蓄熱式軋鋼加熱爐燃燒質量優化控制研究

霍立偉

（邢臺鋼鐵有限責任公司，河北 邢臺 054000）

軋鋼加熱爐作為鋼鐵企業的一個重要的能耗設備設施。在資源不斷的枯竭，環保意識提升下，政府對于淘汰較為落后的產業越來越重視，為了能夠使得加熱爐節能，且能夠提升燃燒質量，蓄熱式燃燒技術得到了很廣泛的應用。

1 軋鋼加熱爐概述

在進行軋鋼加熱爐設計的過程中，需要嚴格的按照業務環境和業務標準進行加熱爐的選擇，需要把投資計劃、鋼種以及規格的生產，還有燃料的種類，再加上能耗和加熱溫度等結合起來，需要對軋鋼加熱爐的結構和線管進行一定的了解并明確，這樣才能夠確保軋鋼加熱爐達到節能效果。若是企業根據低熱值氣體和更常規的鋼加熱，就需要選擇雙空氣和儲氣罐。若是能夠保障生產達到穩定的狀態，就需要選擇傳統的熱交換器。若是企業擁有的是不同類型的天然氣，就需要結合不同業務的進行選擇。需要對爐子的結構進行明確，明確爐子的基本特性后，利用大型冶金企業的加熱質量需求和軋機的穩定性進行確定，質量需要注意節能減排帶來的影響。

2 蓄熱式加熱爐存在的問題

隨著經濟的快速發展，蓄熱式軋鋼加熱爐得到了廣泛的應用。鋼鐵企業的工作人員和技術人員，對蓄熱式燃燒技術的研究越來越透徹，但在具體應用過程中也出現了諸多不足。如新建立的蓄熱式加熱爐，它的實際造價成本過高，而且蓄熱體很容易發生堵塞現象，實際波動過大且不容易進行調節。各種設備的管道眾多，實際結構過于復雜，維修的費用成本也很高。隨著深入推廣，實際的應用也遇到了很多的問題，蓄熱式加熱爐實際應用的時間過于短暫，實際應用過程中存在的問題也是無法避免的。

蓄熱式燃燒技術應用到加熱爐后，最大的優點是讓高爐煤氣的燃燒溫度得到了提升，它的熱值相對較低，這樣就能夠有效避免高爐煤氣的過量放散，將很多資源進行節省。所以蓄熱式的燃燒技術仍然具備著很多的優點，值得廣泛的推廣及應用。所以目前存在的觀點，認為蓄熱式的軋鋼加熱爐存在著很多的問題，不能夠節約成本，認為蓄熱式燃燒技術應當不再使用，應當將原來的常規加熱爐取而代之，這樣的觀點太片面，不是科學技術進步的體現，要取長補短，正確看待優缺點。

3 蓄熱式軋鋼加熱爐燃燒質量優化控制措施研究

3.1 科學管控空氣系數

軋鋼加熱爐的類型，有很多種，正是因為類型的不同，它所使用的燃料也不同。不僅有單一的燃料型，還有很多混合的燃料性。加熱爐燃燒實際效果提高的過程中，大多數企業引進推廣空燃比控制技術。根據加熱爐燃氣熱值的不斷變化，及時將空氣和煤氣之間的比例作出適當的調整，這樣整個燃燒爐中的煤氣就會完全充足，將最小空氣系數的實際效果得到最大體現。當很多生產企業選擇利用這種技術時，需要配置煤氣熱值儀。如果相關鋼鐵企業不具備利用這項技術的條件，可以利用其它方式。確立固定的燃燒時間段，在這個過程當中，不斷的提供煤氣流量，這樣能夠讓整個爐溫中的空氣和燃料比例達到一定的數值。不僅如此，需要關注的還有周期長短，這主要是取決于燃氣熱值波動的時間范圍。

3.2 擴大蓄熱式燃燒技術的應用

蓄熱式的燃燒技術實際上是在高溫低氧的環境下，進行燃料生產的一個技術。通過應用這項技術，不僅能夠將加熱爐中的氧化燒損現象降到最低，還能夠節約能源。蓄熱式的燃燒方式需要利用大空間的擴散，燃燒來代替靜態火焰，局部高溫燃燒。這樣不僅能夠讓整個熱爐燃燒的更加均勻，而且它會變得更加穩定，不會因為溫度過度集中而造成氧化損耗。除此之外，局部高溫導致的空氣系數太多的現象也會完全規避。通過利用低熱值的煤氣作為基礎的燃料，不僅可以使爐氧化燒損程度和面積降到最小，而且煤氣的使用量也會比其它燃燒技術使用的少，能夠將相關企業的燃料成本節約到最大。

3.3 科學組織生產

（1）定期批量進行生產。不斷的調整生產方式，會使得軋鋼加熱爐的實際能源消耗量加大。所以，軋鋼企業應該在2～4個生產任務，整合在一起，形成一個相對比較集中的生產計劃，這樣能夠在實際生產過程當中將能源消耗降到最低。

（2）一定要將實際生產力進行均衡。均衡的生產能夠讓軋鋼加熱爐的實際燃燒處在一個穩定狀態，不僅能夠提升能源的實際使用效率，而且在整個過程當中相關生產工作人員的任務量也會被提前告知。在實際生產過程當中，它的加熱溫度以及實際節奏，得到了準確的計算，實際需要控制的數值也能夠更精確。不僅如此，通過將整個系統分級來進行燃燒，實際的軋鋼加熱爐在生產過程當中，它的均衡性也會得到保證，節能生產目標會全部實現。

（3）不斷提升軋鋼加熱爐的熱送裝率和實際溫度。在實際生產過程中，盡量將冷配和熱配之間的過渡時間進行減少，這樣能夠提升實際溫度。根據相關數據的統計，加熱爐中的熱送熱裝率提高的同時，燃氣燃燒的消耗就會減少。通過利用這樣的方式，鋼鐵企業每年在這方面的成本就會節約上百萬元。

3.4 生產節奏均衡

當前鋼鐵企業需要熱加爐的使用，需要節約能源，在實際燃燒的過程中盡量保持穩定。所以實際穩定，生產的平衡性非常的重要。對于所有的加熱爐，主要是為了將燃燒爐應用的更加穩定和均衡。對于需要二次進行燃燒的系統，提前預測不同階段的溫度應該如何進行控制，整體燃燒系統所需要計算的數值，每分鐘計算一次。如果所需要用到的溫度以及燃燒量和最初預期的偏差過大的話，實際的加熱爐，預測的數據就不能夠再用。如果為了生產而不斷加快進度的話，就會使很多加熱能量受到損失。

3.5 氧化鋯殘氧分析儀設置

實際工作安裝中所需要用到的殘氧分析儀，安裝的檢測點不應該在排煙管道上。它實際設置應該在爐膛內的某個位置，這樣的數據測出來才會有真實性。如果安裝在排煙管道上，因為換向閥有著不同程度的內泄漏，很容易使得殘氧含量測出的不夠準確。

3.6 提高加熱爐的自動化水平

在整個軋鋼加熱爐實際運行的過程中，最嚴重的問題就是氧化燒損通過，對設備定期進行改進，這樣才能夠將它的自動化水平進行提升，具體應該從以下幾個方面進行準備。

（1）在某種程度上，加熱爐的實際散熱性，會影響整個氧燒損的狀況。它主要受到的影響是爐內的保溫層。所以要對實際保溫層進行定期優化，這樣在它的結構基礎上不斷的增加保溫層，就能夠讓整個設備受到的影響最小。舉例來說，所利用的保溫材料性能高的話，讓它固定在風管處，這樣能夠將氧化燒損的情況做出緩解。

（2）如果顱內適中的氧化燒損狀況，一直持續的話，那么整個爐內的受損概率就會加大。所以，必須要對加熱爐進行科學合理的配置，最關鍵的是，實際爐體的材料選擇必須非常的優質，在環境忽冷忽熱的狀況下，爐內的溫度也能夠很好的適應。

（3）在日常生產過程中一定要對爐溫進行合理的控制，不能夠讓氧化燒損的問題出現，這樣就必須要在爐內的溫度控制在合理的范圍之內。

3.7 煤氣換向與反吹時序控制

加熱爐增加自動化控制系統后，不僅能夠讓加熱爐主動換相，而且它的實際工藝也能夠得到很好的控制，使換向控制以及燃燒系統進行更有效的結合。加熱爐自動化控制硬件系統在設備基礎上又增加了對應的功能模塊，反吹風機的官網壓力也得到了增加。在燃控的客戶端，有畫面能夠讓每個換向閥的進氣排煙得到獨立控制，各項調節功能都得到很好的應用，并且執行得非常穩定。具體運作過程如圖1所示。

如果A側的煤氣換向閥，完成了進氣燃燒之后，另一側的煤氣換向閥保持的狀態為排煙蓄熱。讓進氣的閥門進行關閉。之后黑色的反吹向法就打開，并且保持一段時間，再將反向閥關閉到位，這也就完成了整個反饋過程。再將A側的排煙閥板，進行打開。在A側的煤氣換向閥，進氣閥門關閉之后，吹掃的閥門打開時，同側的空氣就會不斷進入，然后持續保持開啟的狀態，這樣反吹置換出的煤氣就能夠進入到爐膛之中，然后再次進行燃燒。在A側之中的空氣三通閥，延時2～3秒之后，再將排煙閥板進行打開。在必測煤氣換向閥得到控制之后，和A側進行對稱。在A側排煙閥板，打開的同時，預測煤氣的幻象，進氣閥門也需要進行打開，當整個爐內呈現為燃燒狀態的時候，整個周期也就全部完成了。整個加熱爐，在不同時間段的幻象吹掃間隔時間都是由整個系統進行規定的，它能夠將兩段或者多段同時幻象或者反向吹向工作進行避免，這樣能夠確保整個反饋效果達到最佳。

圖1 加熱爐內部運行過程圖

4 結語

綜上所述，以軋鋼加熱爐燃燒質量優化途徑為出發點，集中研究了降低軋鋼加熱爐氧化燒損的途徑，得出可以通過提升設備自動化水平、推廣蓄熱式燃燒技術等方式，促進降低軋鋼加熱爐氧化燒損效果得到實現。