專利名稱：一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
早期的冶煉金屬鎂及金屬鈣的還原爐采用如下燃燒控制方式爐膛溫度、爐膛壓力的控制采用直接現(xiàn)場手動(dòng)或者控制室內(nèi)加裝遠(yuǎn)程手操儀器間接手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)閥門。其空氣和燃?xì)獾呐浔热菀籽訒r(shí)滯后，時(shí)間差比較大，造成溫度不穩(wěn)，爐膛壓カ波動(dòng)較大，排煙管道溫度經(jīng)常出現(xiàn)警報(bào)，甚至超出安全允許范圍，高溫?zé)煔饨?jīng)過管道直接排出，帶走大量余熱，由于手動(dòng)調(diào)節(jié)的延遲差距，其中會(huì)有ー些未燃盡的有害物質(zhì)，造成既污染環(huán)境又浪費(fèi)能源的后果。還原爐出渣困難，現(xiàn)在廣泛采用人工掏罐的方式，工作環(huán)境惡劣，工作人員眾多， 不利于大規(guī)模生產(chǎn)。因而這種還原爐的生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)不具有最佳的費(fèi)效比，生產(chǎn)成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提出的ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)及其控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，包括還原爐蓄熱燃燒爐體、蓄熱式燒嘴和程序控制器，在爐體空腔中垂直設(shè)置有多個(gè)還原罐，還原罐的進(jìn)料ロ設(shè)置在爐體的頂部，還原罐的出渣ロ設(shè)置在爐體底部外側(cè)，所述還原罐出渣ロ設(shè)置有密封蓋開關(guān)裝置，圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置有多個(gè)燃燒ロ，燃燒口中設(shè)置所述蓄熱式燒嘴，所述蓄熱式燒嘴設(shè)有煤氣進(jìn)口和空氣進(jìn)ロ，其中，所述多個(gè)燃燒ロ在爐體側(cè)壁中心線兩側(cè)數(shù)量對等均運(yùn)分布設(shè)置，所述兩側(cè)分別被稱為A側(cè)和B側(cè)，一個(gè)自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別連接A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴；所述自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)包括第一 3通換向閥、第二 3通換向閥、第三3通換向閥和第四3通換向閥，其中
所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的第I換向通道相互連接并連接第一排煙管道，所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的主通道相互連接并連接煤氣進(jìn)氣管路，所述第一 3通換向閥的第2換向通道連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)ロ，所述第二 3通換向閥的第2換向通道連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)ロ ；
所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道相互連接并連接第二排煙管道，所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的主通道相互連接并連接空氣進(jìn)氣管路，所述第三3通換向閥的第2換向通道連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣進(jìn)ロ，所述第四3通換向閥的第2通道連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣進(jìn)ロ；
在所述爐體頂部分別設(shè)置有爐膛溫度傳感器和爐膛壓カ變送器，在所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接ロ處設(shè)置有第一排煙管道溫度傳感器，在所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接ロ處設(shè)置有第二排煙管道溫度傳感器，所述第一排煙管道上設(shè)置有第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述第二排煙管道上設(shè)置有第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受空氣管路流量控制的煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受爐膛溫度控制的空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在所述煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有煤氣流量變送器，在所述空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有空氣流量變送器；
所述爐膛溫度傳感器、爐膛壓カ變送器、第一排煙管道溫度傳感器、第二排煙管道溫度傳感器、煤氣流量變送器、空氣流量變送器的信號分別連接至所述程序控制器的信號接收端，所述還原罐出渣ロ密封蓋開關(guān)裝置控制信號、第一 3通換向閥、第二 3通換向閥、第三3通換向閥、第四3通換向閥以及煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制端分別連接至所述程序控制器的控制輸出端。進(jìn)ー步，所述還原罐包括還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣ロ與所述還原罐內(nèi)筒連通。進(jìn)ー步，所述還原罐出渣ロ密封蓋開關(guān)裝置包括出渣ロ密封蓋、密封蓋推拉臂和 密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣缸，所述氣缸固定在爐體底部，所述密封蓋推拉臂是ー個(gè)弧形軸臂，弧形軸臂的一端連接出渣ロ密封蓋，弧形軸臂另一端通過轉(zhuǎn)軸與汽缸臂連接。進(jìn)ー步，所述3通換向閥是氣動(dòng)3通換向閥。進(jìn)ー步，所述圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置的多個(gè)燃燒ロ是偶數(shù)個(gè)，并且至少是4個(gè)。進(jìn)ー步，所述煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有煤氣快速切斷閥。ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，所述方法是基于權(quán)利要求I所述金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)的控制方法，所述方法控制爐膛溫度處于正常范圍內(nèi)；爐膛壓力滿足高于相對大氣壓力的正常范圍內(nèi)；其中，所述控制方法的步驟包括燃燒換向排放的步驟、跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟以及穩(wěn)定排煙溫度的步驟；
所述燃燒換向排放的步驟是將爐體中心線兩側(cè)即A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴通過與之連接的自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別進(jìn)行燃燒和排氣的輪換切換，切換的時(shí)間是在60S 120S之間；
所述跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟是燃?xì)饬髁堪粗諝夂兔簹獾呐浔葏?shù)進(jìn)行供給，在正常溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度升高或降低時(shí)，首先調(diào)低或調(diào)高空氣的供給量，然后按照空氣和煤氣的配比參數(shù)跟隨調(diào)整煤氣的供給量，使得空氣和煤氣始終按著配比參數(shù)進(jìn)入爐膛燃燒；
所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟是當(dāng)蓄熱式燒嘴處于排氣狀態(tài)時(shí)，首先判斷爐膛內(nèi)壓カ是否大于設(shè)定值，如果不大于設(shè)定值，則第一排煙管道和第二排煙管道關(guān)閉不排氣，如果爐膛內(nèi)壓カ大于設(shè)定值，則首先打開第一排煙管道或第二排煙管道，井根據(jù)爐膛內(nèi)壓カ與設(shè)定值相差的大小調(diào)整排放流量；當(dāng)先打開第一排煙管道后，則第二排煙管道根據(jù)第一管道換向閥排放ロ的溫度與第二排煙管道換向閥排放ロ溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第二排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第二排煙管道；反之，若先打開第二排煙管道后，則第一排煙管道根據(jù)第二管道換向閥排放ロ的溫度與第一排煙管道換向閥排放ロ溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第一排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第一排煙管道。進(jìn)ー步，所述燃燒換向排放的步驟進(jìn)一步是當(dāng)溫度是在正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在80S 120S之間；當(dāng)溫度高于正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在60S。進(jìn)ー步，所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟中，所述設(shè)定差值是±2°C的絕對值。進(jìn)ー步，所述控制方法的步驟還包括出渣的步驟，其中，系統(tǒng)所述還原罐包括還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒，還原礦渣置于還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒之間，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣ロ與所述還原罐內(nèi)筒連通；當(dāng)所述還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)中的還原罐出渣時(shí)，首先打開還原罐出渣ロ，從爐體頂部的還原罐進(jìn)料ロ將還原罐內(nèi)筒抽出，礦渣在重力作用下自由從還原罐出渣ロ排除。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是
燃燒穩(wěn)定由于空氣流量和燃?xì)饬髁靠偸菍?shí)時(shí)處于追隨狀態(tài)，保證燃燒一直處于最佳的配比狀態(tài)，減少多余廢氣的進(jìn)入，燃燒火焰溫度穩(wěn)定，還原爐內(nèi)溫度均勻性極好。爐膛壓力穩(wěn)定采用高精度的微差壓儀表，精確測量爐膛壓力，快速準(zhǔn)確執(zhí)行器，兩種介質(zhì)排煙量實(shí)時(shí)處于跟隨狀態(tài)，保證在排煙溫度均衡的狀態(tài)下盡快的排出爐膛內(nèi)的煙氣，維持爐膛內(nèi)壓カ穩(wěn)定。節(jié)能高效由于經(jīng)過蓄熱燒嘴，爐體排出的熱量降到最低，大幅度的降低熱損失，節(jié)約了能源的用量，降低了生產(chǎn)成本。設(shè)備使用壽命延長由于燃燒的高效性可以盡可能的減少空氣供應(yīng)量，降低爐內(nèi)還原罐表面氧化燒損，爐內(nèi)溫度場的高均勻性也確保了還原罐加熱的整體平衡，減少因局部過熱造成還原罐變形、泄露真空、還原罐內(nèi)局部結(jié)焦粘罐。出渣系統(tǒng)使得工作人員原理出渣現(xiàn)場，避免工作人員承受高溫、高腐蝕性氣體、高粉塵環(huán)境，一位員エ可以同時(shí)操作數(shù)臺(tái)還原爐出渣，大幅度的節(jié)約人力成本，降低人員的的勞動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)備運(yùn)行安全智能化通過DCS或者PLC控制系統(tǒng)對爐子生產(chǎn)過程及各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，對出現(xiàn)的報(bào)警及時(shí)自動(dòng)處理，并對某些故障突發(fā)事件做應(yīng)急處理。這樣增強(qiáng)了管理高效性，節(jié)約了人力資源，保障了生產(chǎn)安全性。下面結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作ー詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)爐體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)系統(tǒng)配置示意 圖3為本發(fā)明還原罐內(nèi)部及出渣ロ結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I ;
ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，參見圖I至圖3，所屬系統(tǒng)包括還原爐蓄熱燃燒爐體I、蓄熱式燒嘴2和程序控制器，在爐體空腔中垂直設(shè)置有多個(gè)還原罐3，還原罐的進(jìn)料ロ設(shè)置在爐體的頂部，還原罐的出渣ロ 3-1設(shè)置在爐體底部外側(cè)，所述還原罐出渣ロ設(shè)置有密封蓋開關(guān)裝置4，圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置有多個(gè)燃燒ロ 1-1，燃燒口中設(shè)置所述蓄熱式燒嘴，所述蓄熱式燒嘴設(shè)有煤氣進(jìn)ロ 2-1和空氣進(jìn)ロ 2-2，其中，所述多個(gè)燃燒ロ在爐體側(cè)壁中心線兩側(cè)數(shù)量對等均運(yùn)分布設(shè)置，所述兩側(cè)分別被稱為A側(cè)和B側(cè)，一個(gè)自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別連接A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴；
所述自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)包括第一 3通換向閥5、第二 3通換向閥6、第三3通換向閥7和第四3通換向閥8，其中
所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的第I換向通道5-1和6-1相互連接并連接第一排煙管道9，所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的主通道5-2和6-2相互連接并連接煤氣進(jìn)氣管路10，所述第一 3通換向閥的第2換向通道5-3連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)ロ，所述第二 3通換向閥的第2換向通道6-3連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)ロ ；
所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道7-1和8-1相互連接并連接第ニ排煙管道11，所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的主通道7-2和8-2相互連接并連接空氣進(jìn)氣管路12，所述第三3通換向閥的第2換向通道7-3連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣 進(jìn)ロ，所述第四3通換向閥的第2通道8-3連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣進(jìn)ロ ；
在所述爐體頂部分別設(shè)置有爐膛溫度傳感器13和爐膛壓力變送器14，在所述第一 3通換向閥和第二3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接ロ處分別設(shè)置有第一排煙管道溫度傳感器15和16，在所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接ロ處分別設(shè)置有第二排煙管道溫度傳感器17和18，所述第一排煙管道上設(shè)置有受第二排煙管道排煙溫度控制的第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥19，所述第二排煙管道上設(shè)置有受爐膛壓カ控制的第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥20，在煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受空氣管路流量控制的煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥21，在空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受爐膛溫度控制的空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥22，在所述煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有煤氣流量變送器23，在所述空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有空氣流量變送器24 ;實(shí)施例中所述煤氣進(jìn)氣管路的煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和煤氣流量變送器之間設(shè)置有煤氣快速切斷閥25 ；
所述爐膛溫度傳感器、爐膛壓カ變送器、第一排煙管道溫度傳感器、第二排煙管道溫度傳感器、煤氣流量變送器、空氣流量變送器的信號分別連接至所述程序控制器的信號接收端，所述還原罐出渣ロ密封蓋開關(guān)裝置控制信號、第一 3通換向閥、第二 3通換向閥、第三3通換向閥、第四3通換向閥以及煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制端分別連接至所述程序控制器的控制輸出端。實(shí)施例中，所述的程序控制器可以是可編程序控制器(PLC)或者是分散控制系統(tǒng)(DSC, DistributedControlSystem),本實(shí)施例采用的是分散控制系統(tǒng)，所述分散控制系統(tǒng)包括主控計(jì)算機(jī)26以及與之連接設(shè)置的換向控制単元27、爐膛溫度控制單元28、爐膛壓力控制單元29、第一排煙管道控制單元30、煤氣流量控制單元31 ;其中，換向控制單元采集第一排煙管道溫度傳感器和第二排煙管道溫度傳感器的溫度信號，同時(shí)輸出控制四個(gè)換向閥的換向；爐膛溫度控制單元根據(jù)爐膛溫度控制空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；爐膛壓力控制單元根據(jù)爐膛壓カ控制第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；第一排煙管道控制單元根據(jù)第二排煙管道溫度傳感器的信號控制第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；煤氣流量控制單元根據(jù)空氣流量變送器的信號控制煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。實(shí)施例中，為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)礦渣的自動(dòng)下瀉，參見圖3，所述還原罐包括還原罐內(nèi)，3-2和還原罐外筒3-3，還原礦渣3-4置于還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒之間，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣ロ 3-1與所述還原罐內(nèi)筒連通。
實(shí)施例中，如圖3所示，所述還原罐出渣ロ密封蓋開關(guān)裝置包括出渣ロ密封蓋4-1、密封蓋推拉臂4-2和密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)4-3，所述密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣缸，所述氣缸固定在爐體底部，所述密封蓋推拉臂是ー個(gè)弧形軸臂，弧形軸臂的一端連接出渣ロ密封蓋，弧形軸臂另一端通過轉(zhuǎn)軸與汽缸臂連接，圖3示意了密封蓋封閉和打開的兩種狀態(tài)。實(shí)施例中，所述3通換向閥是氣動(dòng)3通換向閥。實(shí)施例中，所述圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置的多個(gè)燃燒ロ是偶數(shù)個(gè)，并且至少是4個(gè)。本實(shí)施例采用PLC或者DCS等控制單元配以高精度的流量測量、溫度測量儀表和高靈敏度的可遠(yuǎn)程控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，布置于空氣、燃?xì)?、空氣煙氣、燃?xì)鉄煔夤艿篮蜖t膛頂部，還原罐ロ部位。使之實(shí)時(shí)、精確測量現(xiàn)場參數(shù)，快速、合理、準(zhǔn)確的調(diào)整相關(guān)執(zhí)行器來調(diào)整參數(shù)，以使還原爐達(dá)到最具費(fèi)效比的運(yùn)行狀態(tài)。溫度測量儀表、流量測量儀表、壓カ測量 儀表、換向閥或者快切閥、電動(dòng)執(zhí)行器將還原爐運(yùn)行的幾大指標(biāo)爐膛溫度、爐膛壓力、排煙有機(jī)的整合起來，進(jìn)行綜合控制，在DCS及PLC控制系統(tǒng)的指令操縱下協(xié)調(diào)有序地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)爐子兩側(cè)蓄熱燒嘴交替換向燃燒、爐子溫度平穩(wěn)、爐膛壓カ平穩(wěn)、排煙指標(biāo)合理的功能，從而保證了爐子整體的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。實(shí)施例2
ー種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，所述方法是實(shí)施例I所述金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)的控制方法，因此實(shí)施例I的內(nèi)容適合于本實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)；所述方法控制爐膛溫度處于1230°C、正負(fù)5°C的正常范圍內(nèi)；爐膛壓カ滿足高于相對大氣壓カ10Pa、正負(fù)3Pa的正常范圍內(nèi)；其中，所述控制方法的步驟包括燃燒換向排放的步驟、跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟以及穩(wěn)定排煙溫度的步驟；
所述燃燒換向排放的步驟是將爐體中心線兩側(cè)即A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴通過與之連接的自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別進(jìn)行燃燒和排氣的輪換切換，切換的時(shí)間是在60S 120S之間；
所述跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟是燃?xì)饬髁堪粗諝夂兔簹獾呐浔葏?shù)進(jìn)行供給，在正常溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度升高或降低時(shí)，首先調(diào)低或調(diào)高空氣的供給量(即溫度升高降低空氣供給量，溫度降低升高空氣供給量)，然后按照空氣和煤氣的配比參數(shù)跟隨調(diào)整煤氣的供給量(即先調(diào)整空氣后調(diào)整煤氣)，使得空氣和煤氣始終按著配比參數(shù)進(jìn)入爐膛燃燒；
所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟是當(dāng)蓄熱式燒嘴處于排氣狀態(tài)時(shí)，首先判斷爐膛內(nèi)壓カ是否大于設(shè)定值，如果不大于設(shè)定值，則第一排煙管道和第二排煙管道關(guān)閉不排氣，如果爐膛內(nèi)壓カ大于設(shè)定值，則首先打開第一排煙管道或第二排煙管道，井根據(jù)爐膛內(nèi)壓カ與設(shè)定值相差的大小調(diào)整排放流量；當(dāng)先打開第一排煙管道后，則第二排煙管道根據(jù)第一管道換向閥排放ロ的溫度與第二排煙管道換向閥排放ロ溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第二排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第二排煙管道；反之，若先打開第二排煙管道后，則第一排煙管道根據(jù)第二管道換向閥排放ロ的溫度與第一排煙管道換向閥排放ロ溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第一排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第一排煙管道。實(shí)施例中，所述燃燒換向排放的步驟進(jìn)ー步是當(dāng)溫度是在正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在80S 120S之間；當(dāng)溫度高于正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在60S。
實(shí)施例中，所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟中，所述設(shè)定差值是±2°C的絕對值。實(shí)施例中，所述控制方法的步驟還包括出渣的步驟，其中，系統(tǒng)所述還原罐包括還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒，還原礦渣置于還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒之間，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣ロ與所述還原罐內(nèi)筒連通；當(dāng)所述還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)中的還原罐出渣時(shí)，首先打開還原罐出渣ロ，從爐體頂部的還原罐進(jìn)料ロ將還原罐內(nèi)筒抽出，礦渣在重力作用下自由從還原罐出渣ロ排除。本實(shí)施例爐子溫度控制采取比例跟隨的辦法即單介質(zhì)管道流量為主體，另外ー種介質(zhì)按一定比例跟隨的辦法，即以根據(jù)溫度高低，増加、減少空氣流量進(jìn)入爐膛，煤氣流量根據(jù)測得的空氣流量按ー定比例進(jìn)行供給，這樣由于減少人為干擾和延后，調(diào)整溫度及時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)。爐內(nèi)氣體配比始終按照最佳的配比燃燒，減少有害氣體的殘余，即安全又最大限度的環(huán)保。本實(shí)施例爐子壓力控制采用比例跟隨的辦法單介質(zhì)管道排煙溫度為主體，另外ー種介質(zhì)排煙溫度同等跟隨的辦法，即根據(jù)爐膛內(nèi)壓カ高低増加、減少第二排煙管道煙氣 的排出量，第一排煙管道煙氣的排出根據(jù)第二排煙管道溫度調(diào)節(jié)控制器，使得第一排煙管道溫度追隨第二排煙管道溫度，以達(dá)到同時(shí)在最接近的溫度下排出爐膛內(nèi)的燃燒后氣體，合理、及時(shí)的控制還原爐壓力，使得爐膛即不通過爐體縫隙向爐體外部泄露有害氣體，也不從爐體外吸入環(huán)境冷空氣，保證燃?xì)夂涂諝馐冀K在合理的配比范圍內(nèi)燃燒。本實(shí)施例爐體換向閥實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)處理正常狀況下，爐體負(fù)責(zé)改變?nèi)紵较虻膿Q向閥按照設(shè)定的時(shí)間間隔執(zhí)行動(dòng)作，換向時(shí)間可以根據(jù)每臺(tái)爐子的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)排煙管道的溫度有任何ー個(gè)超出報(bào)警值時(shí)，換向系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入超溫?fù)Q向狀態(tài)，即換向系統(tǒng)動(dòng)作按照預(yù)先設(shè)定的超溫?fù)Q向時(shí)間進(jìn)行工作(縮短換向時(shí)間可以縮短單側(cè)排煙時(shí)間，達(dá)至IJ快速的降低排煙溫度的目的)，當(dāng)排煙管道溫度降到合理范圍以后換向系統(tǒng)自動(dòng)返回到設(shè)定的換向時(shí)間進(jìn)行工作。這樣可以有效的控制排煙溫度，使得爐子向爐體外排出燃燒后氣體更加安全，減少向爐體外排出熱量，在有殘余有害氣體排出時(shí)更加安全，有益于節(jié)能減耗、增加環(huán)保。本實(shí)施例豎式還原爐自動(dòng)出渣系統(tǒng)采用弧形軸連接方式，用氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)罐底部密封蓋動(dòng)作，進(jìn)行排渣工作。當(dāng)達(dá)到出渣條件時(shí)，在控制器HMI畫面上點(diǎn)擊相應(yīng)還原罐的按鈕，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離開/關(guān)出渣ロ，提起還原罐內(nèi)筒，礦渣在重力作用下自由滑落到指定位置，整個(gè)出渣過程工作人員不必親臨惡劣的現(xiàn)場，不必接觸1000°C以上的高溫、高溫礦渣粉塵，減少工作人員數(shù)量，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，維護(hù)人員健康，適合于大規(guī)模的生產(chǎn)模式。
權(quán)利要求
1.一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，包括還原爐蓄熱燃燒爐體、蓄熱式燒嘴和程序控制器，在爐體空腔中垂直設(shè)置有多個(gè)還原罐，還原罐的進(jìn)料口設(shè)置在爐體的頂部，還原罐的出渣口設(shè)置在爐體底部外側(cè)，所述還原罐出渣口設(shè)置有密封蓋開關(guān)裝置，圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置有多個(gè)燃燒口，燃燒口中設(shè)置所述蓄熱式燒嘴，所述蓄熱式燒嘴設(shè)有煤氣進(jìn)口和空氣進(jìn)口，其特征在于，所述多個(gè)燃燒口在爐體側(cè)壁中心線兩側(cè)數(shù)量對等均運(yùn)分布設(shè)置，所述兩側(cè)分別被稱為A側(cè)和B側(cè)，一個(gè)自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別連接A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴； 所述自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)包括第一 3通換向閥、第二 3通換向閥、第三3通換向閥和第四3通換向閥，其中 所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的第I換向通道相互連接并連接第一排煙管道，所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的主通道相互連接并連接煤氣進(jìn)氣管路，所述第一 3通換向閥的第2換向通道連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)口，所述第二 3通換向閥的第2換向通道連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的煤氣進(jìn)口； 所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道相互連接并連接第二排煙管道，所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的主通道相互連接并連接空氣進(jìn)氣管路，所述第三3通換向閥的第2換向通道連接A側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣進(jìn)口，所述第四3通換向閥的第2通道連接B側(cè)蓄熱式燒嘴的空氣進(jìn)口 ； 在所述爐體頂部分別設(shè)置有爐膛溫度傳感器和爐膛壓力變送器，在所述第一 3通換向閥和第二 3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接口處設(shè)置有第一排煙管道溫度傳感器，在所述第三3通換向閥和第四3通換向閥的第I換向通道相互連接的管線連接口處設(shè)置有第二排煙管道溫度傳感器，所述第一排煙管道上設(shè)置有第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述第二排煙管道上設(shè)置有第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受空氣管路流量控制的煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有受爐膛溫度控制的空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在所述煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有煤氣流量變送器，在所述空氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有空氣流量變送器； 所述爐膛溫度傳感器、爐膛壓力變送器、第一排煙管道溫度傳感器、第二排煙管道溫度傳感器、煤氣流量變送器、空氣流量變送器的信號分別連接至所述程序控制器的信號接收端，所述還原罐出渣口密封蓋開關(guān)裝置控制信號、第一 3通換向閥、第二 3通換向閥、第三3通換向閥、第四3通換向閥以及煤氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、空氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第一排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、第二排煙管道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制端分別連接至所述程序控制器的控制輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述還原罐包括還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣口與所述還原罐內(nèi)筒連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述還原罐出渣口密封蓋開關(guān)裝置包括出渣口密封蓋、密封蓋推拉臂和密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述密封蓋推拉執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣缸，所述氣缸固定在爐體底部，所述密封蓋推拉臂是一個(gè)弧形軸臂，弧形軸臂的一端連接出渣口密封蓋，弧形軸臂另一端通過轉(zhuǎn)軸與汽缸臂連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述3通換向閥是氣動(dòng)3通換向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置的多個(gè)燃燒口是偶數(shù)個(gè)，并且至少是4個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述煤氣進(jìn)氣管路上設(shè)置有煤氣快速切斷閥。
7.一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，所述方法是基于權(quán)利要求I所述金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)的控制方法，所述方法控制爐膛溫度處于正常范圍內(nèi)；爐膛壓力滿足高于相對大氣壓力的正常范圍內(nèi)；其中，所述控制方法的步驟包括燃燒換向排放的步驟、跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟以及穩(wěn)定排煙溫度的步驟； 所述燃燒換向排放的步驟是將爐體中心線兩側(cè)即A側(cè)和B側(cè)的蓄熱式燒嘴通過與之連接的自動(dòng)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)分別進(jìn)行燃燒和排氣的輪換切換，切換的時(shí)間是在60S 120S之間； 所述跟隨調(diào)整空氣和煤氣的配比供氣步驟是燃?xì)饬髁堪粗諝夂兔簹獾呐浔葏?shù)進(jìn)行供給，在正常溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度升高或降低時(shí)，首先調(diào)低或調(diào)高空氣的供給量，然后按照空氣和煤氣的配比參數(shù)跟隨調(diào)整煤氣的供給量，使得空氣和煤氣始終按著配比參數(shù)進(jìn)入爐膛燃燒； 所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟是當(dāng)蓄熱式燒嘴處于排氣狀態(tài)時(shí)，首先判斷爐膛內(nèi)壓力是否大于設(shè)定值，如果不大于設(shè)定值，則第一排煙管道和第二排煙管道關(guān)閉不排氣，如果爐膛內(nèi)壓力大于設(shè)定值，則首先打開第一排煙管道或第二排煙管道，并根據(jù)爐膛內(nèi)壓力與設(shè)定值相差的大小調(diào)整排放流量；當(dāng)先打開第一排煙管道后，則第二排煙管道根據(jù)第一管道換向閥排放口的溫度與第二排煙管道換向閥排放口溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第二排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第二排煙管道；反之，若先打開第二排煙管道后，則第一排煙管道根據(jù)第二管道換向閥排放口的溫度與第一排煙管道換向閥排放口溫度的差值調(diào)整開啟度，當(dāng)差值大于設(shè)定差值時(shí)開啟第一排煙管道，當(dāng)差值小于設(shè)定差值時(shí)減小第二排煙管道排氣量直至關(guān)閉第一排煙管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，其特征在于，所述燃燒換向排放的步驟進(jìn)一步是當(dāng)溫度是在正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在80S 120S之間；當(dāng)溫度高于正常范圍內(nèi)時(shí)，切換的時(shí)間是在60S。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，其特征在于，所述穩(wěn)定排煙溫度的步驟中，所述設(shè)定差值是±2°C的絕對值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒控制方法，其特征在于，所述控制方法的步驟還包括出渣的步驟，其中，系統(tǒng)所述還原罐包括還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒，還原礦渣置于還原罐內(nèi)筒和還原罐外筒之間，所述還原罐內(nèi)筒是可從還原罐頂端吊出的活動(dòng)內(nèi)筒，所述還原罐出渣口與所述還原罐內(nèi)筒連通；當(dāng)所述還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)中的還原罐出渣時(shí)，首先打開還原罐出渣口，從爐體頂部的還原罐進(jìn)料口將還原罐內(nèi)筒抽出，礦渣在重力作用下自由從還原罐出渣口排除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬鎂及金屬鈣還原爐蓄熱燃燒系統(tǒng)及其控制方法，包括還原爐蓄熱燃燒爐體、蓄熱式燒嘴和程序控制器，在爐體空腔中垂直設(shè)置有多個(gè)還原罐，還原罐出渣口設(shè)置有密封蓋開關(guān)裝置，圍繞爐體側(cè)壁均勻設(shè)置有多個(gè)燃燒口，燃燒口中設(shè)置所述蓄熱式燒嘴；本發(fā)明燃燒火焰溫度穩(wěn)定，還原爐內(nèi)溫度均勻性極好，爐膛壓力穩(wěn)定，由于燃燒的高效性可以盡可能的減少空氣供應(yīng)量，降低爐內(nèi)還原罐表面氧化燒損，爐內(nèi)溫度場的高均勻性也確保了還原罐加熱的整體平衡，減少因局部過熱造成還原罐變形、泄露真空、還原罐內(nèi)局部結(jié)焦粘罐，一位員工可以同時(shí)操作數(shù)臺(tái)還原爐出渣，大幅度的節(jié)約人力成本，降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人力資源，保障了生產(chǎn)安全性。
文檔編號F27B14/08GK102865741SQ201210367670
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者候冰洋, 孫鋼, 徐向輝 申請人:北京慧研義和科技有限公司