[发明专利]蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及：用于在锻钢生产工艺中将材料加热至能够锻造的温度的加热炉，更加详细而言，涉及如下控制方法及控制装置，即，在利用蓄热式燃烧器的蓄热式加热炉中，控制燃烧器的燃料、燃烧空气以及燃烧排出气体的排出量，从而适当地调节因燃烧气体而引起的炉内的压力，并且将全部排出气体使用在用于进行热交换的蓄热体的蓄热中。

背景技术

通常，在钢铁生产过程中，为了将材料加热至目标温度，而使用加热炉，而且大部分使用将混合气体作为燃料的燃烧器，最近，为了节约燃料，蓄热式燃烧器(RegenerativeBurner)的使用具有增加的趋势。

设置在现有的加热炉的所有燃烧器都进行连续燃烧，而且此时产生的排出气体，是通过作为热交换器的回热式热交换器(recuparator)来回收的。但是，在蓄热式燃烧器的情况下，燃烧器自身具有蓄热体，因此不必使用单独的热交换器，将彼此对应的两个燃烧器构成为一组，一侧的燃烧器燃烧规定时间，此时产生的排出气体被吸入到相向的相反侧的燃烧器，从而蓄热于作为蓄热体的氧化铝陶瓷球中。

在经过规定时间(约60-90秒)后，原来燃烧的燃烧器停止，而在蓄热体进行了蓄热的相向的燃烧器开始燃烧，与此同时，使燃烧用空气经过蓄热体，则燃烧用空气将预热至高温。即，上述的蓄热式燃烧器燃烧系统为如下燃烧装置，即，相面对的一对燃烧器构成一组，实现连续地交替燃烧，并且在非动作燃烧器和动作燃烧器交替运作时，通过原来处于非动作状态的燃烧器的蓄热体进行热交换，从而将蓄热体蓄存的热量传递给燃烧空气，由此能够回收燃烧排出气体所具有的热量。

这种能量再生燃烧器，基于加热炉的炉温度，以两种燃烧方式进行燃烧，在加热炉的温度为规定温度(通常800-900℃)以下的情况下，使用基于向导燃烧器(pilotburner)的1次侧燃烧方式，在规定温度(800-900℃)以上的情况下，会引发自燃，在该情况下，使用如下燃烧方式，即，从单独的喷嘴喷射燃料气体，使该燃料气体与经过了燃烧器内部的蓄热体的高温的燃烧空气，在加热炉内进行混合，从而点火。

在现有的蓄热式燃烧器燃烧的情况下，相反侧的燃烧器用于蓄热的燃烧排出气体，仅仅是产生的全部气体的80％左右。这是因为，通过利用剩余的20％的排出气体，来调节炉内压力。这时，20％的排出气体作为高温的废气而通过排气管排放到大气中。需要调节炉内气氛压力(炉压)的理由是，当炉压变为负压时，周围的空气流入炉内，从而使炉内温度或者炉内气氛不稳定，而且侵入空气变为过剩空气而导致能量损失。

另外，在炉压为正压的情况下，炉内气体从材料装卸门的周边的缝隙泄漏，从而引起能量损失和炉主体的损伤。通常，在测量炉压时，在与炉上方靠近的地方或者在被加热物堆积的高度上进行，而且通过设置在排气管的调节阻尼器进行自动调节，以使其数值为0～+5mmH2O左右。

在现有的流量控制方法中，燃料气体、燃烧空气采用双交叉限幅(doublecrosslimit)控制，温度调节计的输出与气体及空气量调节计的级联(cascade)控制信号通过并联电路来执行，而且，在过渡状态下，以使燃料及空气量的测量值不会过多或者过少的方式，基于所设定的增、减系数来设定各燃料、空气比率的上、下限值。

即，在现有技术中，仅将燃烧时产生的燃烧气体的80％，用于燃烧空气的预热，将20％的高温燃烧气体(1200～1250度)排放到大气中，因此导致能量损失。

此外，在现有技术中，为了将燃烧时产生的燃烧气体的20％向外部排出，需要单独的燃烧气体排出管(duct)，而且由于燃烧气体的温度高，因此需要对排出管内部单独设置用于隔热的耐火材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，将工业用加热炉的排出气体的100％使用在燃烧空气的预热所需的热交换中，从而使因燃烧排出气体而引起的能量损失实现最小化，并且使使用能量节约实现最大化。

此外，本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，将原来向大气中排出的20％的高温的燃烧气体，再使用于燃烧空气的预热中，此外还能够调节炉内气体压力。

此外，本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，在使用蓄热式燃烧器的加热炉中，根据燃烧器的燃烧负荷，控制燃料及燃烧空气、排出气体的排出量，由此能够控制炉内压力。

本发明所要解决的问题不限于此，对于没有言及的其他问题，本领域技术人员将通过以下记载会明确理解。