节能环保型燃天然气单蓄热轧钢加热炉燃烧系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于乳钢厂加热炉领域，具体是一种节能环保型燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统。
【背景技术】
[0002]为了节能环保的需要，乳钢厂使用天然气替代发生炉煤气、高炉煤气或焦炉煤气作为乳钢加热炉的燃料，这是现阶段比较常见的现象。使用天然气替换煤气，便需要同时替换燃烧系统，一般采用燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统。现有的燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统如图1所示，包括蓄热烧嘴、空气管道、天然气管道、烟气管道、各种阀门(手动阀、气动开关阀、电动调节阀、电磁阀开关阀等)、鼓风机、引烟风机和自动控制系统(包扎控制电缆、仪器、仪表及工控机等)。该燃烧系统系统通过运行调试，系统达到了预期目标。
[0003]通过对燃烧系统的运行跟踪发现，该燃烧系统并不完善，其天然气单耗、加热能力、氧化烧损，以及操作控制方面仍有改进空间。天然气燃烧的技术关键一方面是空气系数的确定与控制，另一方面是空气与燃气的充分混合。其中空气与燃气的充分混合是高效燃烧的必要条件，由于燃天然气单蓄热烧嘴的固有特点，其结构形式受到一定的限制，为改善空气与燃气的混合，所以在燃烧系统中设置了天然气喷枪冷却预混风。天然气喷枪冷却预混风的流量大小是优化天然气燃烧系统的关键，直接决定系统的节能与环保效果。冷却预混风流量偏小则冷却预混效果达不到，流量偏大则预热部分的空气不够，都影响系统的燃烧换热效果。因此，冷却预混风的流量大小有一个理论最优值(A)，加热炉实际运行操作过程中，就是要通过精确的操作控制，使实际冷却预混风量保持在其最优值。在加热炉实际运行过程中，随着生产品种与节奏不同，天然气的流量(T)是不断变化的，与之对应，冷却预混风的理论最优值A也不断变化，A = kT，k为最优冷却预混风流量系数(此k值是需要保密的核心技术数据，0.2〈k〈l)。
[0004]现有的系统中天然气喷枪冷却预混风处于常开状态，其流量没有计量控制，没有与天然气实现同步自动开关，从而导致空气系数偏大，而且有一半冷却预混风未参与燃烧，导致天然气单耗较高，加热能力不足，氧化烧损严重，在炉子保温待乳时(此时冷却预混风直接成了降温介质)温度降低很快。同样也导致了实际操作的空燃比与计算的空燃比不统一，从而易致操作不当而产生冒黑烟的状况。
【发明内容】
[0005]本实用新型根据现有技术的不足提供一种节能环保型燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统。该燃烧系统设计了独立的天然气喷枪冷却预混风系统，可以实现冷却预混风与天然气流量匹配开关控制，同时能够对冷却预混风进行流量计量与流量自动调节控制。
[0006]本实用新型提供的技术方案:所述一种节能环保型燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统，包括空气管道、天然气管道、烟气管道、鼓风机、引烟风机和多对蓄热式烧嘴，多对蓄热式烧嘴分别通过空气支管、天然气支管、烟气支管与空气管道、天然气管道、烟气管道连通，鼓风机和引烟风机分别设置在空气管道和烟气管道的进气口，在空气支管、天然气支管、烟气支管分别设有烧嘴助燃空气快切阀、烧嘴天然气快切阀、烧嘴烟气快切阀；其特征在于:所述燃烧系统还包括进风口与空气管道连通的冷却预混风主管，冷却预混风主管通过多个冷却预混风支管分别与连通每个蓄热式烧嘴的天然气支管连通，在冷却预混风主管上设有冷却预混风主管流量计和冷却预混风主管流量自动调节阀；在每个冷却预混风支管上设有烧嘴冷却预混风快切阀和烧嘴冷却预混风手调阀。
[0007]本实用新型进一步的技术方案:所述燃烧系统还包括自动控制系统，自动控制系统包括仪器、仪表、控制器和控制电缆，所述冷却预混风主管流量计的信号输出端与自动控制系统的信号输入端连接，自动控制系统的信号输出端分别与烧嘴助燃空气快切阀、烧嘴天然气快切阀、烧嘴烟气快切阀、冷却预混风主管流量自动调节阀和烧嘴冷却预混风快切阀的信号输入端连接。
[0008]本实用新型较优的技术方案:所述冷却预混风主管流量计设置在冷却预混风主管靠近进风口的一端，冷却预混风主管流量自动调节阀设置在冷却预混风主管流量计的后方靠近冷却预混风支管的一端。
[0009]本实用新型较优的技术方案:所述烧嘴冷却预混风手调阀设置在冷却预混风支管靠近与天然气支管连接的一端，烧嘴冷却预混风快切阀设置在冷却预混风支管靠近与冷却预混风主管连接的一端；所述烧嘴天然气快切阀设置在天然气支管靠近与天然气管道连接的一端。
[0010]本实用新型所述燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统的烧嘴成对布置，每对烧嘴在一个换向周期内，其中一个烧嘴供天然气与助燃空气在炉膛内混合燃烧，产生的高温烟气通过另一个烧嘴将烟气排出；通过换向，下一个周期，另一个烧嘴供天然气与助燃空气在炉膛内混合燃烧，第一个烧嘴将烟气排出。烧嘴中有蓄热体，在烧嘴的燃烧期间，冷助燃空气与高温蓄热体换热，助燃空气温度提高(达到约1000°c )后进入炉膛，同时蓄热体温度下降(达到约200°C);在烧嘴的排烟周期，炉膛内的高温烟气与冷蓄热体换热，蓄热体温度提高(达到约1050°C，同时高温烟气温度下降(达到约150°C )后经引烟风机排出厂房外。
[0011]本实用新型从总供风管引出一根分管，即冷却预混风主管，该主管为所有烧嘴提供冷却预混风。并在冷却预混风主管上设置流量自动调节阀、流量测量孔板，信号引入操作系统，对流量进行自动调节控制；在每个烧嘴前设有冷却预混风支管，并在每个支管上设置自动开关阀(可为电磁阀或气动快切阀等)、手动调节阀，自动开关阀的信号引入操作系统进行自动开关控制。实现了冷却预混风与天然气流量匹配开关控制，对冷却预混风进行流量计量与流量自动调节进行控制，从而达到真正节能的目的。
【附图说明】
[0012]图1是现有的燃烧系统示意图；
[0013]图2是本实用新型所述的燃烧系统示意图。
[0014]图中:1 一空气管道，1-1 一空气支管，2—天然气管道，2-1—天然气支管，3—烟气管道，3-1—烟气支管，4一鼓风机，5—引烟风机，6—蓄热式烧嘴，7—烧嘴助然空气快切阀，8—烧嘴天然气快切阀，9 一烧嘴烟气快切阀，10—冷却预混风主管流量计，11 一冷却预混风主管流量自动调节阀，12—烧嘴冷却预混风快切阀，13—烧嘴冷却预混风手调阀，14 一冷却预混风主管，14-1 一冷却预混风支管，15—钢还进入通道，16—冷却预混风进入管。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型进一步说明。如图2所示的一种节能环保型燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统，包括空气管道1、天然气管道2、烟气管道3、鼓风机4、引烟风机5和多对蓄热式烧嘴6，燃天然气单蓄热乳钢加热炉燃烧系统的烧嘴成对布置，每对烧嘴在一个换向周期内，其中一个烧嘴供天然气与助燃空气在炉膛内混合燃烧，产生的高温烟气通过另一个烧嘴将烟气排出；每个蓄热式烧嘴6分别通过空气支管1-1、天然气支管2-2、烟气支管3-1与空气管道1、天然气管道2、烟气管道3连通，鼓风机4和引烟风机5分别设置在空气管道I和烟气管道3的进气口，由空气管道I提供空气，天然气管道2供应天然气，烟气管道3排除烟气；为了方便控制，在每个空气支管1-1、天然气支管2-2、烟气支管3-1上分别设有烧嘴助燃空气快切阀7、烧嘴天然气快切阀8、烧嘴烟气快切阀9。
[0016]如图2所示，所述燃烧系统还包括进风口与空气管道I连通的冷却预混风主管14，冷却预混风主管14通过多个冷却预混风支管14-1分别与连