一种带段调节的组合脉冲燃烧系统的制作方法

本实用新型属于加热炉燃烧系统领域，具体涉及一种带段调节的组合脉冲燃烧系统。

背景技术：

传统的脉冲燃烧加热炉或者脉冲燃烧+常规燃烧的组合加热炉虽然具有炉内分区灵活、温度均匀性好等优点，但受限于脉冲控制管路系统特点，这类加热炉不能满足某些高附加值钢种的生产。主要原因在于：

传统脉冲控制燃烧段的段空气总管、段煤气总管没有设置流量调节装置和流量测量装置，对炉内气氛调节灵活度差，炉内残氧调节范围小，不利于钢种频繁切换，对生产组织要求高。

传统脉冲控制燃烧段由于不具备段流量调节功能，在加热炉大负荷生产时烧嘴仍需进行脉冲动作，增加了脉冲阀的工作强度，缩短了其使用寿命，增加了维护工作量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种带段调节的组合脉冲燃烧系统，以解决传统脉冲燃烧加热炉或脉冲燃烧+常规燃烧组合加热炉炉内气氛调节不灵活、烧嘴前脉冲阀工作强度高的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带段调节的组合脉冲燃烧系统，包括常规燃烧段与脉冲燃烧段，脉冲燃烧段由脉冲控制系统控制，脉冲控制系统中包含脉冲空气控制子系统以及脉冲煤气控制子系统；脉冲空气控制子系统中，沿空气输送方向，在脉冲烧嘴的前方依次设有段空气流量测量装置ⅰ、段空气流量调节阀ⅰ、空气手动调节阀ⅰ以及空气脉冲阀ⅰ；脉冲煤气控制子系统中，沿煤气输送方向，在脉冲烧嘴的前方依次设有段煤气流量测量装置ⅱ、段煤气流量调节阀ⅱ、煤气手动调节阀ⅱ以及煤气脉冲阀ⅱ。

进一步，脉冲空气控制子系统有若干个，并列设置在空气总管上；脉冲煤气控制子系统有若干个，并列设置在煤气总管上。

进一步，各脉冲空气控制子系统中，包含有一个段空气总管ⅰ以及若干个空气支管ⅰ，段空气总管ⅰ的首端与空气总管相连，各空气支管ⅰ的首端并联在段空气总管ⅰ的末端；沿空气输送方向，段空气流量测量装置ⅰ以及段空气流量调节阀ⅰ依次设置在段空气总管ⅰ上，各空气支管ⅰ上则依次设置空气手动调节阀ⅰ以及空气脉冲阀ⅰ。

各脉冲煤气控制子系统中，包含有一个段煤气总管ⅱ以及若干个煤气支管ⅱ，段煤气总管ⅱ的首端与煤气总管相连，各煤气支管ⅱ的首端并联在段煤气总管ⅱ的末端；沿煤气输送方向，段煤气流量测量装置ⅱ以及段煤气流量调节阀ⅱ依次设置在段煤气总管ⅱ上，各煤气支管ⅱ上则依次设置煤气手动调节阀ⅱ以及煤气脉冲阀ⅱ。

进一步，脉冲空气控制子系统中的各空气支管ⅰ末端与脉冲煤气控制子系统中各煤气支管ⅱ末端一一对应连接于一个脉冲烧嘴上。

进一步，常规燃烧段由常规控制系统控制，常规控制系统中包含常规空气控制子系统以及常规煤气控制子系统。

进一步，常规空气控制子系统有若干个，各常规空气控制子系统与脉冲空气控制子系统并列设置在空气总管上；常规煤气控制子系统有若干个，各常规煤气控制子系统与脉冲煤气控制子系统并列设置在煤气总管上。

进一步，常规空气控制子系统中，沿空气输送方向，在常规烧嘴的前方依次设有段空气流量测量装置ⅲ、段空气流量调节阀ⅲ以及空气手动调节阀ⅲ。常规煤气控制子系统中，沿煤气输送方向，在常规烧嘴的前方依次设有段煤气流量测量装置ⅳ、段煤气流量调节阀ⅳ以及煤气手动调节阀ⅳ。

进一步，各常规空气控制子系统中，包含有一个段空气总管ⅲ以及若干个空气支管ⅲ，段空气总管ⅲ的首端与空气总管相连，各空气支管ⅲ的首端并联在段空气总管ⅲ的末端；沿空气输送方向，段空气流量测量装置ⅲ以及段空气流量调节阀ⅲ依次设置在段空气总管ⅲ上，各空气支管ⅲ上则对应设置空气手动调节阀ⅲ。

各常规煤气控制子系统中，包含有一个段煤气总管ⅳ以及若干个煤气支管ⅳ，段煤气总管ⅳ的首端与煤气总管相连，各煤气支管ⅳ的首端并联在段煤气总管ⅳ的末端；沿煤气输送方向，段煤气流量测量装置ⅳ以及段煤气流量调节阀ⅳ依次设置在段煤气总管ⅳ上，各煤气支管ⅳ上则对应设置煤气手动调节阀ⅳ。

进一步，常规空气控制子系统中的各空气支管ⅲ末端与常规煤气控制子系统中各煤气支管ⅳ末端一一对应连接于一个常规烧嘴上。

本实用新型的有益效果在于：

本系统在同一座加热炉上整合了常规燃烧段和脉冲燃烧段，各脉冲燃烧段可独立调节空燃比，提高了炉内气氛控制的灵活性，同时保留了常规燃烧和脉冲燃烧的各自优势，使得炉内温度更均匀，可广泛应用于冶金行业各种加热炉。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为该燃烧系统的示意图。

附图标记：

脉冲空气控制子系统—1；段空气总管ⅰ—11、空气支管ⅰ—12；段空气流量测量装置ⅰ—111、段空气流量调节阀ⅰ—112、空气手动调节阀ⅰ—121、空气脉冲阀ⅰ—122；

脉冲煤气控制子系统—2；段煤气总管ⅱ—21、煤气支管ⅱ—22；段煤气流量测量装置ⅱ—211、段煤气流量调节阀ⅱ—212、煤气手动调节阀ⅱ—221、煤气脉冲阀ⅱ—222；

脉冲烧嘴—3；

空气总管—4；

煤气总管—5；

常规空气控制子系统—6；段空气总管ⅲ—61、空气支管ⅲ—62；段空气流量测量装置ⅲ—611、段空气流量调节阀ⅲ—612、空气手动调节阀ⅲ—621；

常规煤气控制子系统—7；段煤气总管ⅳ—71、煤气支管ⅳ—72；段煤气流量测量装置ⅳ—711、段煤气流量调节阀ⅳ—712、煤气手动调节阀ⅳ—721；

常规烧嘴—8。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种带段调节的组合脉冲燃烧系统，包括常规燃烧段与脉冲燃烧段，脉冲燃烧段由脉冲控制系统控制，脉冲控制系统中包含脉冲空气控制子系统1以及脉冲煤气控制子系统2；脉冲空气控制子系统1中，沿空气输送方向，在脉冲烧嘴3的前方依次设有段空气流量测量装置ⅰ111、段空气流量调节阀ⅰ112、空气手动调节阀ⅰ121以及空气脉冲阀ⅰ122。脉冲煤气控制子2系统中，沿煤气输送方向，在脉冲烧嘴3的前方依次设有段煤气流量测量装置ⅱ211、段煤气流量调节阀ⅱ212、煤气手动调节阀ⅱ221以及煤气脉冲阀ⅱ222。

该组合脉冲燃烧系统整合了常规燃烧段与脉冲燃烧段，其中控制脉冲燃烧段的脉冲控制系统中对应设置了段空气流量调节阀ⅰ112以及段煤气流量调节阀ⅱ212，通过段空气流量调节阀ⅰ112以及段煤气流量调节阀ⅱ212，可使该控制段能对应实现空气、煤气的分段流量调节，各脉冲燃烧段可独立调节空燃比，则提高了炉内气氛控制的灵活性，不仅保留了常规燃烧和脉冲燃烧的各自优势，还使得炉内温度更均匀。

具体的，脉冲空气控制子系统有四个，并列设置在空气总管4上；脉冲煤气控制子系统也有四个，并列设置在煤气总管5上。

各脉冲空气控制子系统1中，包含有一个段空气总管ⅰ11以及三个空气支管ⅰ12，段空气总管ⅰ11的首端与空气总管4相连，各空气支管ⅰ12的首端并联在段空气总管ⅰ12的末端。沿空气输送方向，段空气流量测量装置ⅰ111以及段空气流量调节阀ⅰ112依次设置在段空气总管ⅰ11上，三个空气支管ⅰ12上均依次设置有空气手动调节阀ⅰ121以及空气脉冲阀ⅰ122。

各脉冲煤气控制子系统2中，包含有一个段煤气总管ⅱ21以及三个煤气支管ⅱ22，段煤气总管ⅱ21的首端与煤气总管5相连，三个煤气支管ⅱ22的首端并联在段煤气总管ⅱ21的末端；沿煤气输送方向，段煤气流量测量装置ⅱ211以及段煤气流量调节阀ⅱ212依次设置在段煤气总管ⅱ21上，三个煤气支管ⅱ22上均依次设置煤气手动调节阀ⅱ221以及煤气脉冲阀ⅱ222。

各脉冲空气控制子系统中的三个空气支管ⅰ12末端与各脉冲煤气控制子系统中的三个煤气支管ⅱ22末端一一对应连接于一个脉冲烧嘴3上。以该实施例而言，四个脉冲空气控制子系统1与四个脉冲煤气控制子系统2中各有十二条空气支管ⅰ12与十二条煤气支管ⅱ22，每条空气支管ⅰ12与一条煤气支管ⅱ22对应连在一个脉冲烧嘴3上，共计十二个脉冲烧嘴3。

该组合脉冲燃烧系统中，空气控制系统和煤气控制系统同时存在常规燃烧段与脉冲燃烧段，而脉冲控制系统中同时设置段空气流量调节阀ⅰ112与段煤气流量调节阀ⅱ212，即实现了脉冲燃烧段的分段控制，即段空气总管ⅰ11与各空气支管ⅰ12的分别控制，段煤气总管ⅱ21与各煤气支管ⅱ22的分别控制，这样可改善炉内气氛调节灵活度，扩宽炉内残氧调节范围，有利于钢种的切换。

常规燃烧段由常规控制系统控制，常规控制系统中包含常规空气控制子系统6以及常规煤气控制子系统7。

具体的，常规空气控制子系统6有四个，四个常规空气控制子系统6与四个脉冲空气控制子系统1并列设置在空气总管4上；常规煤气控制子系统7有四个，四个常规煤气控制子系统7与四个脉冲煤气控制子系统2并列设置在煤气总管5上。

常规空气控制子系统6中，沿空气输送方向，在常规烧嘴8的前方依次设有段空气流量测量装置ⅲ611、段空气流量调节阀ⅲ612以及空气手动调节阀ⅲ621。常规煤气控制子系统7中，沿煤气输送方向，在常规烧嘴8的前方依次设有段煤气流量测量装置ⅳ711、段煤气流量调节阀ⅳ712以及煤气手动调节阀ⅳ721。

各常规空气控制子系统中，均包含有一个段空气总管ⅲ61以及三个空气支管ⅲ62，段空气总管ⅲ61的首端与空气总管4相连，三个空气支管ⅲ62的首端并联在段空气总管ⅲ61的末端。沿空气输送方向，段空气流量测量装置ⅲ611以及段空气流量调节阀ⅲ612依次设置在段空气总管ⅲ61上，三个空气支管ⅲ62上则对应设置空气手动调节阀ⅲ621。

同样的，各常规煤气控制子系统7中，包含有一个段煤气总管ⅳ71以及三个煤气支管ⅳ72，段煤气总管ⅳ71的首端与煤气总管5相连，三个煤气支管ⅳ72的首端并联在段煤气总管ⅳ71的末端。沿煤气输送方向，段煤气流量测量装置ⅳ711以及段煤气流量调节阀ⅳ712依次设置在段煤气总管ⅳ71上，三个煤气支管ⅳ72上均对应设置煤气手动调节阀ⅳ721。

四个常规空气控制子系统6中的各空气支管ⅲ62末端与四个常规煤气控制子系统7中各煤气支管ⅳ72末端一一对应连接于一个常规烧嘴8上。以该实施例而言，四个常规空气控制子系统6与四个常规煤气控制子系统7中各有十二条空气支管ⅲ62与十二条煤气支管ⅳ72，每条空气支管ⅲ62与一条煤气支管ⅳ72对应连在一个常规烧嘴8上，共计十二个常规烧嘴8。

本系统是在同一座加热炉中同时设置常规燃烧段与脉冲燃烧段，常规燃烧段与脉冲燃烧段并列设置，以充分发挥两种燃烧方式的优势。

脉冲控制系统中，脉冲空气控制子系统1中的段空气总管ⅰ11连通至全炉空气总管，脉冲煤气控制子系统2中的段煤气总管ⅱ21连通至全炉煤气总管，同样的，常规空气控制子系统6中的段空气总管ⅲ61连通至全炉空气总管，常规煤气控制子系统7中的段煤气总管ⅳ71连通至全炉煤气总管。而段空气总管ⅰ11、段煤气总管ⅱ21、段空气总管ⅲ61以及段煤气总管ⅳ71上对应设置有段空气流量调节阀ⅰ112、段煤气流量调节阀ⅱ212、段空气流量调节阀ⅲ612、段煤气流量调节阀ⅳ712，可对应进行该空气段流量以及该煤气段流量的调节。

当加热炉大负荷工作时，脉冲烧嘴3火焰长度足够，脉冲控制可切换为常规控制状态，该过程通过设置在脉冲空气控制子系统1以及脉冲煤气控制子系统2中的段空气流量调节阀ⅰ112以及段煤气流量调节阀ⅱ212调节实现，进而实现了脉冲段的热负荷和空燃比的调节。这样可以减少炉内压力波动；同时，减少脉冲烧嘴3前空气脉冲阀ⅰ122和煤气脉冲阀ⅱ222的使用频率，提高脉冲烧嘴前空气脉冲阀ⅰ122和煤气脉冲阀ⅱ222的使用寿命。

当加热炉小负荷工作时，切换至脉冲控制状态，以使脉冲烧嘴3工作在最佳工况，火焰的长度、刚度均有保证，从而确保炉宽方向的温度均匀性。在脉冲控制状态时，可通过设置在脉冲空气控制子系统1以及脉冲煤气控制子系统2中的段空气流量调节阀ⅰ112以及段煤气流量调节阀ⅱ212调节实现，进而实现了脉冲段的热负荷和空燃比的调节，确保该段炉内气氛满足钢坯加热要求。

需要说明的是，根据实际需求，可对应增加脉冲控制段数量，还可将脉冲烧嘴前的手动调节阀更换为自动调节阀，还可对应增加空气、煤气总管设备数量等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。