一种燃硫炉及其炉膛升温方法与流程

本发明涉及燃硫炉的技术领域，尤其是－种燃硫炉及其炉膛升温方法。

背景技术：

目前，公知的液态硫磺燃硫炉的炉膛升温方法，由柴油枪将柴油喷入炉腔燃烧。炉膛升温需半个小时至数个小时，直至炉膛温度升高到600～800℃才撤去柴油枪，然后启动风机、硫磺泵和喷硫枪，将液态硫磺喷入燃硫炉燃烧制出SO₂气体。这种方法使得每次炉膛升温时造成大量柴油浪费，更重要的是不能在冷炉状态下制出SO₂气体，耽误生产。

技术实现要素：

本发明目的在于，针对上述问题，提供一种在冷炉状态下制出SO₂气体，不产生升华硫的燃硫炉的炉膛升温方法。

为了解决上述技术问题，本发明的基本构思是：利用火种枪的辅助燃烧，使雾化的液态硫磺直接燃烧制出SO₂气体，同时炉膛升温，直到炉温达到550℃～850℃时撤出火种枪。

作为实现本发明基本构思的技术方案：其包括燃气罐、火种枪、液硫泵、喷硫枪、风机、SO₂测量仪、PLC控制系统、燃硫炉、电子点火控制器、液硫泵变频器、风机变频器、电脑、熔硫槽、蒸汽以及压缩空气。

为了使用燃硫炉在其炉膛升温方法，包括下述几个步骤：第一步：在点燃燃硫炉之前，输入电脑和PLC控制系统榨量、SO₂浓度、温度、运行时间参数，依据榨量参数经PLC控制系统内的公式计算，信号输入液硫泵变频器和风机变频器自动配给液硫泵的初始供硫量和风机的初始供风量；

第二步：打开联接喷硫枪的蒸汽的阀门；

第三步：打开联接火种枪的燃气罐和压缩空气的阀门，用电子点火控制器点燃火种枪；

第四步：启动液硫泵变频器和风机变频器使液硫泵和风机工作，熔硫槽的液态硫磺通过喷硫枪喷到火种枪的火焰上燃烧制出SO₂气体；

第五步：SO₂测量仪检测燃硫炉的出口的SO₂浓度信号自动输入PLC控制系统，经PLC控制系统比较SO₂参数后，信号自动输入风机变频器增或减频率，从而调整风机供风量；

第六步：当燃硫炉的炉膛温度升到550～850℃时，撤出火种枪。

所述的SO₂浓度参数的设置为10％～18％。

所述的温度参数设置为第一阶梯温度25℃，温度阶梯值60℃，转折点温度450℃，终点温度550～850℃。

所述的运行时间参数设置为第一阶梯温度250℃以下时不超过30min；＞250℃温度阶梯值60℃，不超过20min。

所述的燃气罐使用的燃气为乙炔或天然气或煤气。

本发明的有益效果是：在炉膛升温过程中制出SO₂气体且无升华硫发生，做到即时点火，即时制出SO₂气体。不仅满足了企业的生产需要，还节约了可观的用于炉膛升温的柴油，而且操作方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明示意图。

图2是本发明炉膛升温程序流程图。

图中1.燃气罐，2.火种枪，3.液硫泵，4.喷硫枪，5.风机，6.SO₂测量仪，7.PLC控制系统，8.燃硫炉，9.电子点火控制器，10.液硫泵变频器，11.风机变频器，12.电脑，13.熔硫槽，14.蒸汽，15.压缩空气。

具体实施方式

以下所述的实施例详细地说明了本发明。

参照图1、图2，在点燃燃硫炉8之前，输入电脑12和PLC控系统7榨量、SO₂浓度、温度、运行时间参数。榨量参数将作为炉膛升温程序目标参数。

根据糖厂榨量，PLC控制系统7采用公式1和公式2计算后把信号输入液硫泵变频器10和风机变频器11自动配给液硫泵3的初始供硫量和风机5的初始供风量。

液硫泵3供硫量：

风机5供风量：

公式中：

糖厂榨量为B(T/h)；

硫熏强度要求A(mL)，代表每1m³混合汁含A/10kg SO₂，即1m³混合汁含A/20kg硫磺；

每1g硫磺完全燃烧需要3.33l空气，即每1kg硫磺需要3.33m³空气；

液态硫磺密度1.8kg/L；

风量过量系数：1.5，代表制出的SO₂浓度为21％/1.5＝14％；

混合汁与榨量重量比：k，该值通过报表计算；

混合汁密度：1.05(t/m3)。

打开联接喷硫枪4的蒸汽14的阀门，预热喷硫枪4。打开联接火种枪2的燃气罐1和压缩空气15的阀门，用电子点火控制器9点燃火种枪2。

启动液硫泵变频器10和风机变频器11使液硫泵3和风机5工作，按照榨量参数供硫量，此时程序将不断检测燃硫炉8的前炉的温度和出口的SO₂气体的浓度，并且程序中的定时器开始计数，温度、SO₂浓度以及运行时间三个因素将共同作为PLC控制系统7自动调整液硫泵3供硫量和风机5供风量的依据。

程序以西门子PLC S7-200为例,使用STEP 7SP6为平台，为了更好地说明程序运行过程，以下是将终点温度、液硫泵变频器10增减量、风机变频器11增减量等可调节量量化，具体说明炉膛升温方法：

例如PLC控制系统7以800℃作为炉膛升温方法的终点温度，以200℃作为程序控制的第一阶梯温度的转折点，此后每经过50℃作为一个转折点。根据公式1和公式2计算，起点榨量所需要的供硫量和供风量分别为M₁和V₁，终点榨量所需要的供硫量和供风量分别为M₂和V₂，那么可以根据如下公式计算:

单次供硫量：

公式中：

T₁为第一阶梯温度值，设置为250℃；

T₂为终点温度，设置为850℃；

T₀为温度阶梯值,设置为60℃；

M₁为根据公式1计算得到的初始供硫量；

M₂为根据公式1计算得到的目的点供硫量；

V₁为根据公式2计算得到的初始供风量；

V₂为根据公式2计算得到的目的点供风量；

递增次数计算使用取整；

上段单次供风量：

公式中：

T₃为转折点温度，根据硫磺燃烧特性，一般设定为400℃；

供风量比例控制公式：N₂＝1-N₁ 公式5

N₁为0-1间的小数，设定为0.2-0.5；

N₂为0-1间的小数；

从安全上考虑，一般通过调整N₁和N₂令V₁小于V₂；

下段单次供风量：

液硫泵3递增公式：M+M₁→M 公式7

说明：液硫泵3递增之后覆盖原值

风机5递增公式：V+V₁→V(风机5递增之后覆盖原值) 公式8

V+V₂→V 公式9

公式中：风机5递增使用公式8还是公式9由设定的转折点温度T3决定；

温度阶梯上升公式：T+T₂→T(温度递增后覆盖原值) 公式10

根据该公式，将供硫量均分为12次，每达到一个新的温度区间，液硫泵3供硫量递增值为M₁；而程序中引入N₁和N₂作为供风量的调整系数，例如设N₁为0.3，N₂为0.7，将供风量以450℃为分界线，将供风量分为上段和下段，按照经验，在炉温小于450℃时，供风量可以适当偏小，以方便炉温上升；而当炉温大于450℃时，供风量可以适当偏大，以保证在该温度以上能够迅速燃烧的硫磺不产生升华硫。

同时，程序中还设置了定时器，每个炉温区间都有现场可调的时间限制，当炉温条件没有达成，而经检查火种枪2以及喷硫枪4工作正常的情况下，可以让程序经过一定时间后自动跳入下一个温度区间的供硫量和供风量，以防止程序进入因现场偶然因素造成的停滞状态。

其中：第一上限时间为TM₁，通常设置为不超过30min；

第二上限时间为TM₂；通常设置为不超过20min；

在整个炉膛升温过程中，程序每隔一段时间来扫描SO₂测量仪6的传感器反馈的信号，当SO₂浓度在设定区间内时，程序不动作；如果浓度越出区间，则程序将通过增减风机5的供风量来调整SO₂的浓度，既保证温度保持上升趋势，同时严格杜绝升华硫的产生，将SO₂气体的浓度控制在工艺要求范围内。从安全上考虑，SO₂浓度调整公式如下：

当SO₂浓度大于设定高限值：V+V₂→V 公式11

当SO₂浓度低于设定低限值：V-V₁→V 公式12

其中，扫描SO₂气体浓度的时间为TM₃，通常设定为30s。

当炉温到达850℃以上时，撤出火种枪2。