一、主要技術參數
1. 用途: .氧化鋁粉的高溫燒成
2. 窯爐內全容積: 37m3,
3. 預計產能:35-50噸
4. 窯爐內有效裝載容積: 16.8m3
5. 窯爐內尺寸:長×寬×高=14300×1740×1500mm
5. 窯爐使用溫度: | 1250 ℃ |
6. 窯爐設計溫度: | 1300 ℃ |
7. 窯內料垛數量: | 8 個 |
8. 窯車數量: | 24 臺(窯內 8 臺,降溫8個,窯外備用 8 臺) |
9. 窯門結構形式: | 鉸鏈式窯門結構 |
10. 燒嘴: | 高速燒嘴 |
11. 燒嘴數量: | 18 支,230kw/支; |
12. 窯爐燃料:天然氣,QDW>8600kcal/bm3,要求窯前燃氣總管壓力在 8000—12000 帕穩定可調;
13. 燃氣最大瞬時耗氣量:130bm3/h
14. 燒成方式:燒嘴于窯體側墻兩排上下左右交叉布置,料垛周圍旋轉氣流,料垛車底排煙;
15. 控制方式:集散(DCS)控制系統。系統能夠實現窯溫、窯壓、助燃風壓自動控
制,以及火焰檢測/自動點火、機電設備連鎖報警保護等功能;
二、窯爐裝車
窯爐的裝車同窯爐內的氣體流動相互關聯,相互影響,對窯爐的溫度均勻性影響較大。在實際生產中,應結合產品的規格形狀和窯爐的內腔尺寸,做到合理裝車,以提高窯爐的裝載量,減少窯內溫差,提高產品的燒成合格率。
三、設備描述
該窯爐由窯體、燃燒系統、排煙系統、窯門及軌道線、測控系統等
幾部分組成。
1、窯體
窯體內襯選材滿足最高燒成溫度要求。內層為 10mm 多晶氧化鋁纖維毯,中間層為含鋯纖維模塊,最外層為優質硅酸鋁纖維保溫。采用復合纖維結構能夠減薄窯爐的爐墻厚度,并能夠大大減輕窯爐的重量,同時極大地降低窯體蓄散熱量,減少蓄散熱量,具有顯著的節能效果。復合纖維結構的爐襯,使梭式窯具有熱惰性小,有利于窯爐自動控制。
窯頂結構為同爐墻結構一致,錨固件為 310S 耐熱鋼材料,技術上成熟可靠。采用平頂結構方便裝窯,減小窯內上部空隙,有利于減小上下溫差。窯體次外層保溫材料選用10mmAC650氣凝膠材料,該材料以玻璃纖維為基材,通過納米復合工藝制備而成,能在650℃以下提供最佳保溫效果,在本窯爐中該材料起到很好的阻擋熱氣流的效果,在使用溫度下的隔熱效果相對傳統材料會更加明顯,可大大減低熱損失,更好的改善爐體周邊環境的舒適度與安全性。
窯體外殼為方鋼扣板結構,外掛裝飾板全部采用噴塑處理,結構穩固,外表溫度低,外型美觀。
2、燃燒系統
選用高速調溫燃氣燒嘴,低溫階段燒嘴出口速度大,有利于席卷窯內氣體循環,加強窯爐的對流換熱,均勻窯內溫度,而且入窯煙氣溫度與制品溫度差別小,有利于減少制品在低溫階段的開裂。
燒嘴噴頭為 310S 材質,抗高溫氧化性能好,燒嘴殼體碳鋼材質,內表面噴涂高溫漆,可以有效防止燒嘴的高溫燒蝕現象發生。
該窯爐窯內存車 8 部,設 9 火道,每道火道安裝 2 支燒嘴,共 18 支燒嘴,于側墻分兩排上下布置,在每支燒嘴的對面設有觀火孔,便于觀察燒嘴的燃燒狀況。
每支燒嘴裝有火焰檢測裝置,燒嘴一旦火焰熄滅,可實現聲光報警,燃氣電磁閥自動切斷燃氣供應。經操作人員對現場情況檢查確認后,可實現現場或遠程自動點火。
窯內氣流圍繞料垛旋轉,煙氣由料垛四周及底部空隙進入窯車臺面排煙口后進入地下煙道,窯內火焰呈旋焰形式,窯溫均勻。
助燃風由單獨的高壓風機供給,助燃風管路采用碳鋼材質,保證產品的使用性能。窯前燃氣和空氣管路均采取環形管路設計,以使燒嘴前介質阻力平衡。助燃風出口全部采用軟連接,助燃風機底座裝有橡膠減震墊,以減少風機的震動和噪音。高壓風機為了減少噪音,可置于單獨的風機房內。
天然氣具有易燃易爆的特點,為此,燃氣管路設有燃氣超壓自動安全放散系統,燃氣管路超壓時,放散系統自動打開放散閥,進行燃氣的放散,防止燃氣壓力超壓時,損壞自控系統的電磁閥等自控元器件,防止意外事故的發生。
燃氣管路總成:
3、排煙系統
煙氣由窯車臺面排煙孔進入窯車下部支煙道,匯總后由總煙道引入排煙機排空。在排煙機入口前裝有熱電偶,檢測煙道溫度,并設有冷風配入口,根據煙氣溫度自動調節配風量,使排煙機在安全工作溫度下運行。
4、窯門及軌道線
窯爐采用鉸鏈式窯門,窯爐外側設有存車線,進行窯車的裝卸車操作。窯門為鉸鏈式窯門結構,整體結構緊湊,密封性好,節省占地面積。窯車車盤為型鋼焊接結構,窯車砌體結構設計及材料選擇滿足該窯爐使用溫度和荷重的要求。窯車砌體與窯體密封采用曲折密封結構。
窯門與窯體采用曲折密封,密封深度大,窯爐整體密封效果好。
窯爐配有手動拖車一臺,該系統完成窯車進/出窯,同時可在軌道之間中轉,窯車進/出窯和中轉車的運動。
5、測控系統
5.1、窯爐測控點布置:
a、溫度測控:熱電偶 10 支(S 偶 9 支,K 偶 1 支;),分布于窯體側壁及排煙機前,用于測量窯爐內及煙道各點溫度。
b、窯爐壓力測控: | 1 點 |
c、助燃風測控: | 1 點 |
d、燃氣安全測控: | 11 點(9 點火焰、2 點壓力;) |
5.2、控制方案:
為了滿足新型間歇式高溫燃氣梭式窯對產品品種、質量、節能降耗諸多方面的要求,所以必須有一套相適應的自動控制系統對窯爐進行全面自動控制。并在系統中留有充分地擴展能力,以備進行工廠級企業管理時聯網需要。為此,我們采用國際推崇的集散控制系統方案對窯爐實施全面自動化控制。
集散控制系統自從問世來,始終圍繞著功能結構靈活的分散性和安全維護的可靠性來進行發展。它從系統工程出發,采用了“分級遞階結構”來考慮系統的功能分散、危險分散,提高可靠性、減少設備的復雜性與投資成本,并便于維修和技術更新。其主導思想就是把復雜的對象劃分為幾個子對象,然后用局部控制器作為第一級,直接作用于控制對象。第二級是操縱各局部控制器的協調控制器,它使各子系統協調配合,共同完成系統的總任務。第三級則以優化控制、管理系統為重點。
具體到窯爐控制系統,我們將其分解成若干個子系統進行分散控制,然后再由第二層控制器將系統運行在最優狀態。
根據該高溫燃氣梭式窯的設計方案,我們將依據其功能和要求將系統劃
分為 2 個子系統和1個控制管理層進行自動控制。
5.2.1、窯爐熱工參數控制子系統:
實現窯爐溫度、壓力的多變量解耦控制和局部優化控制。
5.2.2、窯爐機電設備控制和安全控制子系統:
實現窯上風機、閥門的邏輯順序控制,以及為適應燃氣燃料的特殊性而設計的安全生產聯鎖控制。該系統可保證在正常工作、設備異常和人為錯誤操作(非破壞性操作)等狀態下,窯爐設備及人員的安全,例如,當燃氣、助燃風壓力偏低或窯爐溫度異常升高時均可報警并及時切斷燃氣供給,當排除故障后經操作人員確認方可恢復運行。又如,操作人員未按操作規程順序啟動排煙、助燃等風機時,系統將不予承認該操作,以保證安全。每支燒嘴前設有自動點火及火焰檢測裝置,低溫階段一旦火焰熄滅,可實現自動點火,點火失敗系統立即報警,燃氣總管緊急切斷閥切斷燃氣供應。
5.2.3、控制管理層:
實現兩個子系統的協調管理,提供人、機對話界面。
本窯爐可運行多條(最大設定燒成曲線 30 條)燒成制度,有系列機械控制動作、溫度控制、壓力控制等。采用觸摸屏、可編程序控制器、人工智能儀表、傳感器及電動執行機構組成分級控制,通過觸摸屏通訊和組態軟件的開發使用,形成一個穩定可靠、功能全面、便于工廠集中管理的監控和數據采集系統。該系統可實現對工作現場、生產過程的實時監控、數據傳輸、實時處理、燒成工藝選擇、窯內外溫度及壓力數據記錄、歷史趨勢曲線顯示、數據報表生成、報警信息提示等多種功能,并以多個動態畫面直觀、形象地
表現出來。






