蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及:用于在锻钢生产工艺中将材料加热至能够锻造的温度的加热炉，更加详细而言，涉及如下控制方法及控制装置，即，在利用蓄热式燃烧器的蓄热式加热炉中，控制燃烧器的燃料、燃烧空气以及燃烧排出气体的排出量，从而适当地调节因燃烧气体而引起的炉内的压力，并且将全部排出气体使用在用于进行热交换的蓄热体的蓄热中。
【背景技术】
[0002]通常，在钢铁生产过程中，为了将材料加热至目标温度，而使用加热炉，而且大部分使用将混合气体作为燃料的燃烧器，最近，为了节约燃料，蓄热式燃烧器(RegenerativeBurner)的使用具有增加的趋势。
[0003]设置在现有的加热炉的所有燃烧器都进行连续燃烧，而且此时产生的排出气体，是通过作为热交换器的回热式热交换器(recuparator)来回收的。但是，在蓄热式燃烧器的情况下，燃烧器自身具有蓄热体，因此不必使用单独的热交换器，将彼此对应的两个燃烧器构成为一组，一侧的燃烧器燃烧规定时间，此时产生的排出气体被吸入到相向的相反侧的燃烧器，从而蓄热于作为蓄热体的氧化铝陶瓷球中。
[0004]在经过规定时间(约60-90秒)后，原来燃烧的燃烧器停止，而在蓄热体进行了蓄热的相向的燃烧器开始燃烧，与此同时，使燃烧用空气经过蓄热体，则燃烧用空气将预热至高温。即，上述的蓄热式燃烧器燃烧系统为如下燃烧装置，即，相面对的一对燃烧器构成一组，实现连续地交替燃烧，并且在非动作燃烧器和动作燃烧器交替运作时，通过原来处于非动作状态的燃烧器的蓄热体进行热交换，从而将蓄热体蓄存的热量传递给燃烧空气，由此能够回收燃烧排出气体所具有的热量。
[0005]这种能量再生燃烧器，基于加热炉的炉温度，以两种燃烧方式进行燃烧，在加热炉的温度为规定温度(通常800-900°C )以下的情况下，使用基于向导燃烧器(pilot burner)的1次侧燃烧方式，在规定温度(800-900°C)以上的情况下，会引发自燃，在该情况下，使用如下燃烧方式，即，从单独的喷嘴喷射燃料气体，使该燃料气体与经过了燃烧器内部的蓄热体的高温的燃烧空气，在加热炉内进行混合，从而点火。
[0006]在现有的蓄热式燃烧器燃烧的情况下，相反侧的燃烧器用于蓄热的燃烧排出气体，仅仅是产生的全部气体的80%左右。这是因为，通过利用剩余的20%的排出气体，来调节炉内压力。这时，20%的排出气体作为高温的废气而通过排气管排放到大气中。需要调节炉内气氛压力(炉压)的理由是，当炉压变为负压时，周围的空气流入炉内，从而使炉内温度或者炉内气氛不稳定，而且侵入空气变为过剩空气而导致能量损失。
[0007]另外，在炉压为正压的情况下，炉内气体从材料装卸门的周边的缝隙泄漏，从而引起能量损失和炉主体的损伤。通常，在测量炉压时，在与炉上方靠近的地方或者在被加热物堆积的高度上进行，而且通过设置在排气管的调节阻尼器进行自动调节，以使其数值为0?+5mmH20左右。
[0008]在现有的流量控制方法中，燃料气体、燃烧空气采用双交叉限幅(double crosslimit)控制，温度调节计的输出与气体及空气量调节计的级联(cascade)控制信号通过并联电路来执行，而且，在过渡状态下，以使燃料及空气量的测量值不会过多或者过少的方式，基于所设定的增、减系数来设定各燃料、空气比率的上、下限值。
[0009]S卩，在现有技术中，仅将燃烧时产生的燃烧气体的80%，用于燃烧空气的预热，将20%的高温燃烧气体(1200?1250度)排放到大气中，因此导致能量损失。
[0010]此外，在现有技术中，为了将燃烧时产生的燃烧气体的20%向外部排出，需要单独的燃烧气体排出管(duct)，而且由于燃烧气体的温度高，因此需要对排出管内部单独设置用于隔热的耐火材料。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，将工业用加热炉的排出气体的100%使用在燃烧空气的预热所需的热交换中，从而使因燃烧排出气体而引起的能量损失实现最小化，并且使使用能量节约实现最大化。
[0012]此外，本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，将原来向大气中排出的20%的高温的燃烧气体，再使用于燃烧空气的预热中，此外还能够调节炉内气体压力。
[0013]此外，本发明的目的在于，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气控制装置及控制方法，在使用蓄热式燃烧器的加热炉中，根据燃烧器的燃烧负荷，控制燃料及燃烧空气、排出气体的排出量，由此能够控制炉内压力。
[0014]本发明所要解决的问题不限于此，对于没有言及的其他问题，本领域技术人员将通过以下记载会明确理解。
[0015]根据本发明的一个方面，提供一种蓄热式加热炉的燃烧排气的控制方法，所述蓄热式加热炉设置有多个蓄热式燃烧器(Regenerative Burner)，能够控制燃烧器的燃烧量、向燃烧器供给的燃料以及燃烧空气、燃烧排出气体的排出量。
[0016]根据本发明的一个方面，提供一种蓄热式加热炉的燃烧气体的控制方法，包括:第一步骤:所述加热炉内的温度检测传感器检测炉内温度；第二步骤:接收所述炉内温度的测量值并与基准温度设定值进行比较，将与比较的值对应的模拟信号，向顺序控制器输出；第三步骤:通过根据所述第二步骤的输出值设定的程序，所述顺序控制器调节各燃烧器的燃烧、燃料量、空气量及燃烧气体的排出量；第四步骤:测量因不同燃烧负荷下的燃烧气体而产生的所述加热炉内的压力；第五步骤:对测量出的所述压力值与基准压力进行比较，并且将与比较的值对应的模拟信号，向所述顺序控制器输出；第六步骤:根据所述第五步骤的输出值，所述顺序控制器控制在所述第三步骤中设定的燃烧气体的排出量。
[0017]另外，在所述第三步骤中，在多个所述燃烧器进行交替燃烧时，就进行燃烧的燃烧器而言，燃料及空气的切断阀打开而开始进行燃烧，就相对侧的燃烧器而言，燃烧气体的切断阀打开而排出燃烧气体。
[0018]另外，进行燃烧的所述燃烧器的燃料及空气的切断阀，比相对侧的燃烧器的燃烧排出气体的切断阀，延迟输入值那么多，从而防止因燃烧气体而引起的炉内压力上升。
[0019]另外，在所述第六步骤中，所述顺序控制器对在用于调节燃烧气体的排出量的所述第三步骤中设定的燃烧气体的排出量，赋予加权系数(factor)。
[0020]另外，在所述第六步骤中，在测量出的所述压力值比基准压力小的情况下，赋予
0.9?0.99的加权系数，并排出比所述炉内所产生的燃烧气体量少的气体，从而使炉内压力上升。
[0021 ] 另外，在所述第六步骤中，
[0022]在测量出的所述压力值比基准压力大的情况下，赋予1.01?1.1的加权系数，并排出比所述炉内所产生的燃烧气体量多的气体，从而降低炉内压力。
[0023]根据本发明的另一方面，包括:加热炉，设置有蓄热式燃烧器，燃料气体管道和燃烧空气管道，分别向多个所述蓄热式燃烧器供给燃料和空气，燃烧气体管道，用于多个所述蓄热式燃烧器燃烧时产生的燃烧气体的蓄热，温度测量计和压力测量计，用于测量所述加热炉内的温度和压力，顺序控制器，用于调节多个所述蓄热式燃烧器的燃烧、燃料量、空气量以及燃烧气体的排出量；所述顺序控制器控制为:在多个所述蓄热式燃烧器中，使进行燃烧的燃烧器的燃料及空气的供给，比不进行燃烧的燃烧器的燃烧气体的排出，延迟规定的输入值那么多。
[0024]另外，所述顺序控制器对测量出的压力值与基准压力进行比较，来对燃烧气体的排出量赋予加权系数(factor)。
[0025]另外，在测量出的所述压力值比基准压力小的情况下，所述顺序控制器对燃烧气体的排出量赋予0.9?0.99的加权系数。
[0026]另外，在测量出的所述压力值比基准压力大的情况下，所述顺序控制器对燃烧气体的排出量赋予1.01?1.1的加权系数。
[0027]根据本发明的一个方面，包括:温度测量部，测量炉内的温度；压力测量部，测量炉内的压力；控制部，对测量出的