蓄热式轧钢加热炉燃烧质量优化控制研究

霍立伟

（邢台钢铁有限责任公司，河北 邢台 054000）

轧钢加热炉作为钢铁企业的一个重要的能耗设备设施。在资源不断的枯竭，环保意识提升下，政府对于淘汰较为落后的产业越来越重视，为了能够使得加热炉节能，且能够提升燃烧质量，蓄热式燃烧技术得到了很广泛的应用。

1 轧钢加热炉概述

在进行轧钢加热炉设计的过程中，需要严格的按照业务环境和业务标准进行加热炉的选择，需要把投资计划、钢种以及规格的生产，还有燃料的种类，再加上能耗和加热温度等结合起来，需要对轧钢加热炉的结构和线管进行一定的了解并明确，这样才能够确保轧钢加热炉达到节能效果。若是企业根据低热值气体和更常规的钢加热，就需要选择双空气和储气罐。若是能够保障生产达到稳定的状态，就需要选择传统的热交换器。若是企业拥有的是不同类型的天然气，就需要结合不同业务的进行选择。需要对炉子的结构进行明确，明确炉子的基本特性后，利用大型冶金企业的加热质量需求和轧机的稳定性进行确定，质量需要注意节能减排带来的影响。

2 蓄热式加热炉存在的问题

随着经济的快速发展，蓄热式轧钢加热炉得到了广泛的应用。钢铁企业的工作人员和技术人员，对蓄热式燃烧技术的研究越来越透彻，但在具体应用过程中也出现了诸多不足。如新建立的蓄热式加热炉，它的实际造价成本过高，而且蓄热体很容易发生堵塞现象，实际波动过大且不容易进行调节。各种设备的管道众多，实际结构过于复杂，维修的费用成本也很高。随着深入推广，实际的应用也遇到了很多的问题，蓄热式加热炉实际应用的时间过于短暂，实际应用过程中存在的问题也是无法避免的。

蓄热式燃烧技术应用到加热炉后，最大的优点是让高炉煤气的燃烧温度得到了提升，它的热值相对较低，这样就能够有效避免高炉煤气的过量放散，将很多资源进行节省。所以蓄热式的燃烧技术仍然具备着很多的优点，值得广泛的推广及应用。所以目前存在的观点，认为蓄热式的轧钢加热炉存在着很多的问题，不能够节约成本，认为蓄热式燃烧技术应当不再使用，应当将原来的常规加热炉取而代之，这样的观点太片面，不是科学技术进步的体现，要取长补短，正确看待优缺点。

3 蓄热式轧钢加热炉燃烧质量优化控制措施研究

3.1 科学管控空气系数

轧钢加热炉的类型，有很多种，正是因为类型的不同，它所使用的燃料也不同。不仅有单一的燃料型，还有很多混合的燃料性。加热炉燃烧实际效果提高的过程中，大多数企业引进推广空燃比控制技术。根据加热炉燃气热值的不断变化，及时将空气和煤气之间的比例作出适当的调整，这样整个燃烧炉中的煤气就会完全充足，将最小空气系数的实际效果得到最大体现。当很多生产企业选择利用这种技术时，需要配置煤气热值仪。如果相关钢铁企业不具备利用这项技术的条件，可以利用其它方式。确立固定的燃烧时间段，在这个过程当中，不断的提供煤气流量，这样能够让整个炉温中的空气和燃料比例达到一定的数值。不仅如此，需要关注的还有周期长短，这主要是取决于燃气热值波动的时间范围。

3.2 扩大蓄热式燃烧技术的应用

蓄热式的燃烧技术实际上是在高温低氧的环境下，进行燃料生产的一个技术。通过应用这项技术，不仅能够将加热炉中的氧化烧损现象降到最低，还能够节约能源。蓄热式的燃烧方式需要利用大空间的扩散，燃烧来代替静态火焰，局部高温燃烧。这样不仅能够让整个热炉燃烧的更加均匀，而且它会变得更加稳定，不会因为温度过度集中而造成氧化损耗。除此之外，局部高温导致的空气系数太多的现象也会完全规避。通过利用低热值的煤气作为基础的燃料，不仅可以使炉氧化烧损程度和面积降到最小，而且煤气的使用量也会比其它燃烧技术使用的少，能够将相关企业的燃料成本节约到最大。

3.3 科学组织生产

（1）定期批量进行生产。不断的调整生产方式，会使得轧钢加热炉的实际能源消耗量加大。所以，轧钢企业应该在2～4个生产任务，整合在一起，形成一个相对比较集中的生产计划，这样能够在实际生产过程当中将能源消耗降到最低。

（2）一定要将实际生产力进行均衡。均衡的生产能够让轧钢加热炉的实际燃烧处在一个稳定状态，不仅能够提升能源的实际使用效率，而且在整个过程当中相关生产工作人员的任务量也会被提前告知。在实际生产过程当中，它的加热温度以及实际节奏，得到了准确的计算，实际需要控制的数值也能够更精确。不仅如此，通过将整个系统分级来进行燃烧，实际的轧钢加热炉在生产过程当中，它的均衡性也会得到保证，节能生产目标会全部实现。

（3）不断提升轧钢加热炉的热送装率和实际温度。在实际生产过程中，尽量将冷配和热配之间的过渡时间进行减少，这样能够提升实际温度。根据相关数据的统计，加热炉中的热送热装率提高的同时，燃气燃烧的消耗就会减少。通过利用这样的方式，钢铁企业每年在这方面的成本就会节约上百万元。

3.4 生产节奏均衡

当前钢铁企业需要热加炉的使用，需要节约能源，在实际燃烧的过程中尽量保持稳定。所以实际稳定，生产的平衡性非常的重要。对于所有的加热炉，主要是为了将燃烧炉应用的更加稳定和均衡。对于需要二次进行燃烧的系统，提前预测不同阶段的温度应该如何进行控制，整体燃烧系统所需要计算的数值，每分钟计算一次。如果所需要用到的温度以及燃烧量和最初预期的偏差过大的话，实际的加热炉，预测的数据就不能够再用。如果为了生产而不断加快进度的话，就会使很多加热能量受到损失。

3.5 氧化锆残氧分析仪设置

实际工作安装中所需要用到的残氧分析仪，安装的检测点不应该在排烟管道上。它实际设置应该在炉膛内的某个位置，这样的数据测出来才会有真实性。如果安装在排烟管道上，因为换向阀有着不同程度的内泄漏，很容易使得残氧含量测出的不够准确。

3.6 提高加热炉的自动化水平

在整个轧钢加热炉实际运行的过程中，最严重的问题就是氧化烧损通过，对设备定期进行改进，这样才能够将它的自动化水平进行提升，具体应该从以下几个方面进行准备。

（1）在某种程度上，加热炉的实际散热性，会影响整个氧烧损的状况。它主要受到的影响是炉内的保温层。所以要对实际保温层进行定期优化，这样在它的结构基础上不断的增加保温层，就能够让整个设备受到的影响最小。举例来说，所利用的保温材料性能高的话，让它固定在风管处，这样能够将氧化烧损的情况做出缓解。

（2）如果颅内适中的氧化烧损状况，一直持续的话，那么整个炉内的受损概率就会加大。所以，必须要对加热炉进行科学合理的配置，最关键的是，实际炉体的材料选择必须非常的优质，在环境忽冷忽热的状况下，炉内的温度也能够很好的适应。

（3）在日常生产过程中一定要对炉温进行合理的控制，不能够让氧化烧损的问题出现，这样就必须要在炉内的温度控制在合理的范围之内。

3.7 煤气换向与反吹时序控制

加热炉增加自动化控制系统后，不仅能够让加热炉主动换相，而且它的实际工艺也能够得到很好的控制，使换向控制以及燃烧系统进行更有效的结合。加热炉自动化控制硬件系统在设备基础上又增加了对应的功能模块，反吹风机的官网压力也得到了增加。在燃控的客户端，有画面能够让每个换向阀的进气排烟得到独立控制，各项调节功能都得到很好的应用，并且执行得非常稳定。具体运作过程如图1所示。

如果A侧的煤气换向阀，完成了进气燃烧之后，另一侧的煤气换向阀保持的状态为排烟蓄热。让进气的阀门进行关闭。之后黑色的反吹向法就打开，并且保持一段时间，再将反向阀关闭到位，这也就完成了整个反馈过程。再将A侧的排烟阀板，进行打开。在A侧的煤气换向阀，进气阀门关闭之后，吹扫的阀门打开时，同侧的空气就会不断进入，然后持续保持开启的状态，这样反吹置换出的煤气就能够进入到炉膛之中，然后再次进行燃烧。在A侧之中的空气三通阀，延时2～3秒之后，再将排烟阀板进行打开。在必测煤气换向阀得到控制之后，和A侧进行对称。在A侧排烟阀板，打开的同时，预测煤气的幻象，进气阀门也需要进行打开，当整个炉内呈现为燃烧状态的时候，整个周期也就全部完成了。整个加热炉，在不同时间段的幻象吹扫间隔时间都是由整个系统进行规定的，它能够将两段或者多段同时幻象或者反向吹向工作进行避免，这样能够确保整个反馈效果达到最佳。

图1 加热炉内部运行过程图

4 结语

综上所述，以轧钢加热炉燃烧质量优化途径为出发点，集中研究了降低轧钢加热炉氧化烧损的途径，得出可以通过提升设备自动化水平、推广蓄热式燃烧技术等方式，促进降低轧钢加热炉氧化烧损效果得到实现。