佛山市克薩瓦熱能科技有限公司
鍍鋅爐燃燒系統設計與應用
根據最新的歐洲鍍鋅工藝,鍍鋅爐作為整個鍍鋅生產線的“心臟”,在整個鍍鋅生產線中占據了非常重要的地位。鍍鋅爐設計的好壞不僅關系到爐體的保溫性能,而且還影響到小時鍍鋅產量和鍍件表面質量,長期還會影響到鋅鍋的使用年限。因此國內外對鍍鋅爐這部分的設計越來越關注,而且也越來越完善。鋼結構鍍鋅爐不僅在強度上能滿足生產的需要,而且大大縮短了建設周期,為盡快投產提供了可能。
在設計方案中,我們意科萊熱能科技有限公司充分考慮了以下問題:
(1)長期加熱時鋅鍋的變形問題:給出了鋅鍋長邊多點二重側支撐的解決方案;
(2)針對鋅液溫度的不穩定問題:給出了特殊設計的高效爐膛多層保溫結構和多點式脈沖加熱與PLC控制的解決方案;
(3)針對鋅鍋檢修不方便和爐膛實際使用狀態不清楚問題:給出了鋅鍋厚度檢測預留口和鋅鍋爐膛與燒嘴火焰狀態的觀察孔的設計方案,可以非常清晰的看到燒嘴的工作狀態和非常方便的檢測鋅鍋的腐蝕狀況。
(4)針對爐膛實際控制溫度不清晰,鋅液不同深度溫度不清楚的問題:給出了在爐膛內安裝多個測溫熱電偶,在鋅鍋中安裝多點測溫的特殊熱電偶,并把這些數據采集點所得到的數據在PLC控制終端的數顯屏上體現出來,顯示出實時的溫度高低。
(5)鍍鋅爐采用了目前國內外先進的燃燒控制技術,全自動PLC控制,大大延長了鋅鍋的使用壽命。
(6)鍍鋅爐整體結構采用鋼結構形式,具有尺寸精度高,無維修量,施工快等特點。
基于以上的考慮,我們在實際設計中,會考慮盡量縮小投資規模,使客戶能以最佳的性價比,在最短的時間內收回投資。
我司在鍍鋅爐上設計的高速脈沖燃燒系統
在燃燒系統設計上采用兩端對角布置、均勻供熱的方案,燃燒系統配有多個高速燃氣燒嘴,火焰最高出口速度可達150m/s。燒嘴采用通、斷交替的脈動方式進行控溫。脈動燃燒技術是通過改變燒嘴開閉的頻率來調節爐子燃料消耗量的,這樣每個燒嘴在燃燒時都是在最佳燃燒狀態下工作,燃燒完全、出口氣流速度高達150 m/s,瞬間迅速循環升溫。熱量將被快速地傳送到鍍鋅爐的每一點,實現均勻地熱傳遞,避免了局部高溫的出現,以輻射狀均勻環繞于鍍鋅爐外壁,避免鍍鋅爐局部高溫造成爐壁過度侵蝕。不僅增加了燃燒系統的加熱效率,而且可有效延長鍍鋅爐的使用壽命,并且大大改善了鍍鋅爐內溫度的均勻性。鍍鋅爐的最長使用壽命可以超過十年, 正常使用年限可達4~8年。
我司設計的鍍鋅爐燃燒系統具有以下效率
采用高速燃氣燒嘴有著極佳的過量空氣工作能力,無需很多過量空氣即可完成完全燃燒,過量空氣量控制在10%范圍內,避免了大量過量空氣帶入鋅鍋爐降低燃燒空氣溫度。 熱效率比平焰燃燒系統和其他燃燒系統高 15-20%. 有效地節約了運行成本。
鍍鋅爐燃燒系統的安全性
我司設計的鍍鋅爐在天然氣和空氣管路均裝有控制閥和安全裝置。在天然氣總管上設有燃氣高低壓檢測及安全關斷閥門,并在天然氣總管道上配置有過濾器、減壓閥和放散閥以及有總電磁閥;每個支管道都裝有手動球閥和電磁切斷閥。此外,每只燒嘴均設有一個IFT點火控制器以及火焰監測裝置實現燃燒全過程連續監視,一旦沒有測到火焰,裝置便會自動關閉天然氣主管路上的安全關斷閥,并及時發出熄火報警信號。天然氣管路的配置完全符合美國 NFPA 86 C (美國國家消防協會)安全標準和國內工業爐相關標準規定。
燃燒系統配有空氣/天燃氣比例閥,確保高速燒嘴無論是處于大火還是小火狀態,均能保持最佳的空氣/天然氣比例,實現潔凈燃燒,提高燃料利用率。在整個生產周期以鍍鋅爐內的鋅液溫度及爐膛溫度為檢測點進行全過程閉環控制??蓪崿F爐膛溫度和鋅液溫度自動調節控制。
PLC 燃燒和脈沖溫度控制系統
控制系統主要由馬達斯閥門和IFT燃燒安全點火控制器,以及可編程控制器( PLC )組成,并配有動態人機界面( HMI/Operator Interface, 10”的彩色觸摸屏 )以方便用戶操作。
在生產過程中可使工件表面均勻附著鋅層,從而起到防腐的目的,鍍鋅效率高,鋅耗低、能耗低。天然氣熱鍍鋅爐有效解決了長期加熱鋅鍋易變形、鋅液溫度不穩定、鋅鍋檢修不方便、爐膛實際使用狀態不清楚、爐膛實際控制溫度不清晰、鋅液不同深度溫度不清楚等業內棘手問題,采用了先進的燃燒控制技術、全自動PLC控制技術,熱鍍鋅爐整體結構采用鋼結構形式、施工快、壽命長等優點。
我司設計的天然氣熱鍍鋅爐節能環保、控溫度高、操作簡單、受用壽命長、安全可靠,具有以下特點:
1、高速蓄熱式脈沖燃燒系統:天然氣熱鍍鋅爐燃燒系統采用兩端對角布置,均勻供熱的方案,燃燒系統配有多個高速燃氣蓄熱式燒嘴。燒嘴采用通、斷交替的脈動方式進行控溫。脈動燃燒技術是通過改變燒嘴開閉的頻率來調節爐子燃料消耗量的,這樣每個燒嘴在燃燒時都是在燃燒狀態下工作,燃燒完、出口氣流速度高達150 m/s,瞬間迅速循環升溫。熱量將被快速地傳送到鋅鍋爐上,實現均勻地熱傳遞,避免了局部高溫的出現,以輻射狀均勻環繞于鋅鍋外壁,避免鋅鍋局部高溫造成鋅鍋那壁過度侵蝕。不僅增加了燃燒系統的加熱效率,而且可有效延長鋅鍋的使用壽命,并且有效改善了鋅鍋內鋅液溫度的均勻性。
2、PLC智能燃燒控制系統:天然氣熱鍍鋅爐采用高速脈沖火焰燒嘴,全自動PLC控制,系統從安全、性能、節能和環保等方面。
3、天然氣熱鍍鋅爐鋅鍋爐效率高:采用高速燃氣燒嘴有著很好的過量空氣工作能力,燃燒充分,所需空氣少,避免帶入大量空氣降低鋅鍋爐內溫度,節約運行成本;
4、安全可靠:控制閥和安全控制裝置,控溫度高、聯鎖安全控制,高溫保護等多項安全措施,燃燒系統配有馬達斯空氣天燃氣比例閥,全過程都是比例式燃燒,高速燒嘴無論是處于大火還是小火狀態,均能保持合理的空氣天然氣比例,實現潔凈燃燒,提高燃料利用率,節能環保。在整個生產周期以鋅鍋內的鋅液溫度及爐膛溫度為檢測點進行全過程閉環控制??蓪崿F爐膛溫度和鋅液溫度自動調節控制。
5、 PLC 燃燒和溫度控制系統:控制系統主要由燃燒安全控制裝置,以及可編程控制器PLC組成,并配有動態人機界面以方便用戶操作。
總結
鍍鋅爐是涉及鐵鍋法鍍鋅爐結構的改進。本實用新型爐就是解決目前鐵鍋法鍍鋅爐加熱火焰不穩定,磚砌保溫層不易維修的問題,提供一種火焰穩定,保溫層易于維修的鍍鋅爐。本實用新型爐包括爐體,爐體的內側、底部分別為火道,爐體的外部為鋼板護殼,其結構要點是爐體的前方、后方的內側火道外的爐體內設置有搗制塊體的保溫層,爐體的兩側分別設置有由格子磚所填充的燃燒蓄熱室。系統采用高速脈沖火焰燒嘴,全自動PLC控制,系統從安全、性能、節能和環保等多方面的綜合性能均達到國內外先進水平。