环形炉改造工程培训讲义DOCWord文档下载推荐.docx
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直径:
Φ85mm~Φ210mm;
Max3200mm;
最大单重:
Max0.494吨/支
管坯装炉温度:
20℃
管坯加热温度:
1250~1280℃
温度均匀性:
±
20℃
炉子产量:
最大35t/h
燃料及发热值:
高焦混合煤气,热值2200×
4.18kJ/Nm3
单位热耗:
1460kJ/kg(低合金钢、最大产量,出炉温度为1250℃时)
额定燃料消耗量:
5550Nm3/h
额定空气消耗量(α=1.1):
12880Nm3/h
额定烟气量(α=1.1):
4.81Nm3/s
预热方式:
空气换热器
空气预热温度:
~500℃
烧咀形式:
侧焰烧嘴
布料方式:
单排
3结构描述
3.1炉体钢结构
炉体钢结构的主要作用是维持炉体的外部形状,保持炉子砌体的严密性,承受吊炉顶、炉墙砌体、炉顶炉墙设备的荷重以及砌体热膨胀的热应力。
炉体钢结构的主要部件包括炉顶大梁、侧墙立柱、炉墙钢板以及其他横拉梁。
材料为型钢和钢板。
3.2装料炉门、出料炉门、扒渣门、检修门及窥孔
加热炉在内外环装出料中心线之间设有2套400×
450扒渣门,用于清除炉底转盘上的氧化铁皮及观察炉内情况;
内外环靠近炉底环缝处各设有1套200×
200环缝检测门用以观察内外环环缝情况;
内环9a柱侧墙、外环23-24柱之间侧墙上各设有1个600×
1000人孔检修门,正常生产时活砌,检修时可供人员出入;
外环侧墙每个供热段、内环侧墙每个供热段之间各有1套窥孔,共5个窥孔,用来观察炉内烧咀燃烧情况。
3.3炉体砌筑
加热炉炉墙由耐火浇注料整体浇注,并与轻质砖、硅钙板、硅酸铝纤维毯等组成复合砌体,以提高炉子整体性、严密性和隔热性,从而获得最小的散热损失和最高的炉衬使用寿命;
炉顶由浇注料整体浇注,上部铺以轻质料、纤维毯;
炉底转盘为浇注料+粘土砖+轻质砖+硅钙板结构,转盘两侧衬以内外环边砖。
这样可使炉顶温度控制在90℃以下,炉墙温度控制在70℃以下,炉底温度控制在70℃以下。
各主要部位砌筑如下:
砌筑部位
厚度(mm)
材料
容重(kg/m3)
总厚度(mm)
炉顶
230
低水泥浇注料JR-60
2450
350
100
轻质料LW-0.5
500
20
纤维毯
128
内环炉墙
260
低水泥浇注料JR-65
2500
494
114
轻质砖NG-0.6
600
硅酸钙隔热板HCS-20
200
外环炉墙
炉底
172
抗渣浇注料
68
粘土砖N-4
2070
340
轻质砖NG-0.8
800
3.4操作平台
加热炉各操作平台恢复性安装,在炉顶、加热炉两侧、煤气总管等操作区域,设有操作平台和梯子。
平台和梯子均设有安全防护栏杆。
平台由型钢和花纹钢板组成。
各平台标高及功能如下:
平台名称
顶面标高
作用
煤气总管操作平台
+3455
用于煤气总管各阀门的操作及检修
两侧烧咀操作平台
+700
用于两侧烧咀及窥孔的操作及检修
加热炉炉顶平台
+3545
用于炉顶各调节阀、热电偶的调试及检修
3.5水冷隔墙系统
加热炉直接水冷的为三道水冷隔墙,供水管直径¢89×
11,回水管直径¢89×
11。
3.6空煤气管道系统及燃烧控制
加热炉燃烧所需空气由风机房内的鼓风机提供,鼓风机共2
台,1用1备,鼓风机利旧。
空气出鼓风机后进入设在烟道上的换热器,换热器为插入件式金属管状换热器,换热器利旧,通过换热器后可将空气温度预热到450~500℃,出换热器的热空气总管上设有热风放散阀,当空气预热温度过高时可通过放散保护阀后其他设备;
此外,出换热器的空气由于温度较高,为减小管道散热和对环境的热污染,换热器后空气管道外包有50mm厚的纤维毡和镀锌钢板进行绝热。
换热器后空气总管进入炉子中央的中央分配器,再分3个段管向加热炉送风,每支段管上设有流量孔板和流量调节阀对每段流量进行检测和控制;
段管通过各支管将空气送往烧咀,各支管上设有膨胀节及热风蝶阀。
加热炉使用的高焦混合煤气通过外网送到炉前与煤气总管相接。
煤气总管上按煤气流向分别设有双偏心无泄露煤气蝶阀1只,手动眼镜阀1只,以及煤气低压切断阀1只,用以实现对煤气主管路的开闭和低压保护。
煤气经煤气主管进入炉子中央的中央分配器,再分3个段管向加热炉送煤气,每支段管上设有流量孔板和流量调节阀对流量进行检测和控制;
段管通过各支管将煤气送往烧咀,各支管上设有球阀及煤气蝶阀实现对烧咀的切断和调节。
此外,在煤气管道系统上还安装有放散和吹扫系统可对管路进行吹扫。
3.7.仪表自动化控制系统:
3.7.1概述:
自动化热工仪表检测和一级燃烧控制系统的主要任务是保证加热炉高效安全生产,在保证钢坯加热质量的前提下降低能源消耗。
该控制系统是集监视、操作、管理为一体的综合性数字化系统,操作人员通过设在仪表室内的监视画面及键盘、鼠标对加热炉燃烧系统进行监控和操作。
3.7.2加热炉热工控制项目及控制功能
加热炉的燃烧控制采用基础自动化控制。
4段炉温制度、3段供热、3段控制,主要功能如下:
炉尾温度检测、显示;
预热段炉膛温度检测、显示、调节;
加热段炉膛温度检测、显示、调节;
均热段炉膛温度检测、显示、调节;
均热段炉膛压力检测、显示、调节;
换热器前温度检测、显示;
煤气总管压力检测、低压报警、联锁;
助燃空气总管压力检测、低压报警、联锁
压缩空气总管压力检测、显示、低压报警;
各段空煤气流量检测、控制;
煤气总管流量检测、累积;
水冷隔墙出水温度检测;
•画面显示和安全报警系统
•事件、报警表的存储、记录和打印
•重要参数、历史数据、实时数据的存储和记录
3.7.3加热炉主要控制项目说明
各段炉温控制
—采用成熟的典型的双交叉限幅算法控制空/燃比,实现最佳燃烧控制。
—当炉温超限时报警;
—采用输出限幅的方法对空/燃气调节阀进行最低开度控制。
—热电偶断偶报警。
—炉温控制采用手动和自动两种方式
低负荷时空/燃比的控制:
—在低负荷时调节阀进入非线性段,为防止调节系统振荡,将采用开度控制来保证系统既能稳定工作,又能较好的保持空/燃比。
炉膛压力控制;
加热炉共设1点炉压调节,通过调节烟道开度实现炉膛压力控制。
煤气总管压力控制及低压切断控制;
当煤气总管压力值/或空气总管压力值低于下限时报警,并自动切断煤气。
这是保障安全生产的必备手段。
排烟温度检测及调节
在换热器前设1个温度测点,当温度超过限制后,手动启动掺冷风机,以保护空气换热器。
加热炉安全联锁逻辑保护系统
为保障加热炉安全生产,当发生下列情况时,将自动停炉。
——煤气总管压力值低于下限;
——助燃空气总管压力值低于下限;
——仪表气源总管压力值低于下限;
加热炉安全生产至关重要。
各种介质管道的总管压力用压力变送器检测,当检测压力异常时进行报警,必要时对介质供应进行切断。
各种故障分为重故障和轻故障,轻故障时进行报警,重故障发生时必须进行燃烧切断。
加热炉各种故障分析表表12-1
序号
故障项目
重故障
轻故障
1
助燃空气总管压力低
☆
2
煤气总管压力低
3
仪表气源总管压力低
4
UPS故障
5
氮气总管压力低
6
炉内温度超限
7
各水冷部件冷却水出水温度超限
8
其它
3.8电气传动控制系统
3.8.1PLC控制系统简述
加热炉设置一套S7300系统用以代替原先S7200系统,S7300安装于PLC柜内,PLC放置于利旧配电室内。
炉区操作室内设置一个操作台,台面安装按钮开关,内部安装ET200远程站。
炉区增加UPS供电电源一台,容量:
10kVA时间:
30分钟。
炉区新增加HMI系统一套,用以显示、设置、监控炉区运行设备,HMI采用工业计算机,配置采用主流配置。
其余利旧。
3.8.2现场更新/新增检查元件
数量
名称
备注
炉底旋转编码器
更新
装料机编码器
出料机编码器
炉底防碰撞编码器
新增
第二章加热炉的操作
加热炉的操作分:
冷炉启动操作
正常生产操作
低产时的操作
计划停炉操作
非计划停炉操作
1.冷炉启动操作
冷炉启动操作流程:
1.1启动前的确认
1.1.1助燃空气系统检查确认
检查内容
操作地点
助燃风机启动无异常(启动前应关闭风机进口阀,待风机运转正常后开启至所需阀位)
仪表室
及风机房
将助燃风机出口冷风碟阀阀位设在正确位置,防止助燃空气短路
风机房
确定空气段管流量调节阀执行机构灵活,并手动设定开度15~20%
确定烧嘴嘴前空气支管手动阀门完全关闭
烧嘴前
1.1.2煤气管道系统检查确认
确定煤气总管蝶阀、眼镜阀完全关闭
煤气总管检修平台
确定煤气总管快速切断阀执行机构灵活,并且完全关闭
确定煤气段管流量调节阀执行机构灵活,并完全打开
确定烧嘴嘴前煤气支管手动阀门完全关闭
1.1.3煤气放散系统检查
确定煤气总管处吹扫用氮气接管阀门完全关闭
氮气管
确定氮气已供至接点处(压力0.4~0.5MPa)
确定煤气放散管阀门完全关闭
炉两侧平台、阀门检修平台
确定煤气放散管上取样管阀门完全关闭
炉两侧平台
确定煤气总管排水管阀门完全关闭
煤气总管
1.1.4冷却水系统检查
确定供水压力正常(压力:
>
0.3MPa)
确定供水总管阀门完全打开
供水总管处
确定各个回路供水阀门完全打开
确定各个回路回水正常
回水总管处
1.1.5其他
1)炉子热工检测控制系统运行正常
2)炉区机械设备检查无故障,冷试车合格
3)气动系统(氮气、压缩空气)检查无故障
4)炉区供电电源接通(包括备用电源),安全可靠。
5)消防安全设施到位。
1.2预热烟囱
长时间停炉后烟囱内部没有温度,无法形成抽力,炉子点火之前需用一定量木柴或煤堆在烟囱底部形成上升热气流,以便于炉体排烟。
由于烟囱比较高,将近75米,因此点燃的火堆应保证维持6个小时以上对烟囱的烘烤。
1.3管道吹扫送气
吹扫送气操作
操作内容
煤气管道系统确认
打开快速切断阀和盲板阀
打开放散阀(逐段打开)
炉两侧平台/检修平台
打开氮气吹扫阀门进行吹扫
打开煤气管道阀门送煤气
注:
1)煤气吹扫合格要满足以下条件:
保证用最大流量的氮气(氮气阀门完全打开)吹扫时间不少于30分钟
2)如做爆发试验时需保证两人以上操作,并注意取样时站在上风口处。
1.4点燃点火烧嘴
点燃点火烧咀的原则是先送风,再点燃明火,开煤气阀门,然后依次点燃相邻烧咀。
1.5加热炉升温至工作温度
冷炉启动升温速度50℃/h,600℃以上可适当加快升温速度。
2正常生产操作
2.1操作条件
为保证炉子设备的正常运转,应具有如下操作条件:
煤气接点额定压力:
2000Pa
空气总管额定压力:
9000Pa
炉膛压力:
15~20Pa
冷却水压力:
0.4MPa
冷却水回水温度:
<
45℃
煤气总管最小压力:
1200Pa
空气总管最小压力:
3500Pa
炉膛最高温度:
1350℃
换热器前温度:
≤900℃
2.2操作要点
2.2.1确认炉区各个阀门状态
确定炉煤气总管阀门完全打开
确定煤气吹扫用氮气接管阀门完全关闭
确定煤气管道吹扫、放散、取样等阀完全关闭
风机入口阀,出口阀在正确阀位,空煤气段管调节阀在适当位置
烧嘴前手动阀在正确阀位
烟道闸板在正确位置
掺冷风机后冷风阀关闭
热风放散阀完全关闭
9
所有冷却水阀门完全打开
10
各回路回水温度正常
2.2.2关于排烟温度:
一般来说,排烟温度指的是换热器前烟气温度,是随炉膛温度升高或降低的,在满足轧制要求的前提下,炉膛温度不应超过1300℃,正常应该在1200℃左右,对应的排烟温度应在800℃左右。
系统初次启动时设定的空气预热温度和换热器前烟气温度是理论和经验初步确定的数值,炉子在实际使用时可能会有不同程度的偏差,如果在使用过程中出现频繁的排烟报警或频繁的热风放散可以适当调整计算机内的设定值,但换热器前最高温度不应超过950℃,空气预热温度不应超过550℃。
3炉子特殊情况时的操作
特殊情况指以下几种情况:
炉子实际产量大大低于炉子额定产量35t/h(冷装)时
煤气压力在1200Pa以下时
3.1炉子实际产量大大低于炉子额定产量
此时应根据轧制节奏情况及加热工艺关闭几对或全段烧嘴。
关闭烧嘴时,应间隔关闭,不应连续关闭。
3.2煤气压力在1200Pa以下的操作
当煤气压力低于1200Pa时,为避免煤气快速切断阀动作,维持炉子处于保温状态,必须调整供热负荷,关闭加热段烧咀。
4计划停炉
当车间进行设备检修需要炉子停止生产时,炉子有计划的按要求进行降温,使得炉子各段缓慢降温,以防止炉衬产生裂纹。
炉子降温速度为:
在炉温高于250℃前的降温速度不高于60℃/h
在炉温低于250℃后的降温速度不高于15℃/h
4.1在长期停炉期间,各个设备应保持如下工作状态:
1)助燃风机停机
2)煤气总管两道手动阀门关闭
3)烧嘴嘴前支管的所有阀门均关闭
4)煤气管道上放散阀门均打开
5)炉区设备均停止运转
6)炉门关闭
7)切断控制台及配电盘电源
4.2注意事项:
停炉应缓慢降温,严禁向炉内大规模鼓风。
特殊需要时,可用压缩空气向炉内局部鼓风。
关闭煤气燃烧系统必须在炉温750℃以上进行。
·
停炉降温过程中必须保证冷却水系统正常运行,待炉子完全冷却后方可停止向加热炉供水。
5非计划停炉
为了保证加热炉运行安全,在下列情况下必须进行停炉操作,为非计划停炉:
助燃空气、煤气压力超低限时(快速切断阀自动切断煤气)
冷却水供水压力超低限导致回水温度严重超过规定值时(手动控制快速切断阀切断煤气)
电源故障时(快速切断阀自动切断煤气)
其他有可能引起重大事故的意外事件
5.1非计划停炉操作:
煤气快速切断阀自动或手动控制切断煤气
完全关闭煤气总管蝶阀、眼镜阀
关闭烧嘴前煤气阀门
确认各点冷却水回水通畅,回水温度正常(电源故障时要求事故水供水正常)
打开煤气管道上放散阀
各操作点
打开炉门
装出料端
逐步关闭烧嘴前空气阀门
停鼓风机
第三章加热炉烘炉操作规程
新炉子在投产前必须进行烘炉,按一定升温曲线缓慢加热炉膛各部砌筑衬体,使其所含水分逐渐析出,直至加热到使用温度为止。
烘炉过程中严格按照烘炉规程进行操作,避免因操作不当引起的煤气中毒、爆炸或因升温速度过快而使砌体开裂、剥落,影响其使用寿命。
1、烘炉前应具备的条件:
1.1加热炉炉体
全部砌筑工程(炉顶轻质浇注料除外)、钢结构制作安装完毕,炉内杂物清理干净且验收合格。
1.2冷却系统
循环水冷却系统安装验收合格,水冷系统通水无泄漏且系统运行正常。
1.3炉区机械设备
炉区机械设备试车合格(包括风机、装出料系统、炉底转动机械等),具备运行条件。
1.4空、煤气管道系统
空、煤气管道安装完毕,试压、试漏合格,煤气管道放散吹扫系统安装验收合格。
空、煤气系统所有阀门安装完毕,试压、试漏合格,开、关操作灵活,阀位正确。
1.5排烟系统
烟道闸板调试完毕,换热器等处密封完好。
1.6控制及检测系统
加热炉区所有的控制及检测系统调试合格,具备运行条件。
2、烘炉操作
烘炉应按烘炉曲线的要求进行升温、保温并做好记录。
若采用人工记录,则记录间隔时间应不大于30分钟。
烘炉大体分三个阶段进行,即:
室温~300℃、300℃~600℃、600℃以上。
室温~300℃阶段需要在150℃及300℃进行较长时间的保温,以便浇注料中的游离水能充分蒸发;
300℃~600℃阶段需在450℃和600℃进行较长时间的保温,为剩余游离水和大部分结晶水的析出阶段;
600℃以上需在800℃进行保温,以便剩余结晶水析出,之后可以较快速度升温。
祥见附图一。
2.1临时管道烘炉
临时管道制作如下:
从炉子附近的焦炉煤气管道上分别就近向炉内接入6根¢60×
2.5的焊管,每根焊管与焦炉煤气管道通过胶管相连,并在焦炉煤气集气包出口处设置一道旋塞阀,可以在烘炉结束后关闭。
每根焊管的炉内部分长度根据炉内分布情况不等,并排开2排小孔,孔距150mm。
操作程序如下:
1,临时烘炉管道制作完毕,对煤气管道进行吹扫,将所有烧咀前阀门关闭,并预先在烟囱底部堆放一定量的劈柴或煤,确保能维持12小时燃烧。
2,关闭烟道闸板和掺冷风机后阀门。
3,混合煤气送至烧咀前。
4,逐个点燃临时烘炉管道。
5,炉温在150℃左右按烘炉曲线进行保温;
6,炉温达到300℃左右时,将烟囱底部点火,以便在烟囱内形成抽力。
点火后将人孔活砌。
7,打开烟道闸板对烟道和烟囱进行烘烤。
8,炉温达到300℃时应对炉顶进行轻质浇注料和炉顶纤维毯的铺设工作。
2.2点燃烧嘴
临时烘炉管道升温达到极限时需使用煤气烧咀对加热炉进一步升温。
程序如下:
1,开启热风放散阀。
2,开风机出口蝶阀。
3,关闭风机入口调节阀。
4,开启均热段管调节阀。
5,开启均热段部分烧咀空气阀。
6,开启鼓风机送风,并适当调大风机入口调节装置。
7,点燃烧咀。
根据烘炉温度要求可增开其他烧咀。
8,关闭临时烘炉管道阀门,割去阀后临时管道。
活砌人孔。
9,炉温达到450℃时保温并关闭热风放散阀。
10,炉顶敷设轻质料。
11,在600℃进行保温。
2.3全面升温
炉温升到600℃以上时,可根据炉内各处温度情况,陆续开启其他剩余烧咀。
800℃时进行一段时间保温,可以较快速度将温度升到1200℃,如果不出钢,再缓慢将温度将至1000℃左右后等待出钢。
3.烘炉曲线说明:
烘炉曲线见附图一。
烘炉曲线只是烘炉时的基本升温依据,实际执行时,由于各种不可控制的因素,很难严格按曲线进行,只要大概靠近曲线即可。
但曲线中要求的升温速度和保温时间应严格控制,切不可急于求成。
如烘炉温度远低于规定温度,应缓慢升温,不允许大幅度加快升温速度;
如烘炉温度已远高于规定温度,只能保温,不允许采取降温措施。
在烘炉过程中要按时记录炉温,密切注意砌体和构件因水分来不及逸出、受热不均匀、体积膨胀过快等原因而产生的变形和损坏情况,及时查明原因,并采取适当措施处理。
第四章加热炉送煤气方案
加热炉送煤气分管道吹扫和开阀送气两部分。
1吹扫前的准备工作
·
确认煤气取样口处取样阀门全部关闭。
确认煤气各段放散阀门处于关闭状态
确认煤气放散总管阀门处于关闭状态。
确认煤气总管上煤气蝶阀、眼镜阀处于关闭状态,煤气总管快速切断阀处于开启状态。
确认炉前煤气管道上的所有调节阀门处于开启状态。
确认外网已将煤气送至总管煤气蝶阀前。
2炉前煤气管路吹扫
打开某一段煤气段管上的放散阀门。
从煤气总管处的吹扫口通入氮气,吹扫5~10分钟,打开下一段煤气段管上的放散阀门并将已吹扫段放散阀关闭。
依此逐段吹扫。
注意:
开始吹扫时严禁先开吹扫阀门,后开放散阀门;
吹扫结束后严禁先关放散阀,后关吹扫阀。
3送煤气
3.1送煤气前的准备工作
确认各烧咀前阀门处于关闭状态。
将煤气快速切断阀置于手动工作状态并处于打开位置。
确认煤气流量调节阀为全开位置。
3.2送煤气
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