[发明专利]铝熔炼炉的燃烧控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及以天然气为燃料的铝熔炼炉的燃烧控制方法，具体涉及天然气与空气精确流量配比的燃烧控制装置。

背景技术

由于天然气的广泛应用，目前国内铝熔炼炉的加热方式主要以天然气为主，一般以空气作为助燃氧气来源，但空气中除含有氧气外还有氮气等惰性气体，燃料采用干天然气(干燥，脱硫后)，其主要成分是甲烷(CH4)，如果天然气完全燃烧后，其方程式为CH₄+2O₂＝＝CO₂+2H₂O，可以看出其燃烧产物为二氧化碳和水，其燃烧产物对人体不构成危害。如果燃烧不充分，会有两种情况，一是如果空气过量则其产物会含有一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N₂O₃)、二氧化氮(NO₂)、四氧化二氮(N₂O₄)、五氧化二氮(N₂O₅)等，氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻，侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡，会生成亚硝酸盐，严重时可出现以肺水肿为主的病变，导致高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状；二是如果天然气过量则其燃烧不完全，产物会产生一氧化碳(CO)，并造成能源浪费。

因此，需要将天然气与空气充分精确配比。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种精确流量配比的燃烧控制装置，可将天然气与空气充分配比，确保完全燃烧。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

铝熔炼炉的燃烧控制装置，特点是：在烧嘴的天然气进气管路上设置天然气流量孔板，在烧嘴的空气进气管路上设置空气流量孔板，所述天然气流量孔板的进气口接入天然气，天然气流量孔板的出气口通过天然气执行器与烧嘴的天然气进气口相连接，所述空气流量孔板的进气口接入空气，空气流量孔板的出气口通过空气执行器与烧嘴的空气进气口相连接；另外，在所述天然气流量孔板的进气口与出气口之间设置天然气差压变送器，在所述空气流量孔板的进气口与出气口之间设置空气差压变送器，所述天然气差压变送器的信号线和空气差压变送器的信号线均接入PLC控制器，所述天然气执行器的信号线和空气执行器的信号线也均接入PLC控制器。

进一步地，上述的铝熔炼炉的燃烧控制装置，在天然气流量孔板位置安装热电偶，热电偶的信号线接入PLC控制器。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明在烧嘴的天然气和空气管路上各安装一个在实验室已标定好的流量孔板，实验室中标定孔板的前后压差，在一定的温度状态下，在管径一定的情况下，其前后压差决定了天然气或空气的流量(即体积)，从而得出其质量，精确测量所需配比质量；

②在烧嘴前各有一个执行器，用于调节空气和天然气的质量配比，可以精确的控制天然气与空气的燃烧量比，达到充分燃烧的目的；

③在天然气和空气的每个流量孔板前后安装一个差压变送器，用于测量前后压差；天然气和空气管路的差压信号、温度信号、烧嘴前执行器的控制信号均接入PLC，由CPU按照计算公式，内部运算得出炉膛需要的热负荷，通过调节烧嘴前执行器的开度控制烧嘴在整个调节范围0％-100％，保证整个过程空气与天然气的配比在设定的比值工作，控制天然气充分燃烧，达到最佳的燃烧状况；

④通过对燃烧产物的测定，与没有安装该控制装置的铝熔炼炉相比，其NOx排量减少70％以上，符合环保要求，大大降低了生产成本；堪称是具有新颖性、创造性的好技术，简易适用，市场应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明装置的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：