蓄热式工业烧嘴燃烧器原理特点控制系统的设计

Alexandria2020

蓄热式工业烧嘴燃烧器原理特点控制系统的设计

蓄热式工业烧嘴燃烧器，什么是工业烧嘴，烧嘴也可以叫燃烧器，但不同于小型锅炉上用的一体化燃烧器，因为都属于燃烧器，所以二者的概念很容易在生产实践中被混淆。后者属于一体机，一般也叫燃烧机；烧嘴属于分体机。

烧嘴燃烧器

蓄热式烧嘴燃烧器原理

一套蓄热式烧嘴燃烧器系统至少包括两个烧嘴，两个蓄热器，一个热能回收系统以及相应的控制装置。烧嘴和蓄热器可根据现场实际情况直接连接在一起或选择用耐火材料浇注的管道连接在一起。

当一个烧嘴利用蓄热器里的热空气进行燃烧时，另一个烧嘴起到一个排烟口的功能，利用抽烟风机抽出炉子里的热空气通过烧嘴到蓄热器里进行蓄热。当热量蓄足后，蝶阀动作，转换两个烧嘴的功能。

每当一个烧嘴在燃烧时，则另一个在帮助蓄热器蓄热。在热交换中，管道中的废气温度通常在150-200摄氏度，因而不管是蝶阀还是抽烟风机均能长期安全可靠的工作。

正确地安装和选用蓄热式烧嘴可成功地节省能源70%，提高燃烧效率90%。

蓄热式工业烧嘴

特点：

1、 在高温下高效回收余热，排烟温度小于200℃；可获得大于80%的余热回收效率，燃料消耗低，节能效果显著。

2、 炉膛温度均匀性好。利用高温燃烧技术，交替燃烧方式，改变炉内温度分布，可获得均一的炉膛温度，温差小于5℃。

3、 余热回收系统结构紧凑，实现了蓄热体与烧嘴的小巧一体化。

4、 提高炉膛温度，使得生产能力大大提高。

5、 环保效果明显。由于实现高温低氧燃烧，烟气中氮氧化合物浓度大为降低。

6、 自动化程度高。自动换向操作，换向时间0—5分钟可调。

7、 设备使用寿命长。是金属预热器的2—3倍，炉上安装方便，投资省

蓄热式工业烧嘴应用

控制系统的设计

整个系统采用手操器配以西门子的PLC-300系统来完成加热炉的过程控制及过程检测。尽量减轻操作人员的劳动强度，提高加热炉的生产效率和降低能耗，并确保操作安全，实现生产过程自动化。

硬件构成 PLC控制站是选用西门子的S7-300，并根据控制要求选用了相应的模拟量输入输出模板以及开关量输入输出模板。整个系统分了五个ET200站。前三个站采集炉仪表的流量、温度、压力；第四个站负责换向系统；第五站控制风机和液压站。

软件组态 加热炉的用户程序是基于Windows7 系统操作平台，使用西门子公司的赤明控制系统软件，完成系统硬件组态地址和站地址的分配以及加热炉用户程序的设计。 利用梯形图编辑器进行控制程序的编辑。

梯形图程序包括三部分:

第一部分是背影功能块，对各输入数据参数进行数据的转换和整形，任意调用，还有背影数据块，它是根据控制调用某类背影功能块。

第二部分是整个系统的逻辑控制包括换向系统控制、鼓风机`引风机的启停条件、以及压力与快切阀的联锁控制。换向系统的逻辑控制功能有：

(1) 定时换向：当换向系统处于自动运行状态时，换向阀

以一定的时间间隔完成换向动作。

(2) 定温换向：当排烟温度过高时，系统将强制换向阀换向，直至排烟温度下降到设定的温度范围

(3) 手动换向：当系统处于手动状态时，可在画面上对系统中的每个换向阀进行手动换向，便于调试和故障处理。

(4) 动作异常报警：当换向阀阀位异常或长时间动作不到位时，画面上会出现报警指示灯闪烁并指示故障点所在位置，蜂鸣器报警。鼓风机、引风机的启停条件比较简单，通过机旁箱和画面上的按钮操作就可以了。不管是机旁操作还是画面操作都经过PLC输出点输出。

煤气压力、空气压力、压缩空气压力分别低于4KPa、4KPa、0.4MPa时，操作画面会闪烁，提醒操作人员处理；分别低于3.5KPa、3KPa、0.3MPa时切煤气分管；煤气压力、空气压力分别低于2KPa、2.5KPa时且煤气总管。

第三部分调用西门子自带的功能块。完成加热炉的自动调节，主要应用了PID运算调节。控制方法采用双交叉限幅控制，即以路顶端一支热电偶作为温度到实际测量值，与设定的温度值比较，控制空气与煤气的流量。同时在程序中增加手/自动无扰动切换功能，使操作更简单方便稳，也就是说在手/自动切换时，自动的调节阀的阀位置直接设定调节的输出值而无需进行计算。

蓄热式工业烧嘴应用

蓄热式烧嘴燃烧器应用范围

蓄热式烧嘴燃烧器主要应用于工业燃气加热领域，以低Nox排放，很高的燃烧热效率著称。它是继自身预热式烧嘴后的又一大技术进步。应用于锻造炉，热处理炉，金属熔化炉和玻璃池窑等行业。

总的来说，蓄热式烧嘴燃烧器系统自动化程度高，操作灵活简单，可靠性高，抗干扰能力强，易于扩展，易于维修。

内容来源：第四次工业变革