热风炉燃烧温度控制系统的设计.
热风炉自控系统设计与实践
由 于 热 风 炉使 用 高 炉 煤 气 易 造 成 煤 气 中 毒 、 灾 、 炸 火 爆 等恶性 生产事故 ， 控制 系统 的选择 上需 要 高性能 、 在 高稳 定
性 、 制 算 法 灵 活 多 样 的 计 算 机 控 制 系 统 。４ ０ 控 ５ Ｍ３高 炉 使 用 ＡＢ Ｂ公 司 的 大 型 集 散 控 制 ＡＣ ０ Ｆ系 统 ， 系 统 融 传 统 ８０ 该
每 大 程 度 上 取 决 于 使 用 、 护 和 保 养 。坚 持 每 天 巡 检 ， 电 子 延 长 了传 感 器 的 寿 命 ， 年 可 节 约 设备 费 Ｉ万余 元 。 维 对
部件定期加 油 ， 期对 传感器 进行 检查 ， 量桥 路 电阻和空 定 测
秤时的输 出电压 ， 期 用标准砝 码对减量秤 进行校准 。 定
据 ， 果显著 ： 效
（ ） 秤具有很 高的稳定 性 ， 障率低 ， 用维 护方 便 ， Ｉ该 故 使 （ ） 秤 操 作 人 员 能 通 过 计 算 机 近 距 离 控 制 设 备 ， 低 ２该 降 了劳 动 强 度 ， 高 配 料 速 度 ， 幅 度 提 升 生 产 能 力 。 提 大
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现 代 商 贸 工 业 第 １ 第 １ 期 ９卷 １
Ｍ ｏ ｅ ｎ Ｂ ｓ ｅ ａ ｅＩ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕ ｉ ｓ Ｔｒｄ ｕｔ ｎ ｓ ｎ ｒ ２０ ０ ７年 ｌ 月 １
热 风 炉 自控 系统 设 计 与 实践
王 莉 龚 雅 琴
频器是 否正常 。
（ ） 体 需 电焊 作 业 时 ， 注 意 电焊 机 不 能 和 计 算 机 共 ３秤 要 电源 ， 不 能 使 用 计 算 机 地 线 ， 焊 时 要 断 开 信 号 电 源 与 计 也 电 算 机 的连 接 ， 电诨 机 的 地 线 必 须 设 置 在 被 焊 部 位 附 近 ， 牢 并 周 连 接 在 秤 体 上 ， 不 可 使 传 感 器 与 电焊 机 地 线 形 成 回路 。 切
小型采暖热风炉设计研究
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ２ － ０ ６ 基金项 目： 吉林 化工学院项 目（ ２ ０ １ １ ０ １ ６ ） 作者简 介： 甘树坤 （ １ ９ ７ ３ － ） ， 男， 吉林德惠人 ， 吉林化工学 院副教授 ， 主要从事 能源 动力机械 、 计算 机辅助 工程及模 式 识 别等方面 的研究． 通信作者 ： 吕雪飞 ， Ｅ ． ｍ ａ ｉ ｌ ： ｇ ｓ ｋ ｘ ｙ ｙ ＠ｓ ｏ ｈ ｕ ． ｅ ｏ ｍ ￥ 吉林化工学 院 ２ ０ ０ ７级 学生
２ ０ １ ３年 ３月
Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ２ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ０ ４ ７ － ０ ３
小 型 采 暖 热 风 炉 设 计 研 究
甘树坤 ， 吕 颖 ， 吕雪飞 ， 李志强
（ １ ． 吉林化工学院 机 电工程学 院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ； ２ ． 吉林 省计量科 学研究 院 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
第３ Ｏ 卷
第３ 期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ Ｏ ＵＲ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｊ Ｉ Ｌ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ Ｏ Ｆ Ｃ ＨＥ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
Ｖ０ １ ． ３ Ｏ Ｎｏ ． ３
小型采 暖 热风 炉是一 种 以空气 为介 质 的新 型 源自１ ． ２ 设 计方 案
高效的换热设备． 产生的高温空气可 以达到北方 室 内温棚栽培作物所需 的温度 ， 以及北方传统人 居 室 内环境 的温 度 的提 升 ． 由于它 的燃 料 易 于 取 得（ 玉米秸秆 ） 是一种绿 色弃 物， 设备结构简单 ， 体积小 ， 操作方便等特点， 另外它的热效率平均达 ８ ５ ％ 以上 ， 且 生 产技术 基本 掌握 ， 应 用有 了很 大 的 突破 ． 基 于 以上特点 ， 小 型采 暖热 风炉 在未 来 能源 问题 日益 紧张 的局 面下 ， 利用 废弃 秸秆 作 为燃料 ， 消费 架构 为大 众化 的消 费水平 为 基础 而设 计 的小 型热 风炉 在 民用领 域 的应用 意义 重大 ¨ ．
5热风炉 设计 ,风口直径计算,阀类 热风围管直径
热风炉型式的选定热风炉结构型式和座数的确定风口直径的计算与选定送风系统阀类的选定热风围管支管风口6.3.2 热风炉设计及附属设备选择6.3.2.1热风炉热风炉是将鼓风机送的冷风加热成热风的设备。
热风炉的结构主体部分由炉墙、燃烧室、蓄热室、拱顶耐火砖砌体以及炉基、炉壳等组成。
热风炉系统的主要附属设备包括助燃风机、阀门、管道及空气预热器等。
本设计采用了蓄热式热风炉。
6.3.2.2蓄热式热风炉工作原理煤气和空气在燃烧室燃烧，燃烧的烟气通过蓄热室将热量传给格子砖蓄热，加热到一定时间后停止燃烧，由鼓风机送入冷风，格子砖将冷风加热，将风温加热到需要的温度，送入高炉。
本设计配置三座热风炉（“一送二烧”），轮流交替地燃烧和送风，高炉连续不断地得到高温助燃空气。
6.3.2.3 蓄热式热风炉形式的选定目前，蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉（传统式和改进式），外然式热风炉，顶燃式热风炉。
三种热风炉示意图如下:本设计选择改进式内燃式热风炉，采用悬链线型炉顶，“眼睛”形燃烧室，矩形陶瓷燃烧器，自立式隔墙及采用多种先进合理的内衬砌筑结构形式。
内燃式热风炉具有占地少，投资省，风温高，寿命长等许多优点。
风口直径的计算与选定根据国外先进高炉经验，风口前风速V=200—250m/s ，本设计选为V=250m/s 。
200m/s 风口直径d=（V*N **60*60*24KPV 4π风）5.0 其中，K 焦比，t/tP 生铁日产量，tV 风每吨干焦炭耗风量，m 3/tN 风口数目，V 风口风速，m/s故风口直径d=（V*N **60*60*24KPV 4π风）5.0=（250*32*14.3*60*60*242700*43.8571*330.0*4）5.0= 0.119m 即风口直径为119mm 。
0.133m送风系统阀类的选定 ???4.5送风管路 及一、高炉送风管路由热风总管、热风围管、与各风口相连的送风支管（包括直吹管）及风口组成。
热风炉设计说明书
目录1热风炉本体结构设计 (2)1.1炉基的设计 (3)1.2炉壳的设计 (3)1.3炉墙的设计 (4)1.4拱顶的设计 (5)1.5蓄热室的设计 (6)1.6燃烧室的设计 (6)1.7炉箅子与支柱的设计 (7)2燃烧器选择与设计 (8)2.1金属燃烧器 (8)2.2陶瓷燃烧器 (8)3格子砖的选择 (11)4管道与阀门的选择设计 (16)4.1管道 (16)4.2阀门 (17)5热风炉用耐火材料 (19)5.1硅砖 (19)5.2高铝砖 (19)5.3粘土砖 (19)5.4隔热砖 (19)5.5不定形材料 (19)6热风炉的热工计算 (23)6.1燃烧计算 (23)6.2简易计算 (27)6.3砖量计算 (30)7参考文献 (32)1 热风炉本体结构设计热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。
冷风被加热并通过热风管道送往高炉。
目前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。
传统内燃式热风炉（如图1-1所示）包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。
热风炉主要尺寸（全高和外径）决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。
图1-1 内燃式热风炉我国实际的热风炉尺寸见表1-1。
表1-1我国设计的热风炉尺寸表1.1 炉基的设计由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉炉容的扩大和风温的提高而增加，故对炉基要求严格。
地基的耐压力不小于2.0～2.5kg/2cm，为防止热风炉产生不均匀下沉而是管道变形或撕裂，将三座热风炉基础做成一个整体，A F或16Mn钢筋和325号水泥浇灌成高出地面200～400mm，以防水浸基础由3钢筋混泥土结构。
土壤承载力不足时，需打桩加固。
生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。
1.2 炉壳的设计热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。
热风炉设计说明书
目录第一章热风炉热工计算 (1)1.1热风炉燃烧计算 (1)1.2热风炉热平衡计算 (6)1.3热风炉设计参数确定 (9)第二章热风炉结构设计 (10)2.1设计原则 (10)2.2 工程设计内容及技术特点 (11)2.2.1设计内容 (11)2.2.2 技术特点 (11)2.3结构性能参数确定 (12)2.4蓄热室格子砖选择 (13)2.5热风炉管道系统及烟囱 (15)2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (15)2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (16)2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (16)2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (17)2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (17)2.6 热风炉附属设备和设施 (18)2.7热风炉基础设计 (21)2.7.1 热风炉炉壳 (21)2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (21)第三章热风炉用耐火材料的选择 (22)3.1耐火材料的定义与性能 (22)3.2热风炉耐火材料的选择 (22)参考文献 (25)第一章热风炉热工计算1.1热风炉燃烧计算燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。
已知煤气化验成分见表1.1。
表1.1 煤气成分表热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。
发生炉利用系数为 2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。
热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期T f=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。
煤气低发热量计算查表煤气中可燃成分的热效应已知。
0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下：CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。
则煤气低发热量：Q DW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ空气需要量和燃烧生成物量计算(1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=1.1。
《热风炉燃烧自动控制系统设计》范文
《热风炉燃烧自动控制系统设计》篇一一、引言热风炉是工业生产中常用的设备之一，其燃烧控制系统的设计直接关系到能源的利用效率、环境保护以及生产安全。
随着自动化技术的不断发展，热风炉燃烧自动控制系统已成为现代工业发展的必要技术。
本文将探讨热风炉燃烧自动控制系统的设计原则、关键技术和实现方案，以期望在确保高效、安全、环保的燃烧过程中，提升工业生产效率。
二、系统设计原则1. 高效性：系统应能实现精确控制，使热风炉在最佳状态下运行，以获得最高的热效率。
2. 安全性：系统应具备故障诊断和保护功能，确保设备在异常情况下能够及时停机，防止事故发生。
3. 环保性：系统应减少污染物排放，符合国家环保标准。
4. 自动化：系统应具备高度的自动化程度，减少人工干预，提高生产效率。
三、关键技术1. 燃烧控制技术：采用先进的燃烧控制算法，实现精确的空气燃料比控制，保证燃烧的稳定性和效率。
2. 传感器技术：采用高精度的温度、压力、流量等传感器，实时监测热风炉的工作状态。
3. 数据通信技术：系统应具备强大的数据通信能力，实现与上位机的数据交互，方便远程监控和操作。
4. 故障诊断与保护技术：系统应具备智能故障诊断功能，当设备出现异常时，能够及时报警并采取保护措施。
四、系统实现方案1. 硬件设计：包括PLC控制器、传感器、执行器等设备的选型和配置。
PLC控制器作为核心部件，应具备强大的数据处理能力和通信能力。
传感器应选择高精度、高稳定性的产品，确保数据的准确性。
执行器应具备快速响应和精确控制的特点。
2. 软件设计：包括控制算法、人机界面等的设计。
控制算法应采用先进的控制理论，实现精确的燃烧控制。
人机界面应具备友好的操作界面和丰富的功能，方便操作人员进行监控和操作。
3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，实现系统的整体功能。
在系统调试过程中，应对各项功能进行测试，确保系统的稳定性和可靠性。
五、系统应用与效果热风炉燃烧自动控制系统在实际应用中，可以实现对燃烧过程的精确控制，提高热效率，降低能耗。
热风炉
热风炉操作规程1、概述1.1热风炉以燃料气(驰放气、天然气)为燃料，加热一定量的工艺循环气至设定温度，为整个循环气系统提供热量，干燥煤粉，保证碾磨后的粉煤水分含量小于2%。
热风炉系统主要包括热风炉本体、燃烧器组件、助燃风机、高能点火及火焰检测等设备，还包括燃料气、助燃风的输送和调节系统、氮气供应系统等工艺管路系统。
1.2热风炉用燃料气成份1)驰放气2)天然气1.3.1 炉本体基本参数炉本体结构形式为立式圆筒炉，燃烧器采用1个中心气主烧嘴+1个环型辅助烧嘴的方案，炉体全部密封设计，微正压操作。
现场控制盘位于燃烧系统旁。
热风炉的基本参数见表1。
表1 热风炉基本参数表（1）炉筒体及耐火材料①燃烧室燃烧室外径为Φ1816mm，燃烧室耐火材料：内层为重质浇注料BPDI-D；贴近壳体的一层为硅酸铝纤维毡，具有良好的隔热性能；中间一层为轻质浇注料ZJQ-1200。
在燃烧室头部，为了避免内层耐火材料受到高温烟气的直接冲刷，增加耐火材料的使用寿命，借鉴了航空发动机燃烧室的设计，在燃烧室内壁贴近耐火材料的位臵加了一圈冷却风管，冷却风管喷出的低温气体能形成一个空气隔离层，有效防止高温烟气直接冲刷炉壁耐火材料；沿着燃烧室轴线方向，由于烟气的卷吸作用，冷却风管喷出的冷却风很快被卷入烟气中，失去保护炉壁的作用。
为了能全面保护炉壁，并降低循环冷却风的流动阻力，在燃烧室中部装了一圈径向冷却风管，通过径向风管将一部份冷却风鼓入燃烧室，径向旋流能加强冷却风与烟气的掺混。
在燃烧室末端设臵了轴向旋流叶片，大部分循环风由此进入混合室，轴向旋流叶片的旋向与径向旋流风管的旋向相反，这种设计不但能有效降低循环风的流阻，还有利于循环风在混合室中与烟气能够进行充分的混合，使得热风炉出口的工艺气体温度更加均匀、压降更小。
②混合室混合室筒体外径为Φ2440mm。
混合室耐火材料：内层为重质浇注料BPDI-D和轻质浇注料ZJQ-1200；贴近壳体的一层为硅酸铝纤维毡，具有良好的隔热性能。
新钢11号高炉热风炉设计特点及运行效果
ｌ 前 言
２ 热 风 炉 主 要设 计 概 况
新钢 １ １号 高 炉 有 效 容 积 为 １ ４ ８ ０ ｍ ， 设有 ２ ２ 个 风 口， ２个 铁 口， 串罐 无 钟 炉 顶 ， 皮 带 上 料 。热 风 炉系统 配置 ３座 旋切 式 顶 燃 热 风炉 ， 设 计 上 采 用 了
新钢 １ １ 号 高炉 热风炉 设 计特 点及 运行 效 果
付 海平 ， 袁 军
（ 新余钢铁集 团有 限公 司， 江西 新余 ３ ３ ８ ０ ０ １ ）
摘
要 ： 新钢 ｌ １ 号高炉热风炉设计上采用了强化燃烧和换热技术 ， 高效格子砖专利技术， 冷风均匀分配技术， 热
风炉本体分段砌筑 ， 高效 能陶瓷燃 烧器和热风炉烟气余热 回收双预热等一 系列先进技术 。１ １ 号高 炉投产 ９ 个月 以来 ， 该系统
助燃风机集 中送风 ， １ 用１ 备； 热风炉燃料为单一高 炉煤气 ； 计算机 自动燃烧控制 ， 送风温度控制和换炉 控制等。ｌ １ 号高炉投产 以来 ， 充分发挥装备优势 ，
一
２ ． １ 主要 设计条 件 热风 炉系统 主要设 计条件 见表 １ 。
２ ． ２ 主要 技术特 性
系列 先进 工艺 和节 能技 术 ： 采用 ２ ８ ｍ ｍ 高效 格
子砖 ； 设有 整 体式 煤气 和 助燃 空气 双 预热装 置 ； ２台
旋切 式顶燃 热风 炉主要 技术性 能见 表 ２ 。 ２ ． ３ 主要 技术特 点 １ １号高 炉热风 炉采 用 旋切 式 顶燃 热 风 炉 ， 集成
Ｆ ｕ Ｈａ ｉ Ｐ ｉ ｎ ｇ ，Ｙｕ ａ ｎ Ｊ ｕ ｎ
（ Ｘ ｉ ｎ ｙ ｕ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｉ ｎ ｙ ｕ ３ ３ ８ ０ ０ １ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
一种炼铁熔融还原炉(SRV)配套热风炉系统的自动控制实践
一种炼铁熔融还原炉(SRV)配套热风炉系统的自动控制实践【摘要】本文介绍了一种炼铁熔融还原炉(SRV)配套热风炉系统的自动控制实践。
通过对SRV配套热风炉系统的介绍，自动控制系统设计，传感器及执行机构的选型，控制策略的制定和实际应用情况分析，探讨了该系统在工业生产中的应用。
在实践总结中提出了一些问题和展望，并给出了系统优化的建议，为相关领域的研究和实践提供了参考。
通过本文的研究，可以更好地了解SRV配套热风炉系统自动控制的实际应用情况，为工业生产的自动化控制提供参考和指导。
【关键词】炼铁熔融还原炉(SRV)，热风炉系统，自动控制，传感器，执行机构，控制策略，实际应用，系统优化，实践总结，问题与展望。
1. 引言1.1 研究背景炼铁熔融还原炉(SRV)是一种重要的冶金设备，用于将铁矿石等原料加热至高温，通过还原反应产生铁水。
热风炉作为SRV的配套设备，在炉体内提供高温热风，是炼铁过程中不可或缺的重要组成部分。
随着工业自动化水平的不断提高，SRV配套热风炉系统的自动控制技术应运而生。
传统的SRV配套热风炉系统控制方式通常为手动操作，存在操作繁琐、效率低下、安全隐患大等问题。
为了提高炼铁工艺的自动化水平，降低人工成本，减少安全事故的发生，研发一套高效稳定的自动控制系统势在必行。
开展关于SRV配套热风炉系统自动控制实践的研究具有重要意义。
通过对系统的构建和优化，可以提高炉内温度控制精度，提高生产效率，降低能耗，保障生产安全。
1.2 研究目的研究目的是为了探究如何通过自动控制实践，提高一种炼铁熔融还原炉(SRV)配套热风炉系统的生产效率和稳定性。
通过深入研究热风炉系统的工作原理和操作特点，制定合理的控制策略，选用合适的传感器和执行机构，以实现对系统的精准监测和调控。
通过对实际应用情况的分析，发现系统存在的问题和瓶颈，为今后的系统优化提供依据。
通过本研究，旨在为工程实践提供可靠的技术支持，提高炼铁熔融还原炉配套热风炉系统的生产效率和运行效益，推动相关行业的发展和进步。
张钢“改进型”顶燃式热风炉的设计与应用
李咏茹 王丽 张吉增
山 东省 淄 博 市 张店 钢 铁 总厂 ２ ５ １ ５００
摘 要 热风 炉作 为 高炉 的主 要 配套 设备 ，它 的设 计 质 量 对 高 风 温 的提 供和 炼铁 工序 能耗 的 降 低 至 关重 要 。 本文 重 点 对 张钢 １ ５ ｍ５ 炉 Ｏ 高 ３ “ 进型 ” 热风 炉的设 计特 点和 使 用情 况进 改 行 了阐述 。 关 键 词 热风 管道 ；预 燃 室 ；耐 火材 料
热风 围管 不在 同一水 平面 上 ，需要 有一 段热 风竖 管过 渡到热 风直 管 ，通过 热风直 管 与热 风 围管相连 ，在 这方 面表 现的 更为 突 出。 因 此在 设计 中非 常重视 。热 风 围管被 固定 在高 炉框 架上 ，成 为热风 管道 系统 的 固定件 ，送 风时 受盲 板 力和热应 力 的作用 ，与之相连 的 热风 直管 就沿 着其 中心线 向围管相 反方 向膨 胀 ，为此 设计 中采 用 了两 段波 纹管 补偿 器和 管道 支座 ；热 风支 管与热 风总 管 的连接 上 ， 设 置了波 纹补 偿器 和拉杆 组 ，在 支管和 总管 中心 线 的交点 设置 管道 支座 ，吸收 因盲 板 力 和热 应 力引起 的横 向位移 和轴 向位 移 ；热风 空 气耗量 ：１ ８ ０ Ｎｍ ｈ ００ １ ／ 总 管上设 置 了长拉 杆 、热风总 管 与热风 竖管 煤 气耗 量 ：ｌ ５ ０ Ｎ ／ １０ ０ ｍ。 ｈ 前言 之 间 、热 风总 管端 部设 置 了波 纹 管补偿 器 ， 空 气预 热温 度 ：１ ０ ８℃ 热 风 炉 是 炼 铁 生 产 过 程 中 高 炉 的 以 吸收管 道 的纵 向膨胀 位移和 拉 杆的弹 性 伸 煤 气预 热温 度 ：１０ ８￣ Ｃ 长 ；同 时热风 出 口处 的炉壳钢 板 采取 了加 厚 主 要 附 属 设 备 之 一 ，其 投 资 约 占 高 炉 的 ５ ％～６ ％，它供 给高 炉 热 风的 热 量约 占炼 ０ ０ 热 风炉 效率 ：７ ．５ ８ ０％ 措 施 ，以防止 因盲 板 力和热 应力 使热 风出 口 铁生 产 能耗 的 ２％，它消 耗 的高 炉煤 气约 占 ０ 处 的炉 壳变形 ，进 而造 成炉墙 和 管道耐 火 材 高 炉产 生 煤气 的 ５ ％。提 高风 温 ，不 仅 可以 ３ 设计 的 主要特 点 ０ 料 损坏 ，影 响热风 炉寿 命 。 提 高 炉 缸 温 度 ，使 下 部 热 量 充 沛 ，而 且 也 ３ ３耐 火材料 的 配置 ． ３ ３ １热风炉 蓄 热体 ：上部 高温 区采 用 ．． 不 会 影 响 高 炉 炉 腹 煤 气 量 的 变 化 ，对 顺 行 ３ １预 燃室 结构 特 点 ． 影 响小 ，在 １０ ￣ ～ ｌｏ ℃风温 范 围 内，热 ００ １０ 耐 火度 高 、蠕变率 低 的硅砖 ，设 计 中充分 考 ３１１ ． ． 预燃 室 及 拱顶 背 衬 采用 喷涂 层 、 风 温 度每 提 高 ｌ ０ ０￣ Ｃ，可 以 降低 焦 ｌ ２ ｋ ／ ： ０ ｇ 耐 火纤 维毯 、轻 质保 温 隔热砖 到工 作层 ，该 虑 了高 温 区和低温 区的界面 温度 （ 括热 风 Ｅ 包 ｔ Ｆ ，同时 可增 产３ ｅ ％～５ ％。还 可增 加 喷吹 结构 可以 吸收砌 体 膨胀 ，提高 耐火 材料 隔热 炉 本体 内衬 ） ，设 定硅 砖高 度为 ８５ ｍ，防 ．２ 煤 粉 ４ ｋ ／ 铁 ，相应 地 进 一 步 降 低 焦 比 。 ０ｇ ｔ 保温效 果 ，降低 炉 壳温 度 ，减 少拱 顶温 度与 止 硅砖 温 度频繁 波动 而 引起 硅砖 粉化 ；中部 随 着 国家对 节能 减排 的重 视 及世界 能源 １趋 送风 温度 的温差 。 ３ 有硅 砖 和黏 土 砖混 合 过 渡段 ，硅 砖 ４ （ 层 相 紧张 ，石 油 、煤 炭 、天然 气价 格 １益攀 升 ， ３ 层 ３ １ ２ 燃 室采 用 分 别支 撑 与炉 壳 上的 当于 黏 土砖 ６ ） ；下部 为 采用 热 震稳 定 性 ． ．预 为 保证 热风 炉 的换热 效率 ，更好地 向高 炉提 独立 支撑 结构 ，热 风炉拱 顶 、炉墙 、格 子砖 强的黏 土 砖。 供 恒温 、恒 压 的高温 空 气 ，热风 炉的选 型 、 ３ ３ ２热风 炉本 体 内衬 ．． 和炉 壳均 匀而且 对 称 ，拱顶 只有一 个热 风 出 结 构 参数 的设 计 、耐 火材 料 的配 置等 显得尤 口 ，保 证 热 风 炉拱 顶 在 高温 高压 下 的稳 定 喉 口 ：由炉壳 到工作 层依 次采 用支撑 臂 为 重 要 耐热混 凝 土 、硅酸铝 耐火 纤维 毯 、高铝 砖 。 性。 拱 顶 ：由外到 内依次 采用 喷涂 层 、硅酸 ３ １ ３ 燃 室是 顶 燃式 热 风 炉 的核 心部 ． ．预 １热风 炉 的选 型 位 ，预燃 室结 构参 数正 确与 否 ，直 接 关系到 铝耐 火纤 维毯 、轻 质保温 黏土 砖 、轻 质隔热 煤 气和 助燃空 气混 合是 否均 匀 、燃烧是 否 充 硅砖 ，工 作层 用耐 火度 高 、抗 腐蚀 性好 、蠕 目前 国内 外 热 风 炉 的结 构 型式 有 内燃 分 、烟 气分布 是 否合理 ，也 就决 定 了整个热 变率 低 的硅砖 。 上 部 高 温 区 ： 由外 到 内依 次 采 用 硅 酸 式 、外燃 式 、顶燃 式等 。 由于 内燃式 热风 炉 风 炉的送 风 能力和 热效 率 。因此 ，预燃 室结 铝耐 火纤 维板 、轻 质黏 土砖 、轻 质硅砖 、硅 隔墙 的限 制 ，蓄热 室 气流分 布不 均匀 ，内燃 构 参数 的设计 至关 重要 。 砖。 式热 风炉 在大 型化 方 向上被 外燃 式热 风炉 所 预 燃室 为煤 气和 助燃空 气混 合 的部位 ， 下部 低温 区 ：由外 到 内依次采 用 硅酸铝 取代 。而 外燃 式 在结构 上 由于过 于复 杂 ，限 其 中有 煤气 环腔 和空 气环腔 。上 层 为煤 气环 ８ 制 了风温 的进 一 步提 高。 “ 改进 型 ”顶燃 式 腔 ，有 两排 煤气 喷嘴 ，每排 有喷 嘴 １个 ，喷 耐 火纤 维板 、轻 质黏土 砖 、黏土砖 。 ３ ３ ３预 燃 室 ．． 热风 炉是 山东 冶 金设 计院在 “ 卢金 ”顶 燃 嘴 为矩 形 。两排 喷嘴 水平 砌筑 ，煤 气沿 ３ 。 卡 １ 预 燃 室 球 顶 ：由外 到 内依 次 采 用 喷 涂 式热 风炉 专利 技 术基 础上 ，吸收 其他 形式 的 角切 向喷入 预燃 室 ；下 层为空 气环 腔 ，有 两 ８＂ 顶燃 式热 风炉 技 术优 点研 究开 发的一 种新 型 排 助 燃 空 气 喷 嘴 ，每 排 有 喷 嘴 １ ４ ，呈 矩 层 、硅 酸铝耐 火纤 维毯 、两层轻 质黏 土砖 、 顶燃 式热 风炉 ，取消 了燃 烧室 ，将预 燃 室置 形 ，水 平砌 筑 ，上层 空 气喷嘴将 助 燃空 气沿 红 柱石 砖 。 预 燃室 ：耐 火材料 由外到 内依次 采用 喷 ３ 于 热风 炉顶部 ，煤气 和助燃 空 气环腔 安 置在 １。 角方 向喷入 预燃 室 ；下 层空气 喷嘴 将空 预燃 室 内 ，煤气 和助 燃空 气在 预燃 室 内充分 气沿径 向喷 入预 燃室 中心 。这 种结 构形 式使 涂 层 、硅酸 铝耐 火纤 维毯 、低铁 莫来 石砖 、 红 柱石 砖 ，煤 气环道 、空 气环 道及 个喷嘴 工 混 合 ，在热 风炉 拱顶 燃烧 ，这 样可 以节 省热 煤气 在预燃 室 内产生 边缘 强 中心弱 的旋 流 ， 风 炉的 占地 面积 ，热 风炉 高度 及直 径相 对较 与上 层助燃 空 气产生 的旋 流混 合并 旋转 向下 作面均 采用 莫来 石 复合堇 青石 砖 。 ３３４ 管 道耐材 ．． 小 ，耐 火 材 料 及 钢 结 构 用 量 相 对 较 少 。实 运动 ，被 下 层助燃空 气 喷嘴沿 径 向喷入 的空 热风 支管 ：由外到 内依次 采用 硅酸 铝耐 践 证 明 ，在 相 同高 炉 容 积 条件 下 ， “ 进 气充 分搅拌 切割 ，由喉 口进 入拱顶 ，速 度迅 改 层 型 ”顶 燃式 热风 炉 比其 它形式 热风 炉节 约钢 速降 低并 在拱 顶燃烧 。控制 好旋流 强 度就相 火纤 维 板 、低 铁 莫来 石 砖４ ，充 分 考虑 支 材 ３ ％，节 约 耐火 材 料 １％，总投 资 可节 约 当于 控制 了烟 气在格 子 砖上表 面边 缘和 中心 管 的保温 、隔 热及 热膨胀 ，工作面 采用 蠕变 ０ ５ 的强 度 ，达到 烟气 均匀 合理 的分 布 。因此喉 率低 、耐 火度 高 、热震性 能好 的低 蠕变 高铝 ２ ％。经过 全 面 分析 ，确 定 采用 “ ０ 改进 型 ” 顶 燃式 热风 炉 。 口直 径与 预燃 室直径 的 比例 、喉 口直径 与拱 砖 。 热 风 总 管 及 热 风 直 管 ：下 部 １ ０ 范 ２。 顶 内径的 比例 、煤 气和 空气 喷嘴 的角 度及数 围内 喷涂 ７ ｒｍ厚 喷 涂 层 ，上 部 ２ ０ 喷 涂 ２ ａ ４。 目在 设计 中显 得尤 为重 要 。 ２ “ 改进型 ”顶 燃 式热风 炉 的主要 设计 ５ ｒｍ厚 喷 涂 层 ，下 部 １ ０ 范 围 内 铺 衬 ４ ａ ２。 ３２ ．热风 管道设 计特 点 参 数 ２ ｍ油 纸 ，上 部 ２ ０ ａ ｒ ４ 。铺 衬２ ｒｍ硅 酸 铝 耐 ０ ａ 热 风 管 道 系 统 的 设 计 、安 装 和砌 筑 ， 往往 因为 对热 风盲 板 力和管 道热 应力 考虑 不 本次设 计确 定 的主要 参数 如 下 ： 周到 ，
热风炉助燃风机系统设备选型及设计
立 的助燃空气系统提供助燃空气 ， 净高炉煤气及 助 燃空气通过燃烧器混合后燃烧 。热风炉的助燃空气 系统一 般 由 助 燃 风 机 、 风 机 出 口切 断 阀 、 空 气 放 散
阀、 助燃 空 气管 道 、 管 道补 偿器 、 流 量计 、 调 节 阀及 助
燃 空气 切断 阀等组成 ， 当对 助 燃空 气进 行预 热 时 ， 还
ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ｆ ａ ｎ ；￣ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｓｉ ｒ ｏ ｎ；ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ；ｈ ｏ ｔ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｍａ ｃ ｅ
Ａｉ ｒ Ｆａ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｈｏ ｔ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆｕｒ ｎ ａ ｃ ｅ
ＺＨ０Ｕ Ｚ ｈ ｅ ｎ— ｈ ｕａ
（ＷＩ Ｓ ＤＲ Ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ２ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
型高炉的热风炉系统 ， 如５ ０ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ 。 级高炉， 助燃空气 使用量可达到 ２ ２ ０ ０ ０ ０ Ｎ ｍ ／ ｈ ， 如采用 ２台助燃风机 用一备方式 ， 则一方面单体设备体型大 ， 设备制造
3200m 3高炉热风炉系统设计中采用的新技术
（ 中冶 赛迪 工程 技术股份 有限公司，重庆 ４ １２ ） ０ １ ２
摘要 ： 绍了 ３ ０ ｍ 高炉的高风 温长寿命 内燃 式热风炉设计所采用的新技术 ， 介 ０ ２ 如各部位耐材的选择 、 薄弱 易损部位 、 高效燃烧器 、
管道 系统 等。生产实践表明 ，该热风炉达到 了设计 的预期 目标 ，生产稳定正 常 ，热风温度基本稳定在 １ ２ ０℃。 ２
热风炉，年产生铁 ２５ ｔ ７ 万 ，设计利用系数 ２ ２ｔ ｍ ． （ ・ ２ ／ ｄ， ） 工艺技术装备水平达到国 内同类型高 炉的先进水平 。
２ ０ 年 ２月开 始施工 ， ０ ９年 ７月热风炉烘炉 ， ０ ９年 ０８ ２０ ２０ ｌ ０月高炉投产 ，投产后很快 达产 并通过验收，投产 以来， 高炉各系统运行稳定正常， 热风炉送风温度可达 到年均 １ ２ ０℃。 ２ 本文着重对热风炉设计特点及所采用 的新技术进 行介绍 。
收 稿 日期 ：２ １－９２ ；修 回 日期 ：２ １－０２ ０ １ －８ ０ ０ １１—６ 作者 简 介 ：程 琳 （９ ４ ） １７一 ，女 ，高 级工 程师 ，主要 从事 高炉 热风 炉相 关 的设 计和 管理 工作 ．
炉炉容为 ３ ０ ，并设置 了 ４ ０ ２ ｍ 座高风温长寿型的内燃式
ｌ ｅ ｌ ｓ ａｉ ｎ ｗａ ｃ ｓ ｄｏ ｅｓ ｌｃ ｉｎ ｏ ｒ ｆａ ｔ ｒ ｎ ｖ ｒｏ ｓ ａｔ ，ｖ ｌ ｅ ａ ｌ ｎ ａ ｉｇ ｐ ｒ ｅ ｉｎ ｈ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｕ ｎ ｒ ｅ ｉ ｉ ．Ｉｌ ｔ ｔｏ ｓｆ ｕ ｅ ｎｔ ｅｅ ｔ ｆ ｅ ＇ ｏ ｙ ｏ ａ ｉ ｕ ｒｓ ｕ ｎ ｒ ｂ ｅａ ｄｗｅ ｒｎ ａ ｔ ｓｇ ， ｉ ｈｅ ｉ ｎ ｙｂ ｒ ｅ ｓｇ ｆ ｕ ｒ ｏ ｈ ｏ ｉｃ ｐ ｄ ｉ ｄ ｎ ａ ｌ ａ ｉ ｉ ｇｓ ｓｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｎ ． ｒ ｃｉ ｅ ｒ ｖ ｄｔ ｉ ｈ ｔ ｔ ｖ ｃ ｉｖ ｄｔｒ ｅ ｔ ｓ ｔ ｂ ｅｏ ｅ ａ ｉ ｎｕ ｄ ｒＩ ２ ｓ ｗｅ ｌ ｓ ｐ ｎ ｔ ｍ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｐ ａ ｔ ｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ｅ ｈ ｅ ｅ ｇ ｔ ｈ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ２ Ｏ℃ ｈ ｔ ｌｓ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ． ｐ ｙ ｎ ｉ ｃｐ ｈ ｓ ａ ａ ｗｉ ｔ ｓ ｏ ｏ ａ ｔｅ ｅ ａｕ ｅ ｂ ｔ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ： ３ ０ ｍ３ ｌ ｓ ｆ ｒ ａ ｅ；ｈ ｔ ｔ ｖ ｒｓ ２０ ｂａｔ ｕ ｎ ｃ ｏ ｏ ｅ；ｈ ｇ ｏ ｂ ａ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｌ ｎ ａ ａ ｇ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓ ｉ ｈｈ ｔ ｌ ｓ ｔ ｍｐ ｒ ｔｒ ； ｏ ｇ ｃ ｍｐ ｉｎｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
高效节能热风炉设计与计算
I ndustrial Furnace V ol . 26 No . 3 May 2004文章编号:1001 - 6988 (2004) 0320041205高效节能热风炉设计与计算胡秀和(黑龙江省庆钢股份有限公司设计院,绥化152400)摘要:热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备。
为了解决烘干过程粮食污染问题,开发设计出RF L 系列燃煤热风炉。
该炉具有机械化程度高,故障率低,操作方便,高效节能,无污染等优点。
广泛应用于世行贷款的国储库改造等粮食干燥机招标项目中。
关键词: 燃煤热风炉; 参数选择; 设计原则; 工作原理; 应用效果中图分类号: T S21013 文献标识码:BDesign and C alculation of H igh E ff iciency & E nergy S aving H ot2Air FurnaceH U X iu2he( Design Instiute Qing’an Iron & Steel Co. , L t d. , S u ihua 152400 , China)Abstract : H ot- air furnace is the heat- s ource equipment for supplying clean- air to dry grain. RF L series coal- burning hot- air furnace is developed and designed ,in order to deal with the grain pollution. The furnace has the ad2 vantages of high mechanization ,low failure ,convenient operation ,and high efficiency & energy- saving , n o-pollution etc . It is widely used in the bidding projects such as of the W orld Bank loan ,reconstrction of national storage ware2 house etc .K ey w ords :coal- burning hot- a ir furnace ; selection of parameters ; design principles ; w orking principles ; ef2 fectiveness of application0 前言随着粮食干燥技术与规模的不断发展,对粮食干燥过程使用燃煤热风炉的技术性、科学性、适用性提出了更高要求。
某钢厂1080m3高炉顶燃式热风炉的设计与应用
某钢厂 １ ０ ８ ０ ｍ３ 高炉顶燃式热风炉 的设计与应用
李 学华 （ 中冶华 天工程 技 术有 限公 司， 安 徽 马鞍 山 ２ ４ ３ ０ ０ ５ ）
【 摘 要】 某钢厂为满 足风温要求 ， 设计 了 １ ０ ８ ０ Ｉ ｌ ｌ 顶燃式热风炉。介绍 了该风炉蓄热室设计参数 、 燃烧器设计特点
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｏ ｐ Ｆｉ ｒ ｅ ｄ Ｈｏ ｔ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｓｔ ｏ ｖ ｅ ｏ ｆ １ ０８ ０ ｍ３ ＢＦ ０ ｆ Ｃｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ Ｓｔ ｅ ｅ ｌ Ｐｌ ａ ｎ ｔ
和耐材结构设计方法 ， 以及投产后热风炉的风温 、 风压 、 主要部位 的温度 、 换热器 的预热温 度等实际操作参数 。热风
炉投产后 ， 风温达到 １ ２ ０ ０ ～ １ ２ ３ ０℃， 满足 了高炉对风温 、 热交换及烧炉 的要求 。
［ 关键 词 】 顶 燃 式热 风 炉 ； 风 温； 蓄热室； 燃 烧 器
１ 引 言
量２ ０ ０ 万ｔ 。 高炉配 ３ 座新型顶燃式热风炉 ， 在全烧
高 炉煤 气 的条 件下 ，要求 年 平均 风 温 １ １ ５ ０ ～ １ ２ ０ ０
顶 燃 式 热风 炉 概念 的提 出带来 了热 风 炉设 计
的革命。在国内， 随着首钢型大拱顶多切向预混燃
烧器 （ ２ ～ ４个 ） 顶 燃式 热风 炉 的淘 汰 ， 以卡鲁 金 热风
ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ ａ ｔ ｆ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ － ｒ ｕ ｐ ． Ａｆ ｔｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ ｗａ ｓ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ
直燃式热风炉设计标准是什么
直燃式热风炉设计标准是什么
直燃式热风炉是一种利用燃烧燃料产生的高温气体直接作为热源加热空气的设备。
在直燃式热风炉的设计标准中，通常包括以下几个方面：
1. 火焰形状和燃烧器设计：设计要求炉膛内燃烧器的结构和工作原理合理，燃烧器应能产生稳定的火焰，并能够将燃烧产生的高温气体充分混合、搅拌和扩散，确保炉内空气的均匀加热。
2. 整体热效率：直燃式热风炉的设计应考虑燃烧器的燃烧效率，炉内传热效率和炉外散热损失等因素，使得整个系统能够以最高效的方式利用燃料产生的热能。
3. 控制系统：热风炉的设计需要考虑到控制系统的稳定性和自动化程度。
控制系统应能够实现炉温、炉压、风量、燃料流量等参数的精确控制和调节。
4. 安全性考虑：直燃式热风炉的设计需要考虑到操作过程中的安全性。
例如，设计应考虑到炉膛内的燃烧过程需要满足一定的温度和压力要求，以防止可能的爆炸危险。
5. 维修和保养：热风炉的设计应考虑到日常的维修和保养。
热风炉的结构应方便清洁和维护，以确保设备的正常运行。
总之，直燃式热风炉的设计标准要求炉体结构稳固，燃烧效率高，控制系统精确可靠，操作安全，易于维护等。
只有按照相
关的标准进行设计和制造，才能保证直燃式热风炉的正常运行和高效节能。
热风炉燃烧系统的设计及优化
热风炉燃烧系统的设计及优化热风炉是一种常见的加热设备，广泛应用于工业生产中。
它主要利用燃烧系统产生高温热风，用于干燥、熔融、焙烧等工艺过程。
在热风炉的设计和运行中，燃烧系统的设计与优化是关键因素之一。
本文将深入探讨热风炉燃烧系统的设计原理和优化方法。
一、燃烧系统设计原理1. 燃烧原理燃烧是指燃料与氧气在适当的温度和压力条件下发生的化学反应。
燃料在燃烧时释放出的热量可以用来产生高温热风。
燃烧过程主要包括燃料的供应、氧气的供应和燃料的燃烧反应。
2. 燃烧系统组成热风炉的燃烧系统主要由燃烧器、燃料供应系统、氧气供应系统和控制系统等组成。
燃烧器负责将燃料和氧气混合并点燃，燃料供应系统负责提供燃料，氧气供应系统负责提供氧气，控制系统负责监控和调节整个燃烧过程。
二、燃烧系统设计要点及优化方法1. 燃烧器选择燃烧器是燃烧系统中最关键的组成部分之一，其性能直接影响到燃烧效果和能源利用率。
在选择燃烧器时，应考虑燃烧器的燃烧效率、稳定性、寿命和适应能力等因素。
优化方法包括选择高效燃烧器、调整燃烧器结构和改善燃烧器控制方式等。
2. 燃料供应系统设计燃料供应系统的设计目的是保证燃料的稳定供应和顺畅燃烧。
在设计时，需要考虑燃料的性质、输送方式和供应量等因素。
优化方法包括优化燃料供应管道的设计、增加燃料供应线路的备份以及选用合适的燃料输送设备等。
3. 氧气供应系统设计氧气供应系统的设计关系到燃烧系统的燃烧效果和能源利用率。
在设计时，需要考虑氧气的纯度、供应能力和适应性等因素。
优化方法包括增加氧气供应管道的直径、提高氧气供应设备的稳定性和精度以及优化氧气供应控制方式等。
4. 控制系统设计控制系统是整个燃烧系统的中枢，负责监测和调节燃烧过程。
在设计时，需要考虑控制系统的稳定性、精度和响应能力等因素。
优化方法包括采用先进的控制算法、优化控制仪表的布置和增加控制系统的备份等。
5. 热风炉设计燃烧系统的设计还需要考虑热风炉的结构和传热性能等因素。
热风炉热效率测试系统的设计
２ ０ １ ０年 ， 我 国的原煤需求 量达到 ２ ５ ． ０ ０ 亿 ｔ ， 到２ ０ ２ ０
中间 ， 热 风通 过送 风 软 管 向 温 室 两 面 供 热 ， 供 热 距 离 为 左右 各 ３ ０～ ４ ０ ｍ。在 新 疆 北 部 地 区 ， 冬 季 室外 极 限 温 度很 低 （ 如 塔 城 极 限温 度 低 于 一 ４ Ｏ ℃） ， 温 室 内使 用
热 风 炉是 非 常有 必 要 的 ； 在 新 疆 南 部 地 区冬 季 会 出 现
０ 引 言
煤 炭是 我 国 主要 的能 源 资 源 ， 我 国 的煤 炭 产量 和 消费量 在 世界 上 居 于首 位 ， 占世 界 总 量 的 ３ ０ ％… 。
高 。本 文 主要 以列 管式 燃 煤 热 风 炉 为 研 究 对 象 ， 利 用
现代的传感技术 、 计算机技术等建立热风炉热效率 测
年全 国煤 炭需 求 量 预计 为 ２ ９ ． ０ ０亿 ｔ 。我 国煤 炭 的使 用 占全 部 能源 使 用 的将 近 ７ ０ ％， 而 我 国 的煤 炭 利 用 效 率却 很 低 。新 疆 煤 炭 预 测 储 量 占全 国 的 ４ ０ ％ （ 约 为２ ． １万亿 ｔ ） ， 是 全 国最 主要 的 煤 炭 产 区 ， 但 是 煤 炭
的农 业 又 是产 出 比较低 的产 业 ， 这 就 要 求 在 农 业 上 的
能耗 应 更 低 。热 风 炉 是 设 施 农 业 冬 季 生 产 必 配 的 能
新型矿用热风炉火焰监控系统的设计与实现
Ｋｅ ｏ ｄ ： ａ ｅ ｍｏ ｉ ｒｎ Ｐ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｆ ｍ ｎ ｔ ｉ ｇ； ＣＡ： ｅ ｒ ｌ ｅ ｗｏ ｋ ｃ ｍｂ ｓｉ ｎ ｄ ｔｃ ｉ ｇ ｈ ｔｓｏ ｅ ｌ ｏ ＢＰ ｎ ｕ ａ ｔ ｒ ； ｏ ｎ ｕ ｔ ｅｅ ｔ ； ｏ ｔ ｖ ｏ ｎ
１ 引言
新型 矿用 环保 热 风供 应 系统 是一 种 高效 率 、节 能
了现场工 程技术 人员的提供 的经验值 ， 而模拟人 工操 从 作过程进 行系统 自行调节 ， 从而有效地 降低 了现场 技术
工人 的工 作强 度 。
并根据评估对燃 烧状 态做 出相 应调整 ， 高燃烧 效率并 提
防止熄 火 、 回火 等危 险 的发生 是工 业 经济 、安 全 运行 亟需解决 的问题 ， 单纯靠 人力 维护 ， 动强度大 ， 劳 主观性
收稿 日期 ： ０ —１ — ２ ９ １ ０ ０ ５
１ 实时显示全炉膛火 焰情况９ 第３ 自 化 术 应 ００ 第２卷 期
成 两个 炉子火 焰 图像 的切 换 。 ２． 具有数 字录像功能 ， 用于事故分 析 。 ● 状态诊断功能
环保 的 ， 具有 自主知 识产权 的 ， 新 的系列化 矿井井 下 全
本文设 计 了一 套新型矿 用热 风炉 火焰监控 系统 ， 该
系统利用主元分析 Ｐ Ａ（ｒ ｃ ａ ｏ ｏ ｅｔＡｎ ｌｓ ） Ｃ Ｐ ｉ ｉ ｌＣ ｍｐ ｎ ｎ ａｙｉ ｎｐ ｓ
算法和神 经 网络 相结合 的判别方法 ， 别火焰 的燃 烧状 判 态： 正常 燃烧 、煤 气过量 、空气过量 。它的优点是 采取
２ 系统功 能及 工作 原 理
２ １ 系统 功能 ．
系 统包 含 两个 热风 炉 ， 个 炉子 轮流 工作 提供 热 两 风。系统 中热风炉采用 “ 一烧一 送”的 工作 方式 ， 即每 个 热风炉都通过 “ 燃烧 ”一 “ 炉 ”一 “ 风”三个 阶 焖 送
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工号：JG-0054889酒钢炼铁保障作业区论文设计题目热风炉燃烧温度控制系统设计厂区炼铁厂作业区保障作业区班组维护班姓名陈现伟2011 年05 月08 日论文设计任务书职工姓名：陈现伟工种：维护电工题目: 热风炉燃烧温度控制系统的设计初始条件：炼铁高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤气。
两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350℃，则炉顶温度必须达到1400℃±10℃。
要求完成的主要任务:1、了解内燃式热风炉工艺设备2、绘制内燃式热风炉温度控制系统方案图3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数4、撰写系统调节原理及调节过程说明书时间安排4月29－30日选题、理解设计任务，工艺要求。
5月1－3日方案设计5月4－7日参数计算撰写说明书5月8日整理修改主管领导签字：年月日目录摘要 (I)1内燃式热风炉工艺概述 (1)2热风炉温度串级控制总体方案 (2)2.1内燃式热风炉送风温度控制方案选择... (2)2.2内燃式热风炉温度串级控制系统框图 (4)3系统元器件选择 (4)3.1温度变送器 (5)3.2温度传感器 (5)3.3控制器及调节阀 (6)3.3.1调节阀的选择 (6)3.3.2控制器即调节器的选择 (6)4参数整定及调节过程说明 (7)4.1参数整定 (7)4.2调节过程说明 (8)学习心得及体会 (10)参考文献 (11)摘要过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。
过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度、pH值和物性等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的的前提下，使连续性生产过程自动地进行下去。
由于控制对象的特殊性，除了具有一般自动化所具有的共性之外过程控制系统相对于其他控制系统还具有以下特点：控制对象复杂、控制要求多样；控制方案丰富；控制多属慢过程参数控制；定值控制是过程控制的一种主要控制形式；过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成。
本次课程设计是炼铁生产中负责给高炉送风的内燃式热风炉燃烧温度控制系统的设计。
在课程设计的任务中给出了向高炉送风的温度要求，同时要满足送风温度则需炉顶温度达到某一要求，因此本温度控制系统采用串级控制系统，因为随着燃料流量的变化，首先影响的是炉壁温度的变化，然后通过传热过程逐渐影响向高炉的送风温度，从燃料流量变化经过三个变量后，才引起送风温度的变化，这个通道时间常数很大，反应缓慢，而采用串级控制恰好能克服这一缺点，故而本温度控制系统采用串级温度控制系统。
关键字：过程控制热风炉串级控制热风炉温度串级控制系统的设计1内燃式热风炉工艺概述图1-1热风炉、高炉炼铁工艺图如图1-1所示为热风炉、高炉冶铁,近年来我国炼铁生产技术取得了长足进步 ,但是热风的温度提高不大 ,生产的钢铁质量与国际水平仍然有差距。
因此热风的温度控制便成为制约炼铁质量的主要因素。
我国大多数钢铁企业风温低的主要原因有:热风炉老化严重;高热值煤气缺乏;热风炉潜力没有充分发挥;高炉接收风温的能力低等。
煤气热值低是提高风温的主要困难 ,随着高炉的大型化 ,原料的改善 ,操作的改进 ,高炉煤气的物理和化学性能越来越被高炉充分利用 ,致使高炉煤气日益贫化 ,许多现代化高炉的煤气热值已经降低很多,而高热值煤气(焦炉煤气、天燃气等)的短缺情况会越来越严重 ,因此 ,如何利用低热值煤气获得较高的风温,在我国具有特殊的意义。
实现煤气的合理燃烧 ,才能将其能量充分利用热风炉才有可能在消耗同样煤气量情况下 ,蓄到更多的热量 ,为提高送风温度创造条件。
由于高炉的操作或炉况等种种原因 ,造成煤气压力不稳定 ,煤气热值也往往存在波动 ,因而热风炉燃烧控制是热风炉最难、最关键的控制环节之一 ,燃烧控制得好坏将直接影响到热风炉的拱顶温度及燃烧的热效率，从而对高炉送风温度产生影响，最终对高炉炼钢的质量产生影响，故内燃式热风炉的温度控制显得至关重要，热风炉的种类很多，下图1-2图1-2无管式热风炉结构示意图 所示为热风炉的一种形式。
在图中数字1到10所代表的分别是：炉排、炉门、燃烧室、壳体、散热片、冷风罩、冷风进口、炉蕊、热风出口和排烟口。
2热风炉温度串级控制总体方案2.1内燃式热风炉送风温度控制方案选择热风炉是高炉冶铁工艺中的重要组成部分，其向高炉的送风温度对对高炉冶铁质量有重要影响，因此其温度控制也显得非常重要。
内燃式热风炉所用燃料为高炉煤气和转炉煤气的混合气体，另外还有助燃空气，本设计要求向高炉送风温度达到1350 ℃，为满足要求炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。
在该温度控制系统中要求按照相关的计算使助燃空气无论在燃料流量为多少时皆使其充分燃烧，故不再考虑其影响，从而混合煤气的流量Q 为控制变量，而影响送风温度的干扰则有冷风流量()1f t 、冷风入口温度()2f t 、燃料压力()3f t 和燃料热值()4f t 。
如果以向高炉送风温度()1n t 为被控参数，仅根据送风温度变化来控制燃料阀门开度，通过改变燃料流量将送风温度控在规定的数值上，那么这是一个简单的控制系统，当燃料压力或燃料热值变化时，先影响炉顶的温度，然后通过传热逐渐影响送风温度，从燃料流量变化经过三个变量后，才引起送风温度变化，这个通道时间常数很大，反应缓慢。
而温度调节器是根据送风温度()1n t 与设定值的偏差进行控制，当燃料部分出现干扰后，该控制系统并不能及时产生控制作用，克服干扰对()1n t 的影响，控制质量差，因为本设计对送风温度要求较为严格，故该方案不予采用。
而当以炉顶温度()2n t 为被控参数时，会使控制通道容量滞后减少，对来自燃料的干扰()3f t 、()4f t 的控制作用比较及时，但炉顶温度毕竟不能真正代表热风炉的送风温度，即使炉顶温度稳定，冷风本身的流量或入口温度仍会影响送风温度，这是因为来自冷风的干扰()1f t 、()2f t 并没有包含在该控制系统的反馈回路内，控制效果仍无法达到生产工艺要求，故也不予采用。
综上所述，单独以送风温度或炉顶温度为被控参数都不能满足工艺要求，故只有将两者结合起来才能弥补各自的缺陷，这就是本设计所要采用的串级控制系统，其简单控制结构图如下图2-1所示：图2-1热风炉串级温度控制系统在串级控制系统中，由于引入了副回路，不仅能迅速克服作用于副回路内的干扰，也能加速克服回路的干扰。
副回路具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、细调、慢调的特点，对副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以消除。
由于主副回路相互配合、相互补充，使控制质量显著提高。
2.2内燃式热风炉温度串级控制系统框图该设计的内燃式温度串级控制系统结构框图如下图2-2所示：图2-2热风炉温度串级控制系统框图根据系统框图，内燃式热风炉温度串级控制系统的控制原理简单分析如下：(1)燃料压力()3f t 、燃料热值()4f t 发生扰动——干扰进入副回路。
(2)冷风流量()1f t 、冷风入口温度()2f t 发生扰动——干扰进入主回路。
(3)干扰同时作用于副回路和主回路：[1]在干扰作用下，主、副参数()1n t 、()2n t 的变化方向相同，即同时增加或同时减小；[2]在干扰作用下，主副参数()1n t 、()2n t 的变化方向相反，一个增加，一个减少。
3系统元器件选择在本设计中所选用的主被控参数为热风炉向高炉送风温度()1n t ，辅助被控参数为炉顶温度()2n t ，同时影响炉顶温度的因素主要有高炉煤气和转炉煤气流量Q 、助燃空气流量1Q 两个因素，且在本设计中我们通过相关计算满足在燃料任何流量下都使其充分燃烧，故不再考虑燃料的影响，所以高炉煤气和转炉煤气在生产中起主导地位，且也是两种因素中最为昂贵的物料，因此选择高炉煤气和转炉煤气流量Q 为系统的控制变量，而温度控制系统的各控制元件选择如下。
3.1温度变送器过程控制系统中用于参数检测的传感器、变送器是系统中获取信息的装置。
传感器、变送器完成对被控对象参数以及其他一些参数、变量的检测，并将测量信号传送至控制器。
测量信号是调节器进行控制的基本依据，被控参数迅速、准确的测量是实现高性能的重要条件。
测量不准确或不及时、会产生失调、误差或调解不及时，影响之大不容忽视。
传感器与变送器设备的选择和使用主要依据检测参数的性质以及控制系统设计的总体功能要求。
被检测参数的性质、测量精度、响应速度要求以及对控制性能要求都影响传感器、变送器的选择和使用。
温度变送器有DDZ －III 型温度变送器 ，一体化温度变送器 ，智能式温度变送器等等，本设计选用DDZ －III 型热电偶温度变送器。
3.2温度传感器热电偶是工业上最常用的高温温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克效应,即两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。
其优点是：[1]测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
[2]测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电 偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。
[3]构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不 受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。
它的主要特点是测量精度高，性能稳定。
其中铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～400℃）最常用的一种温度检测器，，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
本系统的主被控温度为1350℃，同时辅助被控温度为1400℃±10℃。
，要求温度上下浮动不超过10℃，对精度有一定要求，因此本系统选择630铂铑铂铑 热电偶测温元件。
3.3控制器及调节阀3.3.1调节阀的选择执行器是自动控制系统中的执行环节，在本设计中所用的执行器即为调节阀。
自动调节阀按其工作能源形式可分为气动、电动和液动三大类。
本设计中用的是气到调节阀，气动调节阀由执行机构和调节机构两部分组装而成，而根据不同要求，阀门的结构形式又有很多种：有直通单座阀、直通双座阀、角阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等，最常用的是直通单座阀和直通双座阀。
调节阀的流量特性是指流过阀门的流体的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系，即：max Q l f Q L ⎛⎫= ⎪⎝⎭，式中相对流量max Q Q 是调节阀某一开度时流量Q 与全开时流量max Q 之比，相对开度l L 是调节阀某一开度行程l 与全开行程L 之比。