一种加热炉富氧燃烧系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110793032A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201910940430.4(22)申请日2019.09.30(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114000辽宁省鞍山市铁西区环钢路1号(72)发明人高军刘常鹏马光宇王向锋郝博徐伟赵俣张哲(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)21224代理人张群(51)Int.Cl.F23D14/60(2006.01)F23L7/00(2006.01)F23N1/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种加热炉富氧燃烧系统及其控制方法(57)摘要本发明涉及一种加热炉富氧燃烧系统及其控制方法，加热炉设预热段、一加热段、二加热段及均热段，其中一加热段设燃烧系统一、二加热段设燃烧系统二，燃烧系统一、燃烧系统二分别由设于炉膛两侧的多个烧嘴及氧枪组成，加热炉富氧燃烧系统还包括用于控制燃烧系统一或同时控制燃烧系统一及燃烧系统二的富氧浓度控制系统；富氧浓度控制系统由炉膛温度检测模块、烧嘴负荷计算模块、煤气量控制模块及氧浓度控制模块组成；本发明将加热炉原有燃烧系统与富氧燃烧技术有机结合，通过氧枪喷入高速氧气，在炉内形成无焰燃烧，能够有效提高加热炉的燃烧效率，降低燃料消耗，优化炉内温度场分布及钢坯温度均匀性，降低NOx的排放。CN110793032ACN110793032A权利要求书1/2页1.一种加热炉富氧燃烧系统，所述加热炉沿钢坯输送方向依次设预热段、一加热段、二加热段及均热段，其中一加热段设燃烧系统一、二加热段设燃烧系统二，燃烧系统一、燃烧系统二分别由设于炉膛两侧的多个烧嘴及氧枪组成，烧嘴上的煤气入口连接煤气管道，烧嘴上的空气入口连接空气管道；氧枪连接氧气管道；靠近烧嘴的煤气管道上设煤气调节阀，靠近烧嘴的空气管道上设空气调节阀，靠近氧枪的氧气管道上设氧气调节阀；其特征在于，所述加热炉富氧燃烧系统还包括用于控制燃烧系统一或同时控制燃烧系统一及燃烧系统二的富氧浓度控制系统；富氧浓度控制系统由炉膛温度检测模块、烧嘴负荷计算模块、煤气量控制模块及氧浓度控制模块组成；所述炉膛温度检测模块由安装在一加热段、或安装在一加热段及二加热段的温度检测装置组成，炉膛温度检测模块的信号输出端连接烧嘴负荷计算模块的信号输入端，烧嘴负荷计算模块的信号输出端分别连接煤气量控制模块的信号输入端及氧浓度控制模块的信号输入端，煤气量控制模块的信号输出端连接煤气调节阀；氧浓度控制模块的信号输出端分别连接空气调节阀及氧气调节阀。2.根据权利要求1所述的一种加热炉富氧燃烧系统，其特征在于，所述煤气调节阀、空气调节阀及氧气调节阀均为电动调节阀。3.根据权利要求1所述的一种加热炉富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧枪在距离烧嘴200～450mm处设置，氧枪与烧嘴的法线夹角为0°～65°。4.如权利要求1所述一种加热炉富氧燃烧系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)由所述炉膛温度检测模块将温度检测数据传送到烧嘴负荷功率计算模块；2)当检测位置的加热炉炉膛温度发生变化时，通过烧嘴负荷功率计算模块实时计算实现富氧燃烧所需的理论煤气流量值及理论氧浓度值；其中理论氧浓度计算规则是：炉温每增加10～15℃，氧浓度提高5％～9％，并且氧浓度控制在21％～65％范围内；3)烧嘴负荷功率计算模块将计算得到的理论煤气流量值及理论氧浓度值分别传送到煤气量控制模块、氧浓度控制模块中，煤气量控制模块根据理论煤气流量值直接控制煤气调节阀的开度；氧浓度控制模块根据理论氧浓度值分配理论空气流量值及理论氧气流量值，并对应控制空气调节阀和氧气调节阀的开度；氧气流量按500～10000Nm3/h控制，氧气流速按150～280m/s控制；4)经过富氧浓度控制系统调节后，一加热段或一加热段及二加热段内的总氧气量始终与实现富氧燃烧所需的氧气量保持匹配；富氧浓度控制系统精准控制流量的氧气通过氧枪射到炉膛内，形成负压引射区，卷吸炉膛内的高温烟气及未燃尽的煤气，达到充分燃烧的目的；同时炉膛内的温度场更均匀，空气大量减少，NOx排放物降低。5.根据权利要求4所述的一种加热炉富氧燃烧系统的控制方法，其特征在于，所述富氧浓度控制系统根据加热炉产能进行设置；具体如下表所示：预提高加热炉产能，且5％＜提高量≤10％时，将一加热段的燃烧系统一通过富氧燃烧控制系统进行控制，一加热段炉膛内按21％≤氧浓度＜35％控制；预提高加热炉产能，且10％＜提高量≤18％时，将一加热段的燃烧系统一通过富氧燃烧控制系统进行控制，一加热段炉膛内按35％≤氧浓度≤50％控制；预提高加热炉产能，且18％＜提高量≤25％时，18％～25％时，将一加热段的燃烧系统一和二加热段的燃烧系统二均通