熱過程中各帶溫度可視為恒定,如兩級或三級連續加熱爐、推桿加熱爐及熱處理爐、環形爐、步進梁式爐、振底爐、沖天爐、石灰窯等。電爐——申光電爐,壹種利用電熱效應供熱的冶金爐。電爐設備通常是完整的,包括電爐爐體、電力設備(電爐變壓器、整流器、變頻器等。)、開關、輔助電器(扼流圈、補償電容器等。)、真空設備、電氣儀表、熱工儀表等檢測和控制儀表(見下圖)、自動調節系統、爐子機械設備(進出料機械、爐子傾動裝置等)。).大型電爐的動力設備和檢測控制儀表壹般都集中在電爐的供電室。與燃油爐相比,電爐的優點是:爐內氣氛容易控制,甚至可以抽真空;物料受熱快,加熱溫度高,溫度容易控制;生產過程易於實現機械化和自動化;良好的勞動衛生條件;熱效率高;產品質量好等。
以單位時間和單位底面積計算的工業爐的加熱能力稱為爐子生產率。
煙氣的部分余熱被入爐的冷工件吸收,降低了出爐煙氣的溫度。
提高爐子熱效率的基本措施是:充分提高燃燒效率,強化對工件的傳熱;盡可能連續生產和滿負荷工作;設置預熱器預熱空氣和煤氣,回收煙氣余熱;采用低比熱容、低導熱系數的耐火材料,減少爐墻的蓄熱和散熱損失。
為了使爐溫恒定,實現規定的升溫速率,除了根據工藝要求、預熱器和爐具的類型、燃料和燃燒裝置的類型、工業爐的排氣方式等確定優良的爐型結構外,還需要通過各種控制單元調節燃料和助燃空氣或電力等可控變量,實現爐溫、爐內氣氛或爐內壓力的自動控制,工業爐采用脈沖燃燒是必要的。
高檔工業產品對爐內溫度場的均勻性要求高,對燃燒氣氛的穩定性和可控性要求高,采用傳統的連續燃燒控制無法實現。隨著寬截面大容量工業爐的出現,必須采用脈沖燃燒控制技術來控制爐內溫度場的均勻性。
脈沖燃燒控制的優點
脈沖燃燒控制是壹種間歇燃燒方式,利用脈寬調制技術,通過調節燃燒時間的占空比(通斷比)來實現對窯爐的溫度控制。可以通過壓力調節預設燃料流量,燃燒器壹旦工作,就會處於滿負荷狀態,保證燃燒器的出氣速度不會發生變化。當需要升溫時,延長燃燒器的燃燒時間,減少間歇時間;當需要冷卻時,燃燒器的燃燒時間減少,間歇時間延長。脈沖燃燒控制的主要優點是傳熱效率高,大大降低能耗。可以改善爐內溫度場的均勻性。無需在線調整即可實現燃燒氣氛的精確控制。可以提高燃燒器的負荷調節比。該系統簡單可靠,成本低廉。減少氮氧化合物的產生。普通燃燒器的調節比壹般在1: 4左右。燃燒器滿負荷工作時,燃氣流量、火焰形狀和熱效率都能達到最佳狀態。而當燃燒器流量接近其最小流量時,熱負荷最小,燃氣流量大大降低,火焰形狀達不到要求,熱效率急劇下降。當高速燃燒器在50%全負荷流量以下工作時,上述指標與設計要求相差甚遠。
脈沖燃燒不是這種情況。在任何情況下,燃燒器只有兩種工作狀態,壹種是滿負荷工作,壹種是不工作,只通過調節兩種狀態的時間比來調節溫度。因此,脈沖燃燒可以彌補燃燒器調節比低的缺陷,在需要低溫控制時,燃燒器仍能工作在最佳燃燒狀態。使用高速燃燒器時,氣體噴射速度快,使周圍形成負壓,使窯內大量煙氣被吸入主氣中,充分攪拌混合,延長了煙氣在窯內的滯留時間,增加了煙氣與產品的接觸時間,從而提高了對流熱效率。另外,窯內煙氣與氣體充分攪拌混合,使氣體溫度接近窯內溫度,提高了窯內溫度場的均勻性,減少了高溫氣體對被加熱物體的直接熱沖擊。
脈沖燃燒控制技術在工業爐上的應用
脈沖燃燒控制技術廣泛應用於工業爐行業,它由高速燃燒器和工業爐控制系統兩部分組成。脈沖燃燒技術用於完成工業爐的加熱和溫度控制。對於燃氣窯爐內部溫度場和溫度波浪力2°C,對於燃料(柴油)窯爐內部溫度場和溫度波動3°C,在以重柴油為燃料的窯爐中效果較好。當普通燃燒器內部溫度低於燃料自燃溫度時,燃料中斷後燃燒器火焰會立即熄滅,不會影響爐內溫度,從而解決熄火問題。采用最先進的霧化技術——氣泡霧化技術,燃燒器霧化效果更好,霧化介質用量更少。以前燒輕柴油的窯,現在可以燒重柴油了。
在實際應用中,采用普通脈寬調制方式調節燃燒占空比時,當占空比接近0%或100%時,間歇或燃燒時間過短,現場運行效果不理想,所以我們引入最小時間的概念,將間歇和燃燒的最小時間設定為3秒,當占空比接近0%或100%時,延長相應的燃燒和間歇時間。脈沖燃燒作為壹種新技術,具有廣闊的應用前景,可廣泛應用於陶瓷、冶金、石化等行業。它將在提高產品質量、降低燃料消耗和減少汙染方面發揮重要作用。它是工業爐行業自動控制的壹次創新,將成為未來工業爐燃燒技術的發展方向。中頻感應加熱電爐在實際生產中發揮著重要作用,尤其是圓鋼鍛前加熱淬火設備。