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1、燃气式热处理炉的节能技术改造第2期(总第120期)No.2(SumNo.120)机械管理开发MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT2011年4月Apr.2011燃气式热处理炉的节能技术改造薛立瑞,孔方桂,康晓慧(山西北方机械制造有限责任公司,山西太原030009)【摘要】文中从炉体结构改造,提高自动化程度以及废热回收再利用等方面对燃气炉更新改造进行了阐述,通过生产实践应用在温控PLC集散式控制系统方面达到国内先进水平并取得了节能降耗的成功经验.【关键词】燃气炉式热处理炉;节能;技术改造【中图分类号】TG155.1【文
2、献标识码】A【文章编号】1003—773X(2011)02-0073—021改造前燃气炉的结构组成和特点我公司热处理车间3台大型井式燃气炉(1.8mx10m)和4台台车式燃气炉(最大4.5mx1.5m×1.2m)是20世纪50年代所建设备,其结构特点是:炉体采用耐火砖体结构,炉体由外到内依次由保温砖,耐火砖,燃烧室,马弗墙,工件加热炉膛组成,燃烧原理是在燃烧室由烧嘴喷出的燃气与空气混合燃烧,通过马弗墙上部的火焰孔进人炉膛使炉膛温度升高,达到加热工件的目的.改造前燃气炉的缺点:炉体保温部分和炉内的马弗墙蓄热量大,导致升温速度慢,热损耗大;燃烧系统空
3、气和燃气比例靠人工手动阀门调节,燃烧不充分;烟气中的CO,SO:和NO的含量高,环境污染大;炉内温度控制靠操作工人利用炉温仪表显示温度,对分布在炉内不同区域烧嘴进行火焰大小人T调节,易引起炉温滞后现象,炉温均匀性差.2改造后燃气炉的结构组成和特点2.1炉体结构系统炉体结构由炉体钢结构和保温炉衬组成,外壳利用了原炉壳和炉体骨架,台车车底和导轨道.将原炉体耐火砖体结构马弗墙拆除,更换为硅酸铝耐火纤维保温层,在原炉衬钢板内侧平铺多层耐火纤维毯,再用耐热钢螺栓固定耐火纤维折叠块.耐火度高,升温快,蓄热少,保温效果好.耐火纤维作为耐火层和保温层之间的夹层,
4、并与强辐射传热节能技术相结合,节能率稳定在2O%～30%,生产率可提高15%左右,还能显着地改善炉膛垂直温差,使炉子优质,高效运行,并且成本降低,获得可观的全面效益,完全克服耐火砖体结构的缺点.排烟系统充分利用了原旧式煤气炉的地下烟道和烟囱,每台炉子都有一个排烟管路,经烟道,预热器和高温自控烟阀排到地下子烟道,汇合到地下总炯道,由烟囱排到高空中.经实际验证,由于其具有很小的蓄热能力,缩短了空炉升温时间.所以砖体砌筑的同规格热处理加热炉升温到相同温度所用的时间是耐火纤维结构砌筑的热处理炉的3倍.2.2自动控制系统自控系统采用西门子公司PLC计算机集
5、散式控制系统,上位机采用工业控制机,配以西门子组态软件,作为上位组态软件,使整个监控系统界面友好,实现动态显示系统流程图,工艺曲线的设定,实时监控以及查讯打印历史数据记录.下位机PLC控制采用西门子公司模拟和数字化可编程控制器和编程软件包在独立的PC机上离线组态完成的,并将其作为一个完整的文件下载到控制器中,实现温度控制检测,压力控制检测及故障检测报警等功能.温度控制依靠PLC集散式控制系统,自动调节高速烧嘴大小火,实现炉膛温度调节,采用该系统使整个热处理炉的工艺流程,炉温均匀性,热处理控温精度,自控操作水平都达到了国内先进水平.数控系统引入热处
6、理行业,大大减轻了热处理操作工人的劳动量,提高了生产效率.避免了由于传统控制方式中同时增加和减少能量而引起的温度滞后和惯性降低了炉温均匀性.热处理炉内压力控制是决定热处理炉温均匀程度和热效率高低的主要因素,炉内压力控制系统由炉内取压装置,压力变送器,PLC调节模块和烟道内安装有自控高温烟阀组成.可随着供热量的变化,自动控制和调节炉内压力,使其达到最佳值.既保证了炉内热气流充分利用又保证了炉外冷空气不会大量吸人.起到节约能源和均匀炉温的效果.2-3余热回收再利用系统燃烧过程需要大量的空气,利用燃料废气热量来预热空气是燃烧炉的最大节能措施.本次改造中
7、.每一台炉子的地下烟道都设有空气预热器.通过空气与烟气的热交换,回收烟气部分热量以提高助燃空气的温度,助燃空气的温度控制在≤350℃(保温后期),节能约10%.3工艺过程简述图1为燃气炉工艺流程简图,燃气炉的操作工艺过程,全部反映在PLC操作面板上,工艺人员只要按操作面板设置好各段加热温度,保温时间,炉压设定等工艺参数,启动工艺按扭,即可自动运行.运行过程中的实际工况都会在工作面板上显示出来,如果中途出现超温,超压或风机等机器设备故障,即由设备报警系统进行自动报警,提醒操作人员即时处理故障.(下转第75页)收稿日期:2010—10—08作者简介:
8、薛立瑞(1958一),男,山东莱芜人,工程师,学士,主要从事热处理技术与管理工作.?73?第2期(总第120期)张勇,等:薄壁身管强度分
