有机热蝲体加热炉热媒温度的精控?/strong>
介:本文介绍了燃煤、燃油(气)、电加热有机热蝲体加热炉不同的温度控制方式及各自的特点,详细分析了ؓ辑ֈ_控制温度所能采取的各种pȝ控制调节Ҏ?/span>有机热蝲体加热炉在我国的使用已经有许多年了,׃光温低压的特点Q正来越多的行业和领域所采用Q无论是矿物型导热aq是合成型导热a用户Q也无论是用的燃料是煤Q燃料aQ气Q或是电加热Q工艺温度的控制始终是用戯为关心的问题Q如何达到工艺温度ƈ保持E__是加热炉控制的一大重炏V?/span>
一Q用不同燃料的加热炉的温度控制方式
1. 燃煤加热?/span>
煤的燃烧方式有层式燃烧、悬燃烧、沸腄烧、气化燃烧等Q而层式燃烧则是现有热载体加热炉中的主要燃烧方式,其设备有火上ȝ的手烧炉排炉Q火前添煤的链条炉排炉,往复炉排炉{?/span>
煤从q入炉膛到燃烧完毕,一般经历四个阶D:
水分蒸发阶段Q当温度辑ֈ105℃左xQ水分全部被蒸发?/span>
挥发物着火阶D:煤不断吸收热量后Q温度l上升,挥发物随之析出,当温度达到着火点Ӟ挥发物开始燃烧?/span>
焦碳燃烧阶段Q煤中的挥发物着火燃烧后Q余下的_灰组成的Z物便是焦뀂此时焦x度上升很快,固定_烈燃烧,攑և大量的热量?/span>
燃烬阶段Q这个阶D灰渣中的焦碳量烧完Q以降低不完全燃烧热损失Q提高效率?/span>
从以上煤的燃烧特性可以看出,煤的燃烧不是x的,从煤的进入到煤的发热有一D|_而且在整个发热过E中Q煤的燃烧强度也是弱-?q变化着Q这些都为稳定的燃烧控制带来了难度?/span>
Q?Q手烧固定炉?/span>
手烧炉是古老简单的一U层燃炉Q它hl构单,又基本上能适应各煤U的特点。小型的加热炉,特别是负荷在40万大?时以下的加热炉有些还采用手烧固定炉排。这U炉排的温度调节全凭操作人员Ҏ用热讑֤工艺需要及长期的用经验,通过加煤的频率、加煤量和鼓引风机风门开度来适应用热负荷的变化,׃煤的加入的间断性和发热强度的变化,供热热媒的温度L动很大,一般L动范围ؓu8℃左叻I而且燃烧E_状况也很不好Q只能在一些对用热温度E_性要求不高的场合下用?/span>
Q?Q?链条炉排
链条炉排的煤自煤斗滑落在L排上后,接受炉膛的高温辐,自上而下地着火、燃烧。显而易见,着火条件不及手烧炉有利Q是一U“单面引火”的炉子。但因整个燃烧过E的几个阶段是沿炉排长度由前臛_Q连l顺序地完成Q故不存在手烧炉的U工作周期性,使燃烧工况大为改善?/span>
对于使用链条炉排的燃煤加热炉Q炉排上的燃烧出力与送风量、炉排速度和燃料层厚度有关。煤层的厚薄Ҏ用煤的特性经燃烧调整完成后,除非更换煤种׃再变动。送风量的变动对出力的变化影响较ؓ敏锐Q提高风速会立即加快燃烧反应速度Q锅炉出力增加。炉排速度的调节,实际是给煤量的调节。链速过慢,会炉排上积储燃料不I降低出力Q链速太快,固然会出力增加Q但在尾部会出现燃料不能完全燃尽而Z未完全燃烧损失加大的情况Q给煤量的调节必M送风量很好配合?/span>
具体操作Ӟ当用热负荷增加时Q开大鼓引风机的调节风门Qƈ同时加大炉排调速器的{速,使炉排的出力增加Q当用热负荷减少Ӟ兛_鼓引风机的调节风门,q同旉低炉排调速器的{速,使炉排的出力减少Q这样保证了加热炉的出口热媒温度保持在一定的温度范围内。由于燃煤调节的滞后性,其温度L动范围ؓu5℃左叟?/span>
如果q一步采用变频器调节风机和无U调速炉排调速器后,调节温度的精度可以更高,温度的L动也大ؓ降低了。当出现波动Ӟ首先Ҏ热媒出口温度来变频调节鼓风机和炉排调速器Q然后根据炉膛负压(Q?~4mm水柱Q来变频调节引风到新的^衡。通过q样的变频调节,热媒出口温度波动范围可以调节刊W?℃左x更低?/span>
Q?Q往复炉?/span>
往复炉排燃烧室hl构合理、性能可靠、适应燃料q泛、燃烧充分等特点。大倾角往复机构,使燃料呈波浪式翻滚前q,燃料之间出现挤压—移动—翻滚—塌落—疏杄q程Q特别适应燃用人造板行业的废木料和工艺砂光粉?/span>
当热负荷变动? q料输入锅炉的热量也需要随之变? 才能使输出和输入的能量达到动态^?使热媒出口温度在新的工况中稳定。每时通过推进器进入加热炉内的废木料量为:推料器宽?m)×推料器高?m)×炉排速度(m/h)×200(Kg/m)Q炉型定后,推料器宽度和推料器高度是定|所以决定废木料量多的是炉排速度Q可以通过调节液压传动机构使炉排速度变动来调节燃料量。特别是负荷变化量不很大Q变化的周期较短Ӟ通常只需调节炉排推进速度Q这U方法在改变燃料量的时候,可较快地改变火床的长度?/span>
砂光_由料仓下螺旋输送机输送到砂光_输送风风口Q与新风混合后由输送管道经q防回火装置Q单向阀Q进入炉膛上砂光_喷嘴燃烧。砂光粉q料的调节通过螺旋输送机的变频控制来q行。当加热炉出口温度升高超q设定值时Q降低螺旋输送机的电行频率,减少砂光_的q料量;当加热炉出口温度降低过讑֮值时Q提高螺旋输送机的电行频率,增加砂光_的q料量?/span>
以废木料、砂光粉Z要燃料的加热炉,׃砂光_燃烧特性决定,燃料在炉膛内必须负压燃烧Q才能保证加热炉的运行正常和安全可靠Q因此,风量调节q程中,鼓风机、引风机、砂光粉输送风机间的风量匹配至关重要。调风时Q应按先开引风机,后开鼓风机,先停鼓风机,后停引风机顺序操作?/span>
风量的调节必M供热量匹配,通过调节风门或停、开鼓风机、引风机或通过鼓风机、引风机变频控制来实现风量的调节。通过变频调节Q热媒出口温度L动范围可以调节到u3℃左x更低?/span>
2.燃a加热?/span>
燃料油在燃a炉炉膛空间呈悬Q状态燃烧,它需借助油喷嘴将沚w化成很细的雾状粒子,一般粒径小?00μmQ以增加油的燃烧反应表面U。燃油喷入炉中后Q首先被炉内的高温烟气加热,而后蒸发成a气。a气遇氧即ȝ火燃烧,燃烧产生的热量,其中一部分qCla_使其不断蒸发Qa气l向外扩散,燃烧pl下厅R?/span>
以a作燃料,发热量大Q容易着火燃烧,燃烧效率也高Q几乎没有灰分,q输、贮存和q行调节都很方便Q易于实现操作、运行的机械化和自动化?/span>
燃a加热炉的供热负荷有变动时Q控制系l通过控制燃a量的变化及同步调节燃烧所需I气量来控制q入加热炉的热量Q从而控制热媒出口温度的波动?/span>
Q?Q单D늁燃烧?/span>
燃烧器只有一个喷_在正常情况下Q空气量在挡板处一ơ调好ƈ不再改变。燃烧器开始运行后Q启动吹扫和预点火,一D|间后燃a늣阀打开Q燃Ҏ向喷_火焰出现。燃烧器在温度设定点附近通过反复的开-x调节功率Q温度的波动范围Uؓu5℃左叟?/span>
Q?Q双D늁燃烧?/span>
燃烧器有两个喷嘴Q燃烧器开始运行后Q启动吹扫和预点火,一D|间后1L油电阀打开Q火焰出玎ͼ然后打开2L阀后达到满负荷。在温度讑֮炚wq通过反复的打开和关?L阀来调节功率,温度的L动范围约为?℃左叟?/span>
Q?Q三D늁燃烧?/span>
燃烧器有三个喷嘴Q燃烧器开始运行后Q启动吹扫和预点火,一D|间后1L油电阀打开Q火焰出玎ͼ然后打开2L阀加部分负P打开3L阀后达到满负荷。在温度讑֮炚wq通过反复的打开和关?号和3L阀来调节功率,温度的L动范围约为?℃左叟?/span>
此种燃烧器的喷嘴预先讑֮了滑动的双控制。开动第一U后Q第二在恒定的旉内持l的增至满负P当达到额定温度后Q第二卌l降至第一U。若用第一U已辑ֈ额定温度Q则q个基准U也关闭。通过在电控箱中装入合适的比例调节器,燃烧器就可按比例调节方式q行Q即实现了连l控Ӟ在所有负载阶D下都保证燃烧合根{滑动二U式和比例调节式燃烧器通过其功率的~慢变化能与热能装置极佳的配合,温度的L动范围约为?℃左叟?/span>
3. 燃气加热?/span>
常用的气体燃料有天然气、液化石Ҏ和城市煤气。气体燃料的着火和燃烧十分ҎQ燃烧速度与燃烧的完全E度取决于气体燃料与I气的合,混合完善,则燃烧越q速而完全?/span>
燃气加热炉的供热负荷有变动时Q控制系l通过控制燃气量的变化及同步调节燃烧所需I气量来控制q入加热炉的热量Q从而控制热媒出口温度的波动?/span>
燃气加热炉的温度控制方式有滑动两U式和比例调节式?/span>
Q?Q滑动两U式Z
点火Ӟ打开늣阀开始释攄气,点火燃气自蝶阀输出Q通过伺服马达控制蝉的位|释N分及满负h需的燃气量Q滑动两U式Z式燃烧器的部分及满负荷变换所需的时间ؓ8U,温度的L动范围约为?℃左叟?/span>
点火Ӟ打开늣阀开始释攄气,点火燃气自蝶阀输出Q通过慢速运行伺服马达控制蝶阀的位|释N分及满负h需的燃气量Q滑动两U式ZM和比例调节式M之间的差别在于电子调节装|及伺服马达的运行时_ZM-20U?M-42U)Q温度的波动范围Uؓu1℃左叟?/span>
4. 电加热器
电加热器Ҏ出口Ҏ控制电加热单元的投入数量,从而得到稳定可靠的热源?/span>
常规的电加热器采用电加热的全开-全关式控Ӟq样控制比较单,但温度的波动较大Q一般在u3℃左叟뀂在需要稳定供热的工况下,电加热单元频J的开-停也Ҏ造成电加热管的损坏,为此Q可以将d率分成两l或多组q行分别控制Q道理与燃a燃烧器中的双D三D늁是一LQ这h度的波动大为羃了。如果想q一步提高温度控制的_ֺQ可以采用固态电器来无U调节电功率的投入量Q这样供热温度的波动范围可控制在u1℃左叟?/span>
5. 燃水煤浆加热?/span>
在环境保护越来越受重视的CC会Q越来越多的新燃料和新的燃烧方式被采用,燃水煤浆的加热炉正逐渐被开发出来ƈ成熟应用。煤_加水和d剂制成的水煤用螺杆泵输送,采用I气或蒸汽雾化,送入水煤喷嘴燃烧,q行理与重油一栗负荷变化时Q操作h员一斚w需要调节进入喷嘴的水煤料Q另一斚w需要调节燃烧所需的助燃风量,q些调节虽然也可做成多可调Q但是这些调节都与操作h员的使用l验相关Q而不是水煤浆喷嘴自n的控制系l自行完成的Q因此供热温度的波动范围q是较大Q一般可控制在?℃左叟?/span>
以上采用的都是从加热炉本体燃烧设备上控制温度_ֺ的方法,可以看出Q燃油(气)加热炉和电加热器的热媒温度控制可以通过比例调节来达刊W?℃的_ֺQ而燃煤锅炉的温度控制则很难达到这L水^Q这P我们只能从工艺系l上惛_法来提高控温_ֺ?/span>
二.为提高温度精度所能采取的pȝҎ
1Q两通阀量控制
如加热炉出口热媒温度无法直接控制在需要的_ֺ以内Q也可通过两通阀调节量以满_用热讑֤的负药节。用各用热设备内被加热介质的温度来控制各支\的两通调节阀Q根据负L变化调节两通阀的开度,使进入本支\的热媒流量增大或减小Q满稳定供热的需要。此U控制方式适用于有多支路的调节Q每个独立支路阀的开度只与本支\内用热设备内介质的温度相养I与其他支路都不相兟뀂ؓ保证加热炉内热媒的@环流量,在旁路设|了量调节阀Q用出炉热媒压力Q热媒进出口压差或者热媒流量)来控制该阀的开度,在后面用热设备在负L态工作时Q旁通阀开大保证加热炉不因量降低而生粘度增加和l焦的问题?/span>
2.三通阀量控制
如系l中只有一个用热设备,则利用一个三通调节阀可q行负荷的调节。用热设备内的温度信L来控?/span>q入讑֤的热媒流量,满负荷需要,多余的热媒则通过三通阀旁\回流q回加热炉。用三通阀控制恒定体积量已被q泛应用在工业生产中Qƈ被证明ؓ一U简单易行而又可靠的方案?/span>
3.采用蓄热|工?/span>
在系l中讄蓄热|,|内存a量约为系lLa量的1/4Q经加热炉加热后的导热aq入蓄热|,然后再通过二次循环泵将Ҏ入后面各个用热点Q如用热讑֤AQ,如需要有某个不同的工艺温度点Q如用热讑֤BQ,q可以用LҎ合调节的Ҏ实现。经用热讑֤使用后的回a再进入蓄热罐Q由d@环܇抽回加热炉再ơ加热。由于主循环只流l加热炉、a线和蓄能罐Q流动阻力很,因此d@环܇的扬E可选的较小Q一般有40~50cxE即可。通过蓄热|的讄Q增加了pȝ内的Ҏa量,钝化了负荷变化对Ҏ的媄响,对小负荷的加热炉及系l管U比较短的加热炉效果其明显?/span>
4.采用二次循环工艺
对于pȝ线比较长和Ҏa量大的系l,特别是有多个用热温度点的用户可以采用多个二次循环模块来实现稳定供热。来自主循环的热油由分流式三通调节阀控制q入二次循环与冷Ҏ合,分流式三通调节阀的开度由混合Ҏ控制Q通过q样的方式,可以得到恒定量和恒定温度的热aq入用热讑֤。特别是对于压机q样需要大量的用热设备,通过二次循环模块的设|解决了其与d@环流量的匚w问题?/span>
5.采用量回流介质旁\工艺
在某些热用户的工ZQؓ保证d@环中加热炉出口温度的E_Q还可采用回介质炉前旁路法。如果出口温度超q设定的某点温度Q则自动开启旁路阀Q用h体来混合热流体,使合流体的温度恢复到控制温度内Q旁路阀的开度由混合热媒的温度来控制。但q种Ҏ必须严格计算旁通管路口径,保证在旁路较大开路时Q进入加热炉的热媒流量仍在安全流量之上,一般旁路流量控制在L量的10%~15%Q否则会׃量q低而对加热炉造成损坏?/span>