镀锌线连退炉燃烧系统介绍及日常维护

王子明 何立远 关少康 马彩霞

摘 要： 在对镀锌线连退炉燃烧系统的结构、工作原理了解的基础上，对燃烧系统的故障原因进行分析，总结出一套快速处理诊断和处理燃烧系统故障的方法，系统的保养和维修，提高烧嘴的运行效率，保证连退炉生产稳定。

关键词： 燃烧系统;故障原因;保养

【中图分类号】TG333.2 【文献标识码】C 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.246

0 前言

邯钢冷轧厂冷基镀锌线主要以生产家电板及深冲板为主，最高退火温度达到880℃，对炉子加热能力提出更高要求。

燃烧系统故障率高，连退炉热处理能力已经成为产线提产提速和生产厚规格高温深冲产品的瓶颈。因此燃烧系统的正常运转，直接关系到烟道、辐射管等设备的寿命长短，掌握燃烧系统的工作原理，研究燃烧系统故障报警的原因，系统进行保养和维护，对保证连退炉的热处理能力和降低能源消耗有着重要的意義。

1 镀锌线连退炉燃烧系统的结构、工作原理

镀锌线连退炉燃烧系统主要设备有助燃风机、废气风机、余热回收、煤气调节阀、煤气安全阀、辐射、烧嘴、火焰控制器、点火变压器、火焰检测器、附属的煤气管道、助燃管道及废气管道等。

助燃空气通过助燃风机供入烧嘴，同时，烟气被排烟风机从辐射管吸出。煤气流量需要量通过一个控制阀和助燃风机一起来控制，以达到最佳燃烧比。在不稳定状态下，为了保证燃烧的氧化性气氛，在所需能量减少时应首先减少煤气供给量。当所需能量增加时，应首先增大供气量。烧嘴分成独立的控制区，在每个区的煤气供给上都有煤气控制阀。烧嘴控制区由一个装在每个区中的热电偶进行与温度设置点有关的控制。温度设置由自动操作模式数字模型或人工操作模式来决定。每个烧嘴都配有闪光点火离子棒，每个烧嘴也在煤气供应管道上配有一个自动截止阀。避免点火失败而影响其它烧嘴。

2 燃烧系统故障原因分析及应对措施

根据对燃烧系统故障的跟踪检查、统计结果分析，导致燃烧系统不能正常工作的原因有以下几种：

2.1 排烟风机频繁跳停

现状：排烟风机超温跳停

原因分析：

1）掺入冷风阀只是接收调整指令，没有实际反馈检测，当调整指令和实际反馈不一致时，会导致无法按照要求掺入冷风，通过排烟风机排出的烟气温度高于300度，会导致排烟风机跳停。

解决方案：

1）每月对掺入冷风调节阀动作情况进行测试和点检，从而保证了调整指令和实际反馈一致。

2.2 控制系统和点火系统故障

现状：烧嘴不点火，无法正常工作

原因分析：

1）控制电路故障，控制电源自动跳闸，有时候控制箱连接电路松动。

2）点火控制器故障，点火控制器对点火动作控制失灵。

3）点火变压器故障，不能正常点火;

4）点火棒安装不到位，点火棒的长度不合适，点火棒保护管弯曲或者点火棒的头部积碳、结瘤等。

5）烧嘴煤气安全阀不动作，不能提供燃烧所需要的煤气。

解决方案：

1）检修线路是否短路，更换损坏的点火控制器或者点火变压器，调整点火棒的位置并清理点火棒头部，检查烧嘴煤气安全阀插头是否松动，必要时更换阀。

2.3 火焰检测系统故障

现状：烧嘴点火，无法正常工作

原因分析：

1）火焰检测器检测元件损坏，火焰检测器元件灰尘多。

2）火焰检测器管弯，有阴影，检测不到火焰。

3）火焰检测器信号线路损坏，信号无法传递到火焰控制器。

解决方案：

1）清理火焰检测器元件，更换损坏的火焰检测器。

2）对火焰检测器管进行校直。

3）检查线路是否短路进行更换。

2.4 煤气和助燃风设施故障

现状：火焰小，火焰没有刚性，煤气在烧嘴外面燃烧，点火时出现爆鸣。

原因分析：

1）烧嘴煤气管道堵塞、烧嘴煤气调节阀开度过小或者焦油等堵塞、烧嘴煤气安全阀过滤网堵塞。

2）辐射管直管断裂，辐射管内为负压，炉子保护气体中氮气进行辐射管，缺少燃烧所需要的氧气。

3）助燃风换热器或者烧嘴入口助燃风膨胀节损坏，缺少燃烧所需要的氧气。

3）烧嘴空燃比过小，或者烧嘴烟道损坏，不能形成燃烧所需要的负压。

解决方案：调整烧嘴煤气量，清理堵塞的滤网，更换损坏的备件，调整烧嘴空燃比。

3 使用和日常维护

3.1 不要超负荷运转

每种辐射管都有它的设计负荷，不要使辐射管超过允许的最大加热量。辐射管的超负荷使用，会引起管的过早破坏，特别是内管在接近烧嘴部位的过热，就会造成剧烈的膨胀变形，使烧嘴附近的环形燃烧气体通道变小，这样在废气通道上就产生较大的阻力，从而造成烧嘴火焰的堵塞而把烧嘴烧坏。所以必须严禁辐射管的超负荷工作。

3.2 定期测量参数，及时排出故障

根据负荷的情况，每季度对所有的辐射管在最大热负荷条件下测量废气中O2的含量、废气温度、测量值和正常值的偏差，查明原因，及时排出故障。

3.3 选择合理的空气过剩系数λ

为了避免辐射管的渗氮以及减少CHX分解，必须根据具体的情况恰当地选择辐射管燃烧的的空气过剩系数λ，使每根辐射管都在不低于烟灰极限的情况下工作

3.4 定期测量参数及时排除故障

在生产中，根据热负荷情况，应每隔4～12周对所有的辐射管在最大热负荷的条件下，测量一次废气中的氧含量和废气温度。如果测量值和正常值有偏差，就应该查明原因，排除故障。要是废气中的氧含量过高，就可能是燃气流量翻板或烧嘴堵塞的缘故。

3.5 不要超过最高的使用温度

每种辐射管材质的不同，最高使用温度也不同，不要超过所要求的最高使用温度，不然会加速它的氧化和烧损，缩短其使用寿命。

4 应用效果

1）本文从排烟系统和供热系统两个方面系统总结了燃烧系统的故障原因，制定有效可行的解决措施，根据现场实际经验，整理出一套快速诊断与处理燃烧系统故障的方法，降低了排烟系统和供热系统故障率。

2）根据现场实际经验，总结出一套快速检测烧嘴烟道密封损坏和辐射管断裂的方法，提高故障诊断的效率。

3）故障处理只是亡羊补牢，制定切实可行的使用和日常维护制度，定期测量空燃比和检测尾气含量，才能减少故障的发生。

通过以上各项措施，燃烧系统的故障率，特别烧嘴的故障率从15%降低到5%以下，降低连退炉的能源消耗10%左右，为产线提产提速顺行提供了保障。

参考文献

[1] 中国防腐与防护学会主编，《耐热钢和高合金钢》，化学工艺出版社，1995年.

[2] 《钢铁厂工业炉设计参考资料》，1979年.

[3] 王秉铨主编，《工业炉设计手册》，机械工业部设计研究所，1996.8.

[4] 李九岭主编，《带钢连续热镀锌》，冶金工业出版社，2001.