劉海龍

摘? ?要：本文詳細分析了蓄熱式臺車加熱爐實際使用中爐壓、工件氧化燒損、低溫點火、爐溫均勻性、臺車驅動等存在的問題，并對上述問題提出了解決方案。

關鍵詞：蓄熱式? 控制系統(tǒng)? 爐窯自動化

中圖分類號：TG307? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0092-02

臺車式加熱爐是一種間斷式變溫爐，爐膛不分區(qū)段，廣泛應用于冶金、機械行業(yè)，適用于重量較大且難于在連續(xù)式加熱爐內輸送的鋼料加熱。蓄熱式燃燒技術應用在臺車加熱爐上，降低了加熱爐的排煙溫度，提高了能源利用率，取得了較好的經濟性，節(jié)能效果明顯。但我公司在實際使用中卻發(fā)現了幾點問題，對加熱爐的正常使用造成一定影響，因此急需解決這幾項問題，保證設備正常運行。

1? 目前存在問題

1.1 爐壓波動大且爐壓偏高

爐壓是臺車加熱爐燃燒控制系統(tǒng)中的一個重要工藝參數，爐壓的高低不僅影響到爐內的氣氛，而且還影響到爐窯設備的使用壽命。爐壓過高會造成爐門跑火冒火，溢出的高溫爐氣直接烘烤爐門鋼板、爐門立柱和其他電氣設備，直接影響爐門護板及電氣元件的使用壽命。爐壓過低會造成吸冷風，影響爐內氣氛，使得工件的氧化燒損率上升，還會使爐溫降低，造成能耗過高。

蓄熱式臺車加熱爐由于爐型結構、排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)與常規(guī)加熱爐不同，導致其爐壓波動較常規(guī)加熱爐更為明顯。蓄熱式臺車加熱爐為減少閥門故障率，多采用集中換向形式，這樣更加劇了爐壓的波動。

1.2 工件的氧化燒損日益嚴重

臺車式加熱爐爐溫一般運行在1200℃～1240℃的高溫狀態(tài)下，在此高溫狀態(tài)下，爐內鋼件十分容易氧化。實驗數據表明，設鋼件在800℃的氧化燒損量為1，則1000℃氧化燒損量為其4倍，1200℃約為10倍，1300℃時增加到20倍。所以臺車加熱爐工件氧化燒損問題越發(fā)吸引工業(yè)加熱生產者的關注。

1.3 低溫點火不穩(wěn)定和爐溫均勻性差

作為間斷性周期爐，爐溫經常由室溫升到最高爐溫。在低溫狀態(tài)下，蓄熱式燒嘴無法實現自燃，通常采用點火燒嘴將其引燃。由于換向作用，點火燒嘴經常在蓄熱式燒嘴引煙過程中熄滅。蓄熱式燒嘴通常采用彌散式燃燒，由于燃氣爐低溫主要靠對流傳熱、高溫主要靠熱輻射進行傳熱，故蓄熱式臺車爐在低溫狀態(tài)下的爐溫均勻性較差。

1.4 臺車驅動密封問題

臺車在啟動時速度較快，易造成工件跌落，會砸壞臺車砌磚座沙封等部件。同時因其速度較快，在返回爐膛內時臺車在碰到電氣限位后，因臺車裝載量一般在70t以上，造成慣性較大，仍然會向前運行，對爐體后墻及機械限位造成一定沖擊，同時碰撞機械限位時可能會將臺車反彈一小段距離。造成定位精度差影響爐體的密封性。

1.5 換向閥故障問題

原有的蓄熱式臺車加熱爐采用分散換向的形式，這種形式雖然有利于爐壓的穩(wěn)定，但由于閥門數量增多，帶來了故障點多，維修頻繁的問題。由于換向閥多采用氣動控制，閥體與閥板之間的振動較大造成閥門故障。

2? 問題解決方案

2.1 解決爐壓波動大且爐壓偏高

對排煙系統(tǒng)、燃控系統(tǒng)進行了改造。在原有引煙的排煙系統(tǒng)上，加上了爐后的輔助排煙功能。引煙蓄熱回路采用引煙溫度控制排煙量。這樣有效防止燒嘴蓄熱體過燒和管道過熱導致的閥門卡死現象。輔助排煙采用爐壓控制排煙量。爐壓控制回路采用PID調節(jié)，爐壓從臺車面取壓后，經壓力PID調節(jié)器調節(jié)，調節(jié)輔助排煙的煙道閘板的開度，進而調整爐壓。針對爐壓波動，傳統(tǒng)PID調節(jié)器無法正常工作的問題，我們在爐壓取樣回路采用爐壓阻尼器，對爐壓的波動進行平滑，使爐壓調節(jié)效果有了明顯改善。在燃控系統(tǒng)方面，我們采用了連續(xù)式溫度調節(jié)方式。這樣，燒嘴的供熱量是連續(xù)變化的過程，爐膛內部的氣氛大部分時間也是一個連續(xù)過程變化的過程，有利于爐壓的穩(wěn)定調整。

2.2 解決工件的氧化燒損日益嚴重

工件氧化燒損必須具備兩個條件：（1）較高的爐溫;（2）爐膛氣氛中有多余的氧氣。工件要在較高的溫度下才能滿足工藝生產的要求，因此不能采用降低爐溫的方法來降低氧化燒損。只能通過降低爐內氣氛來降低氧化燒損。

針對此問題，我們進行兩方面改進來改善爐內氣氛：一是控制好空燃比例，在保證燃料完全燃燒的前提下，最大限度的降低空氣過剩系數。在控制系統(tǒng)中在空燃氣主管上分別安裝流量測量裝置，根據爐溫狀況分別計算出所需的空氣量、燃氣量并分別進行隨動控制。空氣量在計算過程中，在空氣過剩系數方面，要考慮在1.05～1.2之間。這樣既保證燃料的充分燃燒，又防止了爐內過氧氣氛。二是保證爐壓在微正壓狀態(tài)，防止爐壓過低，爐外空氣進入爐內。通過對排煙系統(tǒng)、燃控系統(tǒng)進行改造，對爐壓進行實時的PID控制，爐壓控制精度明顯改善，能夠始終保持在微正壓。

2.3 解決低溫點火不穩(wěn)定和爐溫均勻性差

在原有蓄熱式燒嘴的基礎上，添加若干支常規(guī)燒嘴。在低溫狀態(tài)時，常規(guī)燒嘴點燃，蓄熱式燒嘴停止工作，系統(tǒng)會在某一設定的溫度下自動切換到蓄熱式燒嘴工作狀態(tài)，這樣，極大地改善了蓄熱式臺車爐低溫狀態(tài)下的爐溫均勻性。也解決了蓄熱式燒嘴點火不穩(wěn)定的問題。

2.4 解決臺車驅動密封問題

在臺車驅動系統(tǒng)中做改進，增加了變頻器。臺車在啟動過程中，變頻器起到軟起動的作用，使臺車啟動平穩(wěn)、可靠。解決了因臺車啟動過快易造成工件跌落的問題。另外在臺車返回爐膛內時，在快進到位的地方設置減速限位，通過變頻器調整，讓臺車能夠提前減速，這樣減少了臺車慣性，降低了臺車對爐體密封及爐后限位的沖擊，同時提高了臺車的定位精度。改造后爐門與臺車、爐體的密封性能較改造前有了明顯改善。

2.5 解決換向閥故障問題

由分散換向改為集中換向形式，通過對爐壓的改進，解決了集中控制對爐壓的影響。改造后由原來的八個三通換向閥改為兩個四通換向閥，這樣有效減少了故障點。另外在換向閥驅動方面采用液壓驅動，驅動效果較氣動方式平穩(wěn)，有效減少了振動，也降低了閥門的故障率。在控制方面，換向閥兩個狀態(tài)均設置限位，當換向閥不到位時即有故障指示，提示操作人員及時處理。

3? 結語

經過上述幾點問題的分析解決，解決了蓄熱式加熱爐在使用過程中存在的幾點問題，使得蓄熱式燃燒技術在臺車式加熱爐上的應用性提高。蓄熱式臺車加熱爐在經濟和環(huán)保上的優(yōu)勢十分明顯，具備廣泛的推廣價值。

參考文獻

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