專利名稱：一種鍋爐烘爐爐溫控制組件及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種控制組件及其控制方法，具體地，涉及ー種鍋爐烘爐爐溫控制組件及其控制方法，主要適用于20 75噸重型爐墻蒸汽鍋爐。
背景技術：
對于重型爐墻的鍋爐(重型爐墻的鍋爐爐墻直接砌筑在鍋爐地基上，即爐墻重量是由鍋爐墻基直接承受，爐墻由耐火磚與紅磚兩層組成。)而言，爐膛要敷設大量的耐火耐磨爐襯材料，而爐墻材料中及砌筑過程中吸收了大量的水分，導致爐襯澆注料完成后，含有大量的游離水、結晶水，這些游離水、結晶水如與高溫煙氣接觸，則爐墻中含有的水分因為溫差過大，急劇蒸發，產生大量的蒸汽，由于蒸汽的急劇膨脹，使得爐墻變形、開裂。因此，在鍋爐運行前須將其烘干，是爐墻中的水分緩慢溢出，確保爐墻熱態運行的質量。因而耐火耐磨爐襯材料的使用質量性能，除了其材料特性、施工エ藝等因素外，很大程度上取決于烘爐過程的合理性。
烘爐工作一直以來都是ー個比較繁瑣的工作。傳統烘爐方法通常采用“木材烘烤+鍋爐主油槍”烘烤的模式。此方法的特征在于1、烘爐對燃燒所需的木材有特定要求，需要提前備料；2、烘爐溫度不易控制，由于第一階段烘爐是通過木材燃燒來獲取熱量的，故溫度控制的好壞直接取決于木材的投用量和投用時間，這種方式就直接導致了烘爐溫度的控制比較難，溫度會隨著加入木材料的多少、時間的不同而出現大的波動；3、烘爐過程中，隨著鍋爐爐門的打開，會出現大量進風的情況，造成短時間的溫度波動過大，不利于溫度的控制；4、工作勞動強度大，需要24小時不間斷的人工供料，溫度升降速度難以控制，工人勞動強度大，45T/H鍋爐烘爐工作需要兩卡車約8噸木材，木材的堆放和管理也給烘爐帶來了諸多工作量，烘爐質量無法保證。參考罐式煅燒爐、焦爐的烘爐方法及其設備(申請號/專利號CN88108920. 6)，該發明涉及冶金工業中罐式煅燒爐、焦爐的烘爐方法及其設備。其特征是(1)采用以燃油(汽油、柴油、重油)做能源烘爐；(2)將燃油在風機作用下霧化，直接噴射在一燈芯上進行燃燒，燃燒后的熱空氣經兩個以上的分配小爐室再將熱量再分配，最后將此熱空氣異入罐式煅燒爐、焦爐以及其它硅磚爐中進行烘爐。對其分析后，發現此烘爐方法均是采用燃油進行燃燒而獲取熱量的方法去烘爐，此方法有其明顯不足。在烘爐過程中發現低溫段溫度不宜控制，重油加熱溫度為100°c左右，起始溫度難以控制，而重型爐墻鍋爐烘爐由于受耐材高鋁磚升溫曲線影響，高鋁磚的線性膨脹較大，尤其在150°c內脫水量大，速率不能太快。如果水分排出太快，內部殘存水分擴散速度趕不上表面蒸發速度，內部水也會受熱變成蒸汽產生膨脹致使泥漿收縮發生龜裂，降低粘結強度，使砌體強度削弱，澆注料更是如此，由于烘爐第一階段相對低溫，故此階段的溫度控制尤顯重要。烘爐后需達到烘爐要求按耐火耐磨澆注料廠家提供的溫升曲線要求實施烘爐，具體要求如下烘爐結束后要求表面無垮塌、無脫落、無鼓泡、無貫穿性裂紋。若表面鼓泡面積超過0. Im2或裂紋寬超過5_，應進行局部修補，防止產生裂紋及凹凸變形等缺陷，低、中溫烘爐結束后，襯層材料殘余水分應小于2. 5%。技術人員對采用“木材烘烤+鍋爐主油槍”方法烘爐的效果進行了跟蹤檢查，發現烘爐后爐墻內壁有七八十處燒裂，這些裂紋主要集中在爐墻下部和燒嘴周邊，分析為木材和鍋爐主油槍烘爐時火焰太過集中，烘爐溫度不易控制，溫度為“點式”布置，溫度場不均勻分布，木材的火焰強度隨著加入量的變化出現波動，燃油時初始階段溫度過高，易燒裂耐材而觀察爐內上部襯層材料殘余水分為4% 5%，超出了耐材升溫曲線要求，整個烘爐下來不合格率達到了 20 30%。
發明內容
為解決上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種鍋爐烘爐爐溫控制組件及其 控制方法，所述控制組件及控制方法在不采用新的專用烘爐設備的前提下，利用鍋爐自產蒸汽進行烘爐工作，通過鍋爐烘爐控制方法簡化烘爐操作方法，使溫度場均勻分布、達到升溫速率在線調整的精益控制目的，確保烘爐效果。為達到上述目的，本發明主要采用如下技術方案一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，所述控制組件包括溫度測量裝置，所述溫度測量裝置設置于鍋爐爐墻內側，其特征在干所述鍋爐爐墻內側還設置有蒸汽散熱管和燒嘴，所述蒸汽散熱管在入口端設置有第一流量控制閥，所述蒸汽散熱管在出口端設置有第二流量控制閥。根據本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，采用的是，所述燒嘴通過天然氣管道設置于鍋爐爐墻內側，所述天然氣管道上設置有第三流量調節閥。根據本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，采用的是，所述蒸汽散熱管在鍋爐爐墻內側部分采用立體式布置。根據本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，采用的是，所述燒嘴的數量為4個，分別設置于鍋爐爐墻內側。同時本發明還提供一種應用所述鍋爐烘爐爐溫控制組件對鍋爐烘爐爐溫進行控制的方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟A、根據溫度測量裝置所示溫度，通過第一流量控制閥和第二流量控制閥控制鍋爐爐墻內側的蒸汽流量，將鍋爐爐墻內側的升溫速度控制在25V 40°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐4飛天；B、步驟A中的烘爐過程結束后，根據溫度測量裝置所示溫度，通過燒嘴燃燒天然氣繼續提升鍋爐爐墻內側的溫度，同時通過第三流量控制閥控制天然氣管道內的天然氣流量以控制燒嘴所燃燒天然氣流量，將鍋爐爐墻內側的升溫速度控制在30°C 50°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐廣2天，結束烘爐。根據本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制方法，采用的是，所述步驟A中采用蒸汽為過熱蒸汽，所述蒸汽壓強為I. 4MPa I. 8MPa，溫度為230°C 270°C，M為80(Tl200kg/h0本發明的有益效果在于I)、通過采用蒸汽散熱管，避免了傳統烘爐エ藝中火焰過于集中的溫度“點式”布置導致溫度場分布不均勻的缺陷，使得溫度場布置實現了 “由點到面”的轉變，初始階段由低溫開始，避免爐內溫度波動，使溫度場均勻分布、達到升溫速率在線調整的精益控制目的，確保烘爐質量；2)、通過在蒸汽散熱管入口和出口處分別設置流量控制閥，通過調節流量控制閥的開度，以調節蒸汽流量來控制爐墻內溫度，實現對升溫速度進行控制的目的；3)、通過設置燒嘴和流量控制閥，利用鍋爐爐墻內燒嘴用天然氣小火進行烘爐，控制模式采用反饋控制，實現對升溫速率、溫度的控制。
圖I為本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件中蒸汽散熱管采用立體式布置的結構示意圖。圖2為本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件的結構示意圖。圖3為本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件中天然氣燃燒火焰流向示意 圖。圖中，I、第一流量控制閥，2、蒸汽散熱管，3、第二流量控制閥，4、溫度測試裝置，5、鍋爐爐墻，501、鍋爐爐墻開ロ，6、燒嘴，7、天然氣管道，8、第三流量控制閥。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件及其控制方法作進ー步的解釋說明。本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件的結構如下如圖2所示，所述控制組件包括溫度測量裝置4，所述溫度測量裝置4設置于鍋爐爐墻5內側，所述鍋爐爐墻5內側還設置有蒸汽散熱管2和燒嘴6，所述蒸汽散熱管2在入ロ端設置有第一流量控制閥I，所述蒸汽散熱管2在出ロ端設置有第二流量控制閥3，所述燒嘴6通過天然氣管道7設置于鍋爐爐墻5內側，所述天然氣管道7上設置有第三流量控制閥8，所述蒸汽散熱管2在鍋爐爐墻5內側部分采用立體式布置，所述燒嘴6的數量為4個，分別設置于鍋爐爐墻5內側，所述4個燒嘴6分布于鍋爐爐墻5內側的四周，通過燒嘴6燃燒天然氣以及通過第三流量控制閥8對天然氣流量的控制，實現第二階段(即步驟B)的溫度提升。其中，所述立體式布置的含義為，如圖I所示，即ー根蒸汽散熱管2從鍋爐底部深入鍋爐爐墻5內側，所述蒸汽散熱管2在鍋爐爐墻5內側的進行彎折，所述蒸汽散熱管2在鍋爐爐墻5內側的部分經彎折后，與鍋爐爐墻5內表面呈平行設置。換句話說，所述蒸汽散熱管2為整體的一根蒸汽散熱管，而非有多根蒸汽散熱管組成，所述的ー根蒸汽散熱管2 —端(即蒸汽散熱管2的入口端)從鍋爐爐墻開ロ 501伸入鍋爐爐墻5內側后，經過彎折，在鍋爐爐墻5內側形成一個與鍋爐爐墻5內側四周表面平行設置的框體，之后從鍋爐爐墻開ロ501伸出鍋爐爐墻5 (伸出的一端即為蒸汽散熱管出口端)，從而保證爐膛(即鍋爐爐墻5內偵D內溫度場分布均勻。如圖3所示，圖中虛線所示即為燒嘴6噴出的火焰方向，四周四個燒嘴6噴出的火焰在鍋爐中心圍繞虛擬圓進行燃燒，以使鍋爐爐墻5內側溫度上升。本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制方法的步驟如下A (即第一階段)、根據溫度測量裝置4所示溫度，通過第一流量控制閥I和第二流量控制閥3控制鍋爐爐墻5內側的蒸汽流量，將鍋爐爐墻5內側的升溫速度控制在250C 40°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐4飛天，當鍋爐爐墻5內側溫度達到140°C 160°C即可完成第一階段烘爐；B (即第二階段)、步驟A中的烘爐過程結束后，根據溫度測量裝置4所示溫度，通過燒嘴6燃燒天然氣繼續提升鍋爐爐墻5內側的溫度，同時通過第三流量控制閥8控制天然氣管道7內的天然氣流量以控制燒嘴6所燃燒天然氣流量，將鍋爐爐墻5內側的升溫速度控制在30°C 50°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐f 2天，結束烘爐。其中，所述步驟A中采用蒸汽為過熱蒸汽，所述蒸汽壓強為l.ri.SMPa，溫度為230^2700C，M為80(Tl200kg/h，M表示小時蒸汽流量。 下面給出本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制方法的實施例鍋爐采用20 70噸蒸汽鍋爐。實施例I第一階段烘爐采用高負荷烘爐(高負荷烘爐即平均每天溫度上升范圍為35°C 45°C，不包括35°C)，每天溫度上升40°C，烘爐持續4天。烘爐蒸汽散熱管2采用立體式布置，蒸汽采用過熱蒸汽，其參數如下P=1.4MPa，T=230°C，M=1200Kg/h。同時通過反饋控制，即通過第一流量控制閥I和第二流量控制閥3對爐溫進行微調，確保了烘爐嚴格按照烘爐曲線(烘爐曲線烘爐時必須遵守的升溫速度、保溫時間，以時間一溫度來表示的圖表稱為烘爐曲線)進行。第二階段采用燒嘴6利用天然氣小火烘烤方法，鍋爐爐墻5內側溫度每天上升30°C，烘爐持續2天，此階段也是通過小流量反饋控制，即通過第三流量控制閥8對爐內溫度進行控制。第一、第二階段烘爐結束后經過現場檢查，表面沒有發現垮塌、脫落、鼓泡、貫穿性裂紋等缺陷，對爐膛內20余處不同部位灰分進行檢驗，結果顯示襯層材料殘余水分均小于2. 5%，滿足耐火材料的特性要求，升溫曲線具有均勻性特征，烘爐合格率達到了 100%，完全滿足烘爐要求。實施例2第一階段烘爐采用中等負荷烘爐(中等負荷烘爐即平均每天溫度上升范圍為25°C 35°C，不包括25°C)，每天溫度上升30°C，烘爐持續4. 5天。烘爐蒸汽散熱管2采用立體式布置，蒸汽采用過熱蒸汽，其參數如下P=1.6MPa，T=250°C, M=1000Kg/h。同時通過反饋控制，即通過第一流量控制閥I和第二流量控制閥3對爐溫進行了微調，確保了烘爐嚴格按照烘爐曲線進行。第二階段采用燒嘴6利用天然氣小火烘烤方法，鍋爐爐墻5內側溫度每天上升40°C，烘爐持續I. 5天，此階段也是通過小流量反饋控制，即通過第三流量控制閥8對爐內溫度進行控制。第一、第二階段烘爐結束后經過現場檢查，表面沒有發現垮塌、脫落、鼓泡、貫穿性裂紋等缺陷，對爐膛內20余處不同部位灰分進行檢驗，結果顯示襯層材料殘余水分均小于2. 5%，滿足耐火材料的特性要求，升溫曲線具有均勻性特征，烘爐合格率達到了 100%，完全滿足烘爐要求。實施例3第一階段烘爐采用低負荷烘爐(低負荷烘爐即平均每天溫度上升范圍為15°C 250C，不包括15°C )，每天溫度上升25V，烘爐持續5天。烘爐蒸汽散熱管2采用立體式布置，蒸汽采用過熱蒸汽，其參數如下P=1.8MPa，T=270°C, M=800Kg/h。同時通過反饋控制，即通過第一流量控制閥I和第二流量控制閥3對爐溫進行了微調，保證烘爐嚴格按照烘爐曲線進行。第二階段采用燒嘴6利用天然氣小火烘烤方法，鍋爐爐墻5內側溫度每天上升50°C，烘爐為期I天，此階段也是通過小流量反饋控制，即通過第三流量控制閥8對爐內溫度進行控制。第一、第二階段烘爐結束后經過現場檢查，表面沒有發現垮塌、脫落、鼓泡、貫穿性裂紋等缺陷，對爐膛內20余處不同部位灰分進行檢驗，結果顯示襯層材料殘余水分均小于2. 5%，滿足耐火材料的特性要求，升溫曲線具有均勻性特征，烘爐合格率達到了 100%，完全滿足烘爐要求。在45噸蒸汽鍋爐采用，ー改原來采用木材烘爐，爐溫不易控制，時高時低，尤其是低溫段的爐溫更難控制導致烘爐質量較差的現狀。此烘爐方法的采用大大筒化了操作，尤其是第一階段的蒸汽烘爐中，通過采用新的方法，毎次烘爐可減少約8噸的優質木材的使用，新方法中的蒸汽散熱管道的采用可謂一大創舉，只需要布置一根立體式蒸汽散熱管道，極大的簡化了操作，并且使溫度更易于控制，整個ー階段烘爐過程采用以流量控制為主，以反饋控制為輔的控制方法。第二階段的小火烘爐溫度也是比較容易控制的，ー改過去傳統 的烘爐方式，避免烘爐爐溫波動，使溫度場均勻分布，達到升溫速率在線調整的精益控制目的。采用本發明所提供的一種鍋爐烘爐爐溫控制方法烘爐結束后，經過現場檢查，表面沒有發現垮塌、脫落、鼓泡、貫穿性裂紋等缺陷，對爐膛內多處不同部位灰分進行檢驗，結果顯示襯層材料殘余水分均小于2. 5%，滿足耐火材料的特性要求，升溫曲線具有均勻性特征，烘爐合格率達到了 100%，滿足烘爐要求。
權利要求
1.一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，所述控制組件包括溫度測量裝置(4)，所述溫度測量裝置(4)設置于鍋爐爐墻(5)內側，其特征在于所述鍋爐爐墻(5)內側還設置有蒸汽散熱管(2 )和燒嘴(6 )，所述蒸汽散熱管(2 )在入口端設置有第一流量控制閥(I)，所述蒸汽散熱管(2 )在出口端設置有第二流量控制閥(3 )。
2.根據權利要求I所述的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，其特征在于所述燒嘴(6)通過天然氣管道(7)設置于鍋爐爐墻(5)內側，所述天然氣管道(7)上設置有第三流量控制閥(8)。
3.根據權利要求I所述的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，其特征在于所述蒸汽散熱管(2)在鍋爐爐墻(5)內側部分采用立體式布置。
4.根據權利要求I所述的一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，其特征在于所述燒嘴(6)的數 量為4個，分別設置于鍋爐爐墻(5)內側。
5.一種應用權利要求I所述的鍋爐烘爐爐溫控制組件對鍋爐烘爐爐溫進行控制的方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟 A、根據溫度測量裝置(4)所示溫度，通過第一流量控制閥(I)和第二流量控制閥(3 )控制鍋爐爐墻(5)內側的蒸汽流量，將鍋爐爐墻(5)內側的升溫速度控制在25°C 40°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐4飛天； B、步驟A中的烘爐過程結束后，根據溫度測量裝置(4)所示溫度，通過燒嘴(6 )燃燒天然氣繼續提升鍋爐爐墻(5 )內側的溫度，同時通過第三流量控制閥(8 )控制天然氣管道(7 )內的天然氣流量以控制燒嘴(6)所燃燒天然氣流量，將鍋爐爐墻(5)內側的升溫速度控制在30°C 50°C /天，進行升溫烘爐，持續烘爐f 2天，結束烘爐。
6.根據權利要求5所述的一種鍋爐烘爐爐溫控制方法，其特征在于所述步驟A中采用蒸汽為過熱蒸汽，所述蒸汽壓強為I. 4MPa I. 8MPa，溫度為230°C 270°C，M為80(Tl200kg/h0
全文摘要
本發明涉及一種鍋爐烘爐爐溫控制組件，所述控制組件包括溫度測量裝置(4)，所述溫度測量裝置(4)設置于鍋爐爐墻(5)內側，其特征在于所述鍋爐爐墻(5)內側還設置有蒸汽散熱管(2)和燒嘴(6)，所述蒸汽散熱管(2)在入口端設置有第一流量控制閥(1)，所述蒸汽散熱管(2)在出口端設置有第二流量控制閥(3)。同時，本發明還提供一種利用鍋爐烘爐爐溫控制組件對鍋爐烘爐爐溫控制的方法。所述控制組件及控制方法在不采用新的專用烘爐設備的前提下，利用鍋爐自產蒸汽進行烘爐工作，通過鍋爐烘爐控制方法簡化烘爐操作方法，使溫度場均勻分布、達到升溫速率在線調整的精益控制目的，確保烘爐效果。
文檔編號F27D1/16GK102767957SQ20121026975
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者申筑, 董永濤 申請人:寶鋼不銹鋼有限公司