加热炉空燃比的计算调节及异常情况的判断处理
空燃比寻优技术在加热炉中的应用
结合了前馈和反馈的空燃比寻优技术在的加热炉中的应用朱鸿翔温志王新丽徐海陶淑敏1.北京科技大学机械工程学院，北京1000832.宝山钢铁股份有限公司，上海201900，邮编：wenzhi@摘要：本文详细介绍了燃气加热炉的热特性，结合模糊控制技术建立了热值前馈和废气中含氧量反馈的空燃比寻优模型，并在实际中得到了应用。
根据实践操作可知，这种模型能有效的控制废气中的含氧量，提高产品质量并减少燃料的消耗。
关键词：加热炉，空燃比，前馈，反馈，模糊控制技术前言轧钢加热炉的主要任务就是在满足出炉钢坯的温度要求的前提下，实现优质、高产和低耗能。
在一定的温度系统下，优化空燃比对于提高产品质量和减少燃料消耗至关重要。
合理的空燃比不仅能提高燃料的燃烧效率、减少废气的热量散失，还能有效的控制废气中的氧含量，减少对钢坯的氧化作用。
1.空燃比寻优模型宝钢厂中轧钢加热炉所用的燃料是有高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气组成的混合煤气。
由于混合煤气的成分是不确定的，而且也不可能在线控制，所以空燃比难以设定。
为了解决这个问题，本文讨论了采用采用前馈和反馈结合的空燃比寻优技术，这种寻优技术根据混合煤气的热值建立了前馈模型，根据废气的含氧量采用模糊控制方法建立了反馈模型。
加热炉控制系统的结构图如图1所示。
热值前馈模型混合煤气的热值波动是由其成分的变化引起的的，而其成分又与理论的空气需求量有关，热值的变化又必然导致空燃比理论值的变化，因此有必要分析混合煤气的热值及其成分的关系。
1.混合煤气的热值及其成分的关系包钢厂提供的混合煤气中各煤气的成分及比例如表1所示，混合煤气的热值是随着各煤气的比例变化而变化的。
假设焦炉煤气占混合煤气的比例为b（0≤b≤1）,高炉煤气占高炉煤气与转炉煤气总和之比为a（0≤a＜1），那么高炉煤气占混合煤气的比例就是(1-b)a，转炉煤气占混合煤气的比例就是(1-b)(1-a).那么混合煤气的低热值可由式(1)表示.Q d =[Q dg a+Q dz(1-a)](1-b)Q dj b (1)式中，Q d为混合煤气的低热值，KJ/m3；Q dg为高炉煤气的低热值，KJ/m3；Q dz为转炉煤气的低热值，KJ/m3；Q dj为焦炉煤气的低热值，KJ/m3。
加热炉常见故障和事故处理方法
钢坯碰头及刮墙事故
原因：钢坯在炉内运行时跑偏；个别坯 料超长；装炉时将钢坯装偏.
处理办法：坚持预防为主,及时纠偏,严重 时需停炉处理.预防钢坯跑偏；严把坯料 验收关,不合规定超长钢坯严禁入炉；严 格执行作业规程,保证坯料装正.
过热与过烧
原因：钢坯加热温度过高,在高温下停留 时间过长；炉内气氛氧化性太强.
处理办法：过热的钢坯若未经轧制,可将 其冷却到700℃以下,然后重新加热使用. 过烧得钢无法恢复原来的组织状态,只能 报废.局部过烧可切掉过烧部分后重新加 热轧制.
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知识回顾 Knowledge Review
加热炉常见故障及事故 处理方法
目录
1
工艺常见故障
2
热电偶常见故障
3 常见生产事故的预防与排除
1、工艺常见故障
炉膛温度达不到工艺要求 炉膛温度分布不均 炉膛压力过大喷火 燃烧不稳定 钢坯氧化烧损严重 煤气自动控制失灵
炉膛温度达不到工艺要求
产生原因 1、煤气发热值低； 2、空气换热器烧坏，烟气漏入空气管道； 3、空气过剩系数太大； 4、空气过剩系数太小； 5、煤气烧嘴堵塞，致使煤气流量减少；
d、适当降低炉温； e、在炉内两条滑道标高不一致时,避免装入
翻炉事故
原因：a、钢坯的侧面不平直,有扭曲或弯 曲,断面不方正,成菱形,有凸面或带有耳子 或圆角过大；b、炉子过长,推钢长度过长, 一般钢坯推钢长度与钢坯厚度之比为 200-250倍；c、推钢时前面是大断面钢坯 后面是小断面钢坯,大小相差太悬殊时容 易翻炉；d、炉底不平滑,装料台与炉底管 接缝不平有斜面,均热段炉底积渣过厚,水 管滑道与均热床滑道衔接不良等；
加热炉运行存在的问题及应对措施
我国油田的原油凝固点普遍较高，黏度大，常温下流动性差，因此在原油的开采、集输和处理过程中需要进行加热与保温，消耗了大量的热能，提供这些热能所需的燃料和电能消耗，形成了巨大的生产成本，且占油田总能耗的比例不断上升。
目前原油加热设备主要是各类型加热炉，存在耗能高、排放高、效率低等问题。
针对加热炉各监测指标超标问题，结合管理和节能增效技术应用优化加热系统效率，对降低油田生产成本具有十分重要的意义。
1加热炉炉效低的原因分析加热炉监测项目主要有：排烟温度、空气系数、炉体外表面温度和热效率[1]，加热炉监测项目与指标要求见表1。
通过对油田大量加热炉进行现场节能监测，对照标准要求发现造成加热炉炉效低有以下原因。
1.1排烟温度超标原因1）燃烧参数调整不合理，配风量过大，热量未充分交换即被带出炉膛，换热效率低，排烟温度加热炉运行存在的问题及应对措施胡建国（中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心）摘要：随着全球碳减排进程加快，能源体系和发展模式正在逐渐进入非化石能源主导的崭新阶段。
油田作为能源消耗大户，大力推动节能减排，大幅提高能源利用效率，加快推进绿色转型，是实现高质量可持续发展的客观要求。
针对国家标准GB/T 31453—2015《油田生产系统节能监测规范》对油田主要耗能设备之一的加热炉监测项目与指标要求，深入分析了加热炉在应用过程中出现的问题，提出了相应的解决措施和节能技术应用，以提高加热系统的能源利用率和监测指标综合合格率。
关键词：加热炉；碳减排；排烟温度；燃烧效率；传热效率DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.10.010Problems existing in the operation of heating furnace and countermeasures HU JianguoEnergy Conservation Monitoring and Evaluation Center of CNPCAbstract：With the acceleration of global carbon emission reduction，the energy system and develop-ment mode have been gradually entering a new stage dominated by non-fossil energy.As a large ener-gy consumer，the oilfields should vigorously promote energy conservation and emission reduction，greatly improve energy utilization efficiency and accelerate green transformation，which are objective requirements for achieving high-quality sustainable development．According to the national standard GB/T 31453-2015“energy conservation monitoring rules in oilfield production system”for one of the main energy-consuming equipment in oilfield heating furnace monitoring project and index re-quirements，the problems arising in the application process of heating furnace are deeply analyzed，and the corresponding solution measures and energy conservation technology application are put forward to improve energy utilization rate of heating system and comprehensive qualified rate of monitoring index.Keywords：heating furnace；carbon reduction；smoke exhaust temperature；combustion efficiency；heat transfer efficiency作者简介：胡建国，工程师，2008年毕业于长江大学（化学工程与工艺专业），从事节能技术监测评价工作，151****5018，***************，黑龙江省大庆市让胡路区大庆油田技术监督中心，163453。
加热炉空燃比优化及温度控制研究
关键词 ：加热炉 ；空燃比 ；温度控制
中图分类号 ：TG307
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2019）04-0156-2
加热炉是冶金生产的基础性设备，主要用于对钢坯的升温 加热，以改变其力学性能，便于钢坯的轧制。同时，钢坯加热也 是冶金生产中能源消耗的主要环节，仅冶金加热炉的能源消耗 即可占到钢铁工业生产总能耗的 1/4 左右。在当前节能减排，高 质量生产的要求下，如何在保证钢坯加热质量的同时降低能耗 成为了钢铁企业技术公关的重点，这就需要对加热炉的燃烧特 性进行分析，以达到最为优化的空燃比。在一定炉温制度下，空 燃比的合理优化设定不仅可以提高燃烧效率和加热品质，减少 烟气排散的热损耗 ；而且还能调节炉内气氛的含氧量，减少钢 坯氧化烧损的问题。钢铁冶炼中，轧钢加热炉燃料为高炉煤气 与焦炉煤气的混合气，其热值变化受多种因素影响，往往难以确 定，而这也对空燃比的合理设置带来了困扰。本文利用经验公式 推导，对加热炉空燃比的优化确定和炉温控制进行了探讨。
在钢坯加热环节，导致钢坯高温氧化的因素主要包括 : 加热 炉温、加热时间和炉内气氛。在温度和时间一定的情况下，如果 空燃比波动较大，则必然会导致炉内气氛的不稳定，则有可能会 造成钢坯的烧损氧化，严重影响钢坯质量和后续的轧制生产。钢 坯氧化烧损是钢坯表面铁元素与炉膛内各类气体产生化学反应 的结果，由于钢坯内层铁的浓度大而氧的浓度小，生产铁的低价 氧化物，如氧化亚铁等 ；钢坯外部氧含量高而铁浓度小，因而生 成铁的高价氧化物，如四氧化三铁。钢坯的烧损使其外部形成大 量的氧化铁皮夹杂物，使钢坯表面质量受到很大影响，带来很多 质量缺陷。
2 加热炉空燃比的优化 加热炉是一个典型的复杂工业过程控制系统，具有多变量、
非线性的特点，而加热炉空燃比的优化则是更为复杂的被控对 象，煤气压力、成分、热值等因素的变化都会对空燃比造成很大 的影响，因此对于加热炉空燃比的优化极值来说，无论是建模还 是控制都比较困难。空燃比优化控制的目的在于尽可能提高加 热炉热效率，降低燃料消耗和废气排放，怎样在各种变量因素动 态变化的情况下，建立一个科学合理的空燃比寻优控制模型成 为解决问题的关键。目前我国不少钢铁企业采用的是烟气含氧 量反馈寻优法，即根据混合煤气的热值以及废气的含氧量，采用 模糊控制方法建立相应的反馈模型。 2.1 热值前馈模型
罩式炉燃烧系统诊断及调试
罩式炉燃烧系统诊断及调试刘占增1，曾汉生2，张道明2，丁翠娇2，李洪波3，陈永锋3（1.北京科技大学机械学院，北京100083；2.武汉钢铁集团公司技术中心，湖北武汉 430080；3.武汉钢铁集团公司海南公司，海南澄迈571900）摘 要：介绍了武汉钢铁集团公司海南分公司罩式炉的设备现状和热工测试结果，分析了其存在的问题，并进行了整改和调试。
关键词：罩式炉；热工测试；空气系数中图分类号：TF155.1 文献标识码：A 文章编号：1001-1447（2006）03-0040-03Diagnosis and debugging on burning system of hood-type annealing furnaceLIU Zhan-zeng 1，ZENG Han-sheng 2，ZHANG Dao-ming 2，DING Cui-jiao 2，LI Hong-bo 3，CHEN Yong-feng 3（1.College of Mechanical ，University of Science and Technology Beijing ，Beijing 100083；2.Technology Center ，Wuhan Iron and Steel Corp.，Wuhan 430080，China ；3.Hainan Co.Ltd ，Wuhan Iron and Steel Corp.，Chengmai 571900，China ）Abstract ：This paper introduces the current operating conditions and thermal engineering meas-urement results of hood-type annealing furnace in Hainan Co.Ltd of WISCO.Based on existent problems of equipment corresponding measures are discussed in the paper.Key words ：hood-type annealing furnace ；thermal engineering measurement ；air coefficient作者简介：刘占增（1977-），男，河北献县人，工程师，主要从事热能方面的研究.武钢集团海南有限公司现有全氢罩式炉炉台8座，加热罩4座，罩式炉对冷轧后的薄板卷进行退火处理，以达到光亮退火的目的。
加热炉烟气 一氧化碳排放高的主要原因及控制措施(2)
加热炉烟气一氧化碳排放高的主要原因及控制措施目前步进炉已经将各煤气、煤烟阀板全部更换，密封效果有比较明显的改善，反吹系统投入过程中，如控制合理烟气中一氧化碳含量大多数时间段能控制在500ppm~1000ppm左右，个别高点在3000~4000ppm左右。
当一氧化碳排放异常超高是注意排查以下几方面原因并采取相应措施：一、反吹系统投入情况。
1、如反吹过程中由于触发连锁保护条件，可能造成反吹系统自动停止时，使烟气中一氧化碳排放超标。
2、是否有烧嘴切换成手动模式，如烧嘴在手动模式下不换向时，此段反吹自动停止。
检查：查看反吹系统是否全部投入、烧嘴有无在手动模式下。
措施：查明原因，确认报警，重新投入反吹功能，如加热炉烧嘴有打成手动模式情况，及时取消。
二、反吹阀门故障。
如反吹阀门故障无法打开时，则造成此侧反吹无效，致使烟气中一氧化碳排放招标。
检查：查看反吹系统画面，观察各个阀门状态看有无红色报警，当发现阀门出现红色报警时，现场查看此阀门是否有无法动作等情况，措施：及时处理异常反吹阀门，加强阀门日常检查维护，定期对阀杆等位置添加润滑油。
三、加热炉燃烧空煤气配比情况煤气燃烧的三个条件，即煤气、空气和燃烧温度，当喷入炉内的煤气没有足够空气使其充分燃烧时，则没有燃烧的煤气就会被对侧正在排烟的烧嘴直接排出，造成烟气中一氧化碳含量超标。
造成炉内空燃比异常的主要原因如下：1.煤气压力波动频繁且幅度较大。
由于煤气系统没有煤气柜，煤气压力波动较大，造成很难维持良好的空燃比，当煤气压力突然增高时，在煤气阀位保持不变的情况下，煤气流量会大幅增加，造成多余煤气喷入炉内不能完全燃烧，由对侧排烟排走造成排放超标。
2.空气、空烟阀板密封较差。
此次大修对所有煤气、煤烟阀板进行了更换，密封效果有了明显改善，杜绝了大部分煤气三通阀处短路煤气直接拍走的情况，在流量数值显示相同的情况下，喷入炉内的煤气量较之前是增加的，但是空气及空烟阀板仍为老的阀板密封形式，空气在流经流量计后，在空气三通阀处空气、空烟短路情况仍然比较严重，致使流量检测数值无异常，但喷入炉内的实际空气量相对较少，在煤气、煤烟阀板更换前，煤气、空气都存在短路情况，此问题不明显，而现在煤气短路情况已经改善，但空气仍存在短路情况，因此目前在空燃比控制上，应适当增加空燃比数值，增加进入炉内的空气量。
加热炉中的高效燃烧
加热炉中的高效燃烧控制涂冰怡所有工业生产的改进及发展不外乎两点：效率和环保。
加热炉是轧钢生产企业中的主要耗能设备，尽量提高燃料利用率，是节能降耗需解决的主要问题。
国内外冶金行业的燃料主要为焦炉、高炉混合煤气及各单一煤气，部分使用天然气，个别小型轧钢厂使用重油。
计算机控制燃烧过程，就是在各种燃烧工况条件下，找到合理的最佳空燃比。
使燃烧处于较佳状态，从而提高炉温控制精度，保证钢锭以较快的速度达到出钢温度，节约能源，减少氧化烧损。
最佳空燃比控制思想：在煤气热值、压力等炉况不稳定的状态下把影响燃烧的多个因素考虑进来，炉温升温速度合理，引起升温速度合理（满足一定范围），炉压合理（满足一定的范围），热风升温速度合理。
要使加热炉达到高效率关键是寻找到最佳空燃比，将所有影响燃烧效果的因素尽可能的引入控制系统，实现加热炉的精确控制。
加热炉不能很好控制空燃比的主要问题是燃料的热值与压力不稳定时，控制系统就不能达到预期目标了，2009年，针对加热炉热值不稳定的情况，杨庆荣先生提出了一种基于加热炉热平衡的燃烧比控制方法，解决了燃料热值波动时空燃比难以自动修正的缺陷。
他做了一个理想状况的模拟计算，结果得出空燃比只是煤气流量的函数，和煤气流量成反比关系，即加热炉在稳定工作时，炉内需要的热量是一定的，当煤气品质变差时，煤气热值下降，实际燃烧中有部分多余空气，这会导致炉温下降，为保证炉膛内的温度，必会增加煤气流量，空燃比随之减小，燃烧系统维持最佳燃烧状态。
反之亦然，煤气质量变好时，煤气热值增加，导致炉膛温度升高，为保证炉膛温度，煤气流量相应减少，空燃比增加，使系统维持最佳燃烧状态。
据此建立了空燃比随煤气变化的控制模型，这种方法虽然简单易行，节能效果好，有利于自动控制，但是在最初建立模型的时候作出了很多假设。
假设燃料在炉内完全燃烧，钢坯的氧化放热不计等等，而现实中却远非如此，所以还是不能根本上控制好空燃比。
空燃比的主要控制思想为：在煤气热值、压力等炉况不稳定的状态下把影响燃烧的多个因素考虑进来，炉温升温速度合理，引起升温速度合理（满足一定范围），炉压合理（满足一定的范围），热风升温速度合理。
加热炉空燃比的计算调节及异常情况的判断处理.
加热炉常见故障及排除
项目 原因 煤气热值低 空气换热器坏，烟气进入空管 空气过剩系数过大 空气过剩系数过小 炉膛温度 达不到工 艺要求 煤气换热器堵塞，煤气量小 排除方法 找原因，提高热值 分析换热器后O2%，小于20%维修 调节空气阀或者改大烧嘴 调节空煤气阀 用钎子捅喷嘴，清理焦油渣
正常炉况的仪表判断
6、运行正常，生产率变化不大，煤气压力、煤气量、空气量均按正 常给定，烟气中O2%正常，但下加热或下均热温度有下降趋势。 判断：检查这时炉内火焰和钢坯上下面温度。如果钢坯阴阳面大， 炉内某处火焰颜色呈红色、橘红色或者暗红色并分布在纵横水管周 围，判断为炉底水管漏水。 处理方法：该段压火作进一步检查，通知有关人员处理。
气体成分表示方法和换算
气体成分表示方法和换算
查不同温度下饱和水蒸气含量表可得。
燃气发热量的计算
按燃气热值分类
燃烧计算基本概念
燃烧计算基本概念
燃烧计算基本概念
气体燃料完全燃烧反应计算
气体完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
目测烟气判断燃烧情况
燃料 烟气情况 燃烧情况
煤气
炉外或烟囱有较长火焰，并有异味
冒黑烟，有烟尘
燃烧不好，空气量不足
空气量过少，燃烧不好 空燃比配比良好，燃烧良好 空气量过大
煤和油
烟灰白色，浓浅适当 烟色淡白
设备状况的目测
观察换热器：1、煤气换热器泄漏，浪费能源，污染环境， 燃烧使换热器温度升高而烧坏，肉眼能看到；2、空气换热 器泄漏，烟气进入空气中，换热器后氧含量下降，烧嘴工 作情况恶化，高温空气将使换热器温度过高。 观察煤气烧嘴：煤气压力变化，而空气过剩系数保持合理， 则说明燃烧状况良好，喷口与混气口距离合适。
加热炉空燃比的计算调节及异常情况的判断处理ppt课件
找原因，提高热值
分析换热器后O2%，小于20%维修
调节空气阀或者改大烧嘴
调节空煤气阀
用钎子捅喷嘴，清理焦油渣
清除堵塞管道
定期放水
增加烟道阻力或改变烧嘴位置角度
配置大能力烧嘴
改善，修复
检修换热器
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加热炉常见故障及排除
项目 炉膛温度 分布不均
炉膛压力 过大喷火
原因 烧嘴位置布置不合理
烧嘴工作不均衡 排烟口位置及尺寸不合理
清理烟道，排水 修改烟道截面积 开大煤气总阀和炉前煤气阀
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加热炉常见故障及排除
项目
原因
排除方法
钢坯氧化 烧损严重
空气过剩系数过大 炉膛负压
钢坯加热时间过长（炉温偏低） 燃料含S量高
炉内局部温度过高 煤气控制阀门达不到要求
调整空气阀 调整烟道闸板或改变烧嘴位置角度
缩短高温段加热时间 清除S
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气体成分表示方法和换算
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气体成分表示方法和换算
查不同温度下饱和水蒸气含量表可得。
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燃气发热量的计算
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按燃气热值分类
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燃烧计算基本概念
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燃烧计算基本概念
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燃烧计算基本概念
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气体燃料完全燃烧反应计算
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加热炉空煤气使用和配比量 的计算及异常情况判断处理
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1
加热炉用燃料分类
固体：煤等
燃料
液体：重油等 气体：高炉煤气、焦炉煤气等
轧钢加热炉空燃比自寻优控制系统研究
轧钢加热炉空燃比自寻优控制系统研究摘要：主要介绍了加热炉空燃比控制系统，讨论了加热炉燃烧控制的总体方案,提出了自寻优模糊控制空燃配比。
使该控制系统具有动态响应好、稳定性高等特点。
文中给出了采用自寻优控制理论控制加热炉空燃比的系统框图以及控制策略，这些方法已在国内众多钢铁厂加热炉控制系统中得到应用并取得较好控制效果。
关键词：加热炉空燃比自寻优控制1 前言加热炉在轧钢生产中占有十分重要的地位。
它的主要作用一是提高方坯的塑性，降低变形抗力；二是按轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量；三是在优质生产的前提下，尽可能地降低燃料消耗，减少氧化烧损[1]。
轧钢加热炉的燃烧过程是受随机因素干扰的、具有大惯性、纯滞后的非线性分布参量的随机过程。
对于这种复杂的控制对象，尤其是燃烧过程中空燃比的控制，即使是经验丰富的操作工人，也很难全面的考虑各种因素的影响，准确地控制燃烧过程，使得炉温经常偏高或是偏低，有时由于空燃比控制的盲目性，还会造成炉尾冒黑烟等恶劣的事故。
这些都严重影响了加热炉加热质量和燃耗，甚至影响正常得生产。
因此我们采用了从理论上属于自适应控制范畴，但又不需建立准确数学模型的自寻最优控制系统对加热炉空燃比进行有效的控制。
2 自寻优控制原理自寻最优控制的特点是在不需要知道系统数学模型的情况下，只要被控对象具有极值型非线性特性，就能自动搜寻最优工况，保证目标函数达到或接近最优值。
而且在环境条件(工况)发生变化时，只要系统仍保持极值型非线性关系，就能自动搜索到新工况下的最优点，因此具有自适应能力。
另外，在保持极值型非线性的条件下允许对控制量、被控指标以及其关系进行非线性代换，因而控制量、被控指标均可转换为易于处理的相对量而不影响自寻最优效果。
设有两个变量x，y存在着极值型非线性的关系，如图1所示[2]图1 自寻优控制原理图首先任取X l，找到对应值Y l，取X2=X l+△x:，再找到对应的Y2，算出△Y l=Y2-Y1，若Sign(△Y l)=+1，则取X3=X2+△X2，使得Sign(△X2)=Sign(△X1)，否则取X3，使得Sign(△X2)=Sign(△X l)。
加热炉炉况的分析与判断总结
加热炉炉况的分析与判断总结加热炉生产实践知识总结炉况的分析与判断1. 煤气燃烧情况的分析：方法：从炉尾或侧炉门观察火焰，如果火焰长度短而明亮，或看不到明显的火焰，炉内能见度很好，说明空燃比适中，燃烧正常；如果火焰暗红无力，火焰拉向炉尾，炉内的气氛混浊，甚至冒黑烟，火焰在烟道中还在燃烧，说明严重缺乏空气，燃料处于不完全燃烧状态；如果火焰相当明亮，噪声过大，可能是空气过量，但对喷射式烧嘴不能依次而判断；燃烧的正常与否可以通过观察仪表进行分析判断：当燃烧充分完全时，空气与煤气流量的比例大致稳定在一定数值，这一数值因燃料的发热量的不同而不同。
利用氧化锆装置以检测烟气的含氧量：当烟气中的含氧量在0.01-0.03时燃烧正常；含氧量在超过0.03时为过氧燃烧，即供入的空气量过多；当含氧量小于0.01时为氧化锆中毒的反应，说明空气量不足，是欠氧燃烧。
氧化锆的安装位置应适当，取样点应具有代表性。
2. 加热过程中钢坯的温度判断作为一名优秀的加热工应有过硬的目测钢温的本领，观察并区分钢的火色，最好在黑暗处进行观测，以免在其他光源的照射下引起误差。
钢料是否烧透的判断：中间与两端的温度相同时，说明坯料本身的温度已经比较均匀；若端部高于中间的温度，说明坯料没有烧透需继续加热；若端部的温度低于中间温度，说明炉温有所降低，此时要警惕发生粘钢现象。
钢温与炉子的状态有直接的关系，有时料头端部温度过高多是因为炉子两侧墙温度过高造成的，坯料短尺交错排料时，两头受热面积大，加热速度快或炉子的下加热负荷过大，下部热量上流冲刷端部引起的。
钢坯长度方向温度不均，轧制延伸不一致、轧制时不好调整影响产品的质量。
端头温度低轧制时穿带率低，容易产生设备事故影响生产，同时增加燃料和电力消耗。
钢坯加热的下表面温度低或存在严重的水管黑印，轧制时上下延伸不同造成钢的弯曲，同时影响产品的质量。
下加热温度低是下加热供热不足、炉筋水管热损失太大、水管绝热不良、炉门吸入冷风过多或加热时间不足造成的。
常减压加热炉空燃比控制的应用
2018年08月水。
从实践分析来看，MgCl 26H 2O 在97至554℃之间会出现脱水的情况，在550℃以上，其会分解成氧化镁和氯化氢气体，而在此条件下，氯化锂是不发生分解的。
基于此原理，在经过煅烧后将烧结物进行浸取，因为锂盐比较容易溶于水，所以其会溶于溶液，而氧化镁几乎不溶于水，所以其会留在残渣中，通过浸取工序将杂质等做去除，最终得到碳酸锂。
分析此种方法的利用发现其最大的优势是能够将盐湖的资源进行最有效的综合利用。
缺点是这种方法会蒸发大量的水量，整体的能耗比较高。
2.3溶剂萃取生产工艺在以卤水为原料的碳酸锂生产中，溶剂萃取生产工艺在目前受到了较多的关注。
从此种方法的具体分析来看，其能够从低品位卤水中进行碳酸锂的提取，现实效果比较的显著，。
具体分析此种工艺发现其具有单一萃取体系和协同萃取体系两类。
就此种方法的具体利用分析来看，其最大的优势是能够从高镁锂含量的卤水中进行碳酸锂的提取，对于卤水的有效利用来讲比较的突出。
但是在实际使用中，其消耗的卤水量比较大，而且整个过程对设备会造成较大幅度的腐蚀，所以对设备材质的要求比较的高。
3从海水中提取碳酸锂的生产工艺从目前的具体分析来看，因为国际市场对锂盐的需求量在不断的上涨，而目前的开发无法满足其需要，所以从海洋中进行锂盐的提取成为了重要的研究方向。
就当前的分析实践来看，在锂浓度较低的海水中进行锂盐的提取，被国际公认的最有前途的方法是吸附剂法。
此种工艺方法利用的关键是对吸附剂进行选择。
为了保持良好的吸附效果，需要选择吸附性好，循环利用率比较高和成本相对较低的吸附剂。
就当前的国际分析来讲，日本、美国等国家从海水中进行碳酸锂的提取工艺和设备研究取得了一定的进展。
4结语综上所述，碳酸锂作为重要的资源有着较为突出的利用价值，强化其生产制备有重要的意义。
具体分析目前社会实践中具体使用的针对不同原料的碳酸锂提取方法，可以更好的认识工艺的特点和优势，进而在实践中做采用。
常减压加热炉空燃比控制的应用
工程设计及标准石油化工自动化，２００８，５；２５ＡＵＴ（）ＭＡＴＩ（）ＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＩ。
ＩＮＤＵＳＴＲＹ常减压加热炉空燃比控制的应用王永长，庄德奎，胡瑞（中国石油股份有限公司大连石化分公司。
辽宁大连１１６０３２）摘要：对常减压装胃的加热炉空燃比控制进行了详细描述，从工艺和控制相结合的角度理解空燃比控制，总结了该控制方案的特点、控制系统组态时的注意事项以及控制系统运行中需要注意的问题，为加热炉空燃比控制系统的正确实施和长周期高效率的运行维护提供了可供借鉴的经验。
关键词：加热炉；复杂控制；空燃比中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ文章编号：１００７—７３２４（２００８）０５—００２５—０４ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｉｒ／ＦｕｅｌＲａｔｉｏＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅＦｕｒｎａｃｅＷａｎｇＹｏｎｇｃｈａｎｇ，ＺｈｕａｎｇＤｅｋｕｉ，ＨｕＲｕｉ（ＤａＬｉａｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏ．Ｌｔｄ．，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｄａｌｉａｎ，１１６０３２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｉｒ／ｆｕｅｌｒａｔｉｏｃｏｎｔｒ０１ｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｉＳｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗｏｆｂｏｔｈｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｉｒ／ｆｕｅｌｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈａｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｒｎａｃｅ；ｃｏｍｐｌｅｘｃｏｎｔｒｏｌ；ａｉｒ／ｆｕｅｌｒａｔｉｏｃｏｎｔｒ０１１引言中国石油股份有限公司大连石化分公司新建加工进口含硫原油的１０Ｍｔ／ａ常减压蒸馏装置，其常压加热炉的设计负荷超过了１００Ｍｗ，减压炉负荷也在８０Ｍｗ以上。
加热炉正常操作和异常处理
中海油气（泰州）石化有限公司
加热炉内部的检查
加热炉内部检查内容应包括火焰状态、炉管、耐火衬里、炉管支撑的顔色、 火盆的状态和空气渗漏状态。
（1）加热炉内火焰应有相同的顔色、形状和稳定性，任何不稳定的火焰，不 均匀的火焰形状，火焰舔炉管的情况都需要调整。 （2）炉管检查包括是否出现局部过热点、炉管移位、变形、工艺介质泄漏、 支撑或固定设备的损坏等情况。 （3）耐火衬里和炉管支撑的顔色能够表明炉膛内是否高温，是否有热分布不 均匀情况。 （4）火盆砖、燃烧道的状态都应该检查，破损或被化学侵蚀损坏以及安装不 合适的火盆砖或损坏的燃烧道，都将导致火焰不好或火焰突起。 （5）检查炉膛漏风情况，在热的炉膛内，空气渗入会显示出暗条或使耐火衬 里表面出现条纹。 （6）在加热炉停工检查时，要进行炉管管壁测厚，应着重检测炉管的弯头部 位，防止炉管冲蚀腐蚀而减薄，影响加热炉长周期安全运行。
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2、火焰不规则冲击炉管 火焰冲击炉管是燃烧室内火焰直接接触炉管外表面，使炉管局部形成焦炭，
工艺介质压降升高，辐射传热效率下降，对应部位炉膛温度上升。炉管颜色呈 现红色或橙色或者管壁呈现凹凸不平，炉管产生局部过热点，最终导致炉管的 破裂。 原因： （1）燃烧过程中燃烧空气不足，致使火焰在燃烧室内寻找额外的空气； （2）空气泄漏造成局部过度燃烧；（3）火嘴喷嘴安装位置和方向有误； （4）火嘴喷嘴孔口局部堵塞或腐蚀，改变了火焰的方向； （5）火道砖的损坏改变了火焰方向；（6）烟道气的循环可能将火嘴火焰推向 管路表面。
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二、加热炉的开停工操作
加热炉的开工操作 加热炉的开工主要包括四个步骤： 1、吹扫、试压和设备检查阶段： 吹扫和试压主要包括燃料油系统、瓦
空燃比计算
空燃比计算在燃烧过程中，空燃比是一个非常重要的参数，它指的是燃料和空气的混合比例。
空燃比的正确选择对于燃烧效率和排放控制都有着重要的影响。
在本文中，我们将介绍空燃比的概念、计算方法以及对燃烧过程的影响。
一、空燃比的概念空燃比是指单位质量的燃料所需的理论空气量与实际供给空气量之比。
它用于描述燃料和空气的混合比例，通常用λ表示。
当λ小于1时，表示燃烧过程中供氧不足，称为贫燃；当λ大于1时，表示供氧过剩，称为富燃；当λ等于1时，表示理论空气量和实际供给空气量相等，称为化学计量。
二、空燃比的计算方法空燃比的计算方法主要有两种：质量法和体积法。
1. 质量法质量法是根据燃料和空气的质量来计算空燃比的方法。
假设燃料的质量为m_f，空气的质量为m_a，空燃比为λ，则空燃比的计算公式为：λ = m_a / m_f其中，m_a为实际供给空气量，m_f为单位质量燃料所需的理论空气量。
2. 体积法体积法是根据燃料和空气的体积来计算空燃比的方法。
假设燃料的体积为V_f，空气的体积为V_a，空燃比为λ，则空燃比的计算公式为：λ = V_a / V_f其中，V_a为实际供给空气量，V_f为单位体积燃料所需的理论空气量。
三、空燃比对燃烧过程的影响空燃比的选择对燃烧过程有着重要的影响。
不同的空燃比会导致燃烧温度、燃烧速率和排放物的生成量等参数的变化。
1. 燃烧温度在贫燃条件下，空气不足导致燃烧温度降低，容易产生不完全燃烧产物，如一氧化碳。
而在富燃条件下，供氧过剩会增加燃烧温度，容易形成氮氧化物。
因此，在控制燃烧过程中，选择适当的空燃比可以控制燃烧温度，减少有害物质的生成。
2. 燃烧速率空燃比的改变会影响燃烧速率。
在贫燃条件下，燃料燃烧速率较慢，会导致燃烧不充分；而在富燃条件下，燃料燃烧速率较快，容易产生火焰失稳和燃料喷洒现象。
因此，选择合适的空燃比可以保证燃烧过程的稳定和充分。
3. 排放物生成空燃比的变化也会影响排放物的生成。
在贫燃条件下，由于燃烧不完全，会产生大量一氧化碳和其他有害物质；而在富燃条件下，由于燃烧温度升高，会产生大量氮氧化物。
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加热炉用燃料分类
固体：煤等 燃料 液体：重油等 气体：高炉煤气、焦炉煤气等
常用气体燃料种类及特性
名称 产生过程 热值/kJ/m3 高炉煤气 高炉炼铁 3762～4180 焦炉煤气 炼焦 15890～17140 转炉煤气 转炉炼钢 6270～7530 发生炉煤气 发生炉气化 5040～6720 重油裂解气 重油裂解 25808
目测烟气判断燃烧情况
燃料 烟气情况 燃烧情况
煤气
炉外或烟囱有较长火焰，并有异味
冒黑烟，有烟尘
燃烧不好，空气量不足
空气量过少，燃烧不好 空燃比配比良好，燃烧良好 空气量过大
煤和油
烟灰白色，浓浅适当 烟色淡白
设备状况的目测
观察换热器：1、煤气换热器泄漏，浪费能源，污染环境， 燃烧使换热器温度升高而烧坏，肉眼能看到；2、空气换热 器泄漏，烟气进入空气中，换热器后氧含量下降，烧嘴工 作情况恶化，高温空气将使换热器温度过高。 观察煤气烧嘴：煤气压力变化，而空气过剩系数保持合理， 则说明燃烧状况良好，喷口与混气口距离合适。
空燃比与煤气热值关系
理论空燃比与热值关系 18500
热值Qdw/(kJ/m3)
18000 y = 3534.3x + 2342.5 2 17500 R = 0.9957 17000 16500 16000 3.900
4.000
4.100
4.200 4.300 理论空燃比L0
4.400
4.500
4.600
不完全燃烧
正常炉况的仪表判断
6、运行正常，生产率变化不大，煤气压力、煤气量、空气量均按正 常给定，烟气中O2%正常，但下加热或下均热温度有下降趋势。 判断：检查这时炉内火焰和钢坯上下面温度。如果钢坯阴阳面大， 炉内某处火焰颜色呈红色、橘红色或者暗红色并分布在纵横水管周 围，判断为炉底水管漏水。 处理方法：该段压火作进一步检查，通知有关人员处理。
调整空气阀
调整烟道闸板或改变烧嘴位置角度 缩短高温段加热时间 清除S 在相对位置调整个别烧嘴能量 减小煤气控制阀门关闭时的间隙 正确选择压力参数 保证烧嘴出口速速不低于着火速度
燃气烧嘴常见故障及排除
项目 回火：火焰 流入烧嘴内 燃烧，混气 管发红，烧 嘴发异响 原因 喷头烧损 喷射能力降低 煤气压力太小 喷口D/喷嘴d比值太大 混合物喷出速度大于燃烧速度 一次空气过剩系数太大 排除方法 关闭煤气阀门 烧嘴缓冷 及时更换喷头 D/d值选择合适 关小空气阀 点炉时轻开煤气阀
正常炉况的仪表判断
4、炉况正常，生产率稳定，煤气压力正常，空煤气给定值能满足生产需要， 但炉温缓慢下降。 判断：观察空燃比显示值是否处于正常或者观察残氧仪的显示参数（正常 O2%=1%-3%）。若空煤比偏大或者O2%偏高，则温度低是由于燃料发热 量降低。 处理方法：降低空气量，增大煤气量，直至平稳。 5、炉况正常，生产率稳定，煤气压力正常，空煤气给定值能满足生产需要， 但炉温缓慢上升。 判断：观察空燃比显示值是否处于正常或者观察残氧仪的显示参数（正常 O2%=1%-3%）。若空煤比偏小或者O2%偏低，则温度高是由于燃料发热 量升高。 处理方法：减小煤气量，提高空气量，直至平稳。
炉膛温度 分布不均
烟道堵塞或有水
烟道截面积偏小 烧嘴位置不合理
清理烟道，排水
修改烟道截面积 开大煤气总阀和炉前煤气阀
加热炉常见故障及排除
项目 原因 排除方法
空气过剩系数过大
炉膛负压 钢坯氧化 烧损严重 钢坯加热时间过长（炉温偏低） 燃料含S量高 炉内局部温度过高 煤气控制阀门达不到要求 煤气自动 控制失灵 煤气控制阀后最大压力和最小压力 参数选择不当 煤气压力为最小值是，烧嘴回火
亮黄色
黄白色 淡黄白色
1150-1250
1250-1300 1300-1360
烧嘴状况的目测判断
燃料 火焰颜色 蓝色无力，漂浮 蓝色火焰，较长 发生炉混合煤气（氢含量较高） 蓝黄色火焰 黄色火焰，有力 黄白色火焰 蓝黄色火焰，漂浮 油蒸汽（氢含量较低） 浅黄色火焰，有力 黄白色火焰 黄色火焰，冒烟 油 浅蓝色火焰，有力 黄白色火焰 空气量状况 不足，n<1 不足，n<1 稍不足，n<1 适当，n=1.02-1.05 过大，n>1.05 不足，n<1 适当 过大，n>1.05 不足，n<1 适当 过大，n>1.05
生产中快速判断燃烧情况
关小煤气量
调大煤气量 关小空气量 温度不变 温度下降 温度不变 温度上升 温度上升 温度下降 温度上升 温度下降 燃烧不完全，n<1 燃烧完全，n≥1 燃烧不完全，n<1 燃烧完全，n≥1 燃烧不完全，n<1或者空燃比过大，n>1.05 燃烧适当，n=1.05-1.05 燃烧不完全，n<1 燃烧完全，n≥1
炉前煤管进水，煤压降低 炉内负压 烧嘴配置能力偏小 冷却水热损大或炉底局部热损大 空煤气预热温度低
清除堵塞管道
定期放水 增加烟道阻力或改变烧嘴位置角度 配置大能力烧嘴 改善，修复 检修换热器
加热炉常见故障及排除
项目 原因 烧嘴位置布置不合理 烧嘴工作不均衡 排烟口位置及尺寸不合理 靠近炉门温度低 烟道闸门关的过小 不完全燃烧使煤气泄漏 炉膛压力 过大喷火 煤气流量过大 排除方法 改变烧嘴位置或喷射角度 调整烧嘴，保持炉内热量均衡 改善位置和尺寸 调大附近烧嘴能力，大20%左右 调整阀门开启度 调整烧嘴，控制n=1.02-1.05 在保证炉温的情况下减小煤气量
气体成分表示方法和换算
气体成分表示方法和换算
查不同温度下饱和水蒸气含量表可得。
燃气发热量的计算
按燃气热值分类
燃烧计算基本概念
燃烧计算基本概念
燃烧计算基本概念
气体燃料完全燃烧反应计算
气体完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
气体不完全燃料燃烧反应计算
某厂近几年煤气热值与空燃比关系
钢温的目测判断
钢坯颜色 暗褐色 棕红色 钢温目测 暗红色 温度/℃ 530-580 580-650 650-730 钢坯颜色 亮红色 橘黄色 暗黄色 温度/℃ 830-880 880-1050 1050-1150
暗樱桃色
樱桃色 亮樱桃色
730-770
770-800 800-830
空气消耗系数的检测计算
空气消耗系数的检测计算
空气消耗系数的检测计算
空气消耗系数的检测计算
化学不完全燃烧热损失的检测计算
化学不完全燃烧热损失的检测计算
空燃比与煤气热值关系
经验判断空燃比变化反应出煤气热值变化的方法： 根据大量已知煤气成分计算得到热值和空燃比，并 建立拟合公式，根据公式和前后两段时间空燃比的 变化判断这段时间内煤气热值的上升或者下降。
气体不完全燃料燃烧反应计算
影响燃烧温度的因素
影响燃烧温度的因素
影响燃烧温度的因素
气体分析方程
气体分析方程
气体分析方程
注：表格中 B实为β
பைடு நூலகம்体分析方程
气体分析方程
气体分析方程
气体分析方程
气体分析方程
气体分析方程
空气消耗系数的检测计算
空气消耗系数的检测计算
空气消耗系数的检测计算
脱火：火焰 离开喷头在 空间燃烧
燃气烧嘴常见故障及排除
项目 空气管道回火 爆炸 点火不着，燃 烧不稳定 漏气 原因 低压烧嘴使用时没开风机 煤气逸入空管与空气混合 烧嘴结构不合理，空气不足 D/d值不合理 煤压太低 铸件上有裂纹或疏松，连接垫 损 一次空气过剩系数太小 烧嘴结构和D/d值不合理 排除方法 打开风机 安装时注意喷嘴尺寸 混气室足够大，D/d合理 低压烧嘴取消节流孔板 更换铸件或垫片 增加空气 合理选择结构和D/d
调大空气量
正常炉况的仪表判断
1、炉况正常，煤气流量一定，仪表显示某段温度有下降趋势。 判断：属正常情况，轧制节奏加快，生产率提高，加热钢坯有效热增加。 处理方法：适当调整空煤气量。 2、生产稳定在某段区域，煤气量、空气量、热值均不变，仪表显示各段 温度缓慢下降。 判断：煤气压力突然下降。 处理方法：调大煤气阀门开度。 3、生产率稳定，煤气量、空气量、热值均不变，仪表显示各段温度缓慢上 升。 判断：煤气压力突然升高。 处理方法：关小煤气阀门开度。
加热炉常见故障及排除
项目 原因 煤气热值低 空气换热器坏，烟气进入空管 空气过剩系数过大 空气过剩系数过小 炉膛温度 达不到工 艺要求 煤气换热器堵塞，煤气量小 排除方法 找原因，提高热值 分析换热器后O2%，小于20%维修 调节空气阀或者改大烧嘴 调节空煤气阀 用钎子捅喷嘴，清理焦油渣
煤气换热器堵塞，煤气压力低