摘 要： 燃?xì)獠势G是以氣體燃料作為能源，通過(guò)對(duì)燃燒過(guò)程的自動(dòng)控制，達(dá)到溫度**控制，滿足彩偏磁芯燒結(jié)工藝要求。同時(shí)，對(duì)燃燒過(guò)程中的熄火、燃燒氣體和助燃空氣壓力超過(guò)正常范圍、排煙不暢等進(jìn)行有效控制，保證**生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞： 燃燒； 天然氣； 窯； 控制； 溫度； **保護(hù)
隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)顯示器的需求量快速增長(zhǎng)，相應(yīng)對(duì)彩偏磁芯的需求量也隨之增加。市場(chǎng)需求量的增加，生產(chǎn)廠商急劇擴(kuò)大產(chǎn)量，使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，彩偏磁芯價(jià)格下降，生產(chǎn)廠家急需降低生產(chǎn)成本。能使用廉價(jià)的能源取代電加熱進(jìn)行彩偏磁芯的燒結(jié)，為生產(chǎn)廠家降低生產(chǎn)成本提供了保證，而我國(guó)西氣東送為此提供前提條件，為此我們開發(fā)出了用于彩偏磁芯燒結(jié)的燃?xì)飧G，滿足市場(chǎng)的需要，為生產(chǎn)廠家降低能源消耗成本。
燃?xì)獠势G燃燒過(guò)程的溫度控制、**保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程。必須依靠的控制技術(shù)，根據(jù)燃?xì)獠势G的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝要求，自動(dòng)、準(zhǔn)確、連續(xù)的對(duì)各種熱工參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)視、記錄，并按照工藝要求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而滿足彩偏磁芯對(duì)燒結(jié)的要求。
1 燃燒系統(tǒng)的組成
設(shè)計(jì)燃?xì)飧G的用氣量時(shí)，一般有兩種方法：計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。前一種是從熱平衡的關(guān)系中求得窯爐的用氣量；而后一種方法是參照同類窯爐的數(shù)據(jù)，選用所設(shè)計(jì)窯爐的燃?xì)庥昧?。燃?xì)獠势G的燃?xì)庥昧吭O(shè)計(jì)中我們選用后一種方法。與同等規(guī)模的電加熱窯爐相比較，某燃?xì)獠势G的保溫功率為380ｋＷ，電窯其熱效率是燃?xì)飧G的1．4倍以上，
其中Ｐ：電窯的有功功率（ｋＷ）；
Ｔ：時(shí)間（ｓ）；
?。?：與電窯相比的熱效率比值；
?。?：燃?xì)獾娜紵担?br> λ：1卡＝4．18（Ｊ）；
?。拢好啃r(shí)耗氣量
可見(jiàn)該燃?xì)獠势G每小時(shí)的耗氣量約為56 ㎡/ｈ。
全窯設(shè)計(jì)多組燒嘴，采用明焰加熱，小流量多燒嘴，窯腔上下、對(duì)側(cè)交錯(cuò)排列。
根據(jù)窯爐加熱區(qū)功率分配表設(shè)計(jì)燃燒系統(tǒng)原理圖。外部提供的天燃?xì)馐芨鞣N因素影響，壓力會(huì)發(fā)生波動(dòng)，而且提供的天燃?xì)鈮毫σ哂跓煺Ｈ紵鑹毫Γ栽谔烊細(xì)饪偣苌?，設(shè)置穩(wěn)壓降壓裝置，使燃?xì)鈮毫_(dá)到使用要求。原理如圖1所示。
圖中手動(dòng)球閥1主要用于停窯時(shí)切斷天燃?xì)?。天燃?xì)饨?jīng)過(guò)1后進(jìn)入2（減壓閥）進(jìn)行**級(jí)降壓，對(duì)壓力進(jìn)行粗調(diào)。3為過(guò)濾器，4為燃?xì)饬髁坑?jì)，用它對(duì)天燃?xì)獾牧髁窟M(jìn)行監(jiān)測(cè)， 5和9是壓力開關(guān)，當(dāng)**壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)5將信號(hào)傳送給主控單元，關(guān)閉系統(tǒng)電磁閥，切斷天然氣；當(dāng)二級(jí)壓力高于設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)9將信號(hào)傳送給主控單元，關(guān)閉系統(tǒng)電磁閥，切斷天然氣。6和10為壓力表，用于對(duì)**壓力和二級(jí)壓力的監(jiān)測(cè)。7為電磁閥，設(shè)置雙重電磁閥的目的是為了增加燃?xì)庾詣?dòng)**系數(shù)，8為穩(wěn)壓閥。
天燃?xì)饨?jīng)降壓穩(wěn)壓后共分為多個(gè)支路，給多個(gè)控溫點(diǎn)提供穩(wěn)定的氣源。每一個(gè)控溫點(diǎn)由如下器件組成，原理如圖2所示。
圖中：11為手動(dòng)球閥，當(dāng)出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，手動(dòng)球閥11切斷該支路的燃?xì)猓?2為穩(wěn)壓閥，13為燃?xì)怆姶砰y，受燃燒控制器控制，點(diǎn)火和正常工作時(shí)，燃?xì)怆姶砰y13打開，出現(xiàn)燒嘴熄火時(shí)，關(guān)斷天燃?xì)猓?4為流量計(jì)，方便用戶測(cè)試燒嘴燃?xì)饬髁俊?5為空－燃比例閥，自動(dòng)調(diào)節(jié)助燃空氣和天燃?xì)獗壤?，使燃燒達(dá)到*佳狀態(tài)，也可以通過(guò)空－燃比例閥15調(diào)節(jié)窯內(nèi)（氧化或還原）氣氛，16為燒嘴，彩偏窯的所有燒嘴都是等溫?zé)?，等溫?zé)斓?大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，滿足彩偏磁芯燒結(jié)的工藝要求。17為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是由侍服電機(jī)和空氣蝶閥組成，控制助燃空氣的大小。18空氣手動(dòng)球閥，對(duì)助燃空氣進(jìn)行切斷。
3 溫度與燃燒控制
全窯分為14個(gè)溫區(qū)，25個(gè)控溫點(diǎn)。每一個(gè)控溫點(diǎn)由溫度控制儀、電動(dòng)執(zhí)行器、燃?xì)怆姶砰y、空燃比例閥、燃燒控制器、點(diǎn)火變壓器、燒嘴、熱電偶等共同組成一個(gè)完善ＰＩＤ閉環(huán)控制系統(tǒng)。見(jiàn)圖3。
選用多功能的智能溫度控制儀來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各點(diǎn)的溫度控制。熱電偶測(cè)量溫度的毫伏信號(hào)送入溫度控制儀，經(jīng)過(guò)濾波、放大、Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換，然后與給定的值比較，得到一個(gè)偏差值后，按照預(yù)先設(shè)置ＰＩＤ算法進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)換，放大轉(zhuǎn)化為4～20 ｍＡ標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)，并將此信號(hào)傳送給電動(dòng)執(zhí)行器；電動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)信號(hào)大小控制空氣蝶閥的開度，即助燃空氣的大小；助燃空氣的大小通過(guò)氣路傳遞給空－燃比例閥；空－燃比例閥自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)饬?，使天燃?xì)夂涂諝膺_(dá)到*佳空燃比，電動(dòng)執(zhí)行器和空－燃比例閥共同控制火焰大小來(lái)達(dá)到控制溫度的目的。
每一個(gè)控溫點(diǎn)為一獨(dú)立控制小單元。溫度控制原理圖見(jiàn)附1。
點(diǎn)火是溫度控制的起點(diǎn)，合上點(diǎn)火開關(guān)，燃燒控制器自動(dòng)啟動(dòng)點(diǎn)火變壓器點(diǎn)火，同時(shí)打開燃?xì)怆姶砰y，如果連續(xù)三次未點(diǎn)燃火，燃?xì)饪刂破鲗⒆詣?dòng)關(guān)閉燃?xì)怆姶砰y，并給出一個(gè)報(bào)警信號(hào)。
自動(dòng)控制窯溫和燃燒的過(guò)程中，空－燃比的控制是*重要的。空－燃比由空－燃比例調(diào)節(jié)閥控制。空氣過(guò)剩系數(shù)的大小，直接影響天燃?xì)馊紵臓顩r及廢氣排放量?？諝膺^(guò)剩系數(shù)過(guò)小時(shí)，天燃?xì)獠荒苋紵蚨烊細(xì)庀牧吭龃?；空氣過(guò)剩系數(shù)過(guò)大時(shí)，煙氣量增多，帶走的熱量也就增加，結(jié)果天燃?xì)庀牧恳苍龃?；窯內(nèi)氣氛可以通過(guò)空－燃比例調(diào)節(jié)閥控制，空氣適當(dāng)過(guò)剩時(shí)為氧化氣氛，天燃?xì)膺m當(dāng)過(guò)剩時(shí)為還原氣氛，空氣和天燃?xì)庹萌紵龝r(shí)為中性氣氛。在彩偏窯中，根據(jù)燒結(jié)工藝要求為氧化氣氛，因此空氣應(yīng)適當(dāng)過(guò)剩，其空氣過(guò)剩系數(shù)為1．1～1．2之間。
4 **保護(hù)措施
燃?xì)獠势G能否**運(yùn)行是設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。助燃空氣供應(yīng)不足、熄火后沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉天燃?xì)猓斐商烊細(xì)庠诟G內(nèi)混合聚集；燃燒廢氣排放不暢等情況都會(huì)造成**事故，所以燃?xì)獠势G的**防護(hù)成了設(shè)計(jì)的一重點(diǎn)。為此采取了火焰檢測(cè)、天燃?xì)飧叩蛪簣?bào)警，排煙風(fēng)機(jī)故障報(bào)警等**保護(hù)措施。
根據(jù)**控制要求，設(shè)計(jì)了嚴(yán)格的操作順序，由現(xiàn)場(chǎng)ＰＬＣ機(jī)控制，只有在操作順序無(wú)誤，且排煙系統(tǒng)工作正常，天燃?xì)鈮毫?、助燃風(fēng)壓力正常的情況下，燃燒系統(tǒng)才能正常啟動(dòng)工作。否則燃燒系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。其操作順序如下：?jiǎn)?dòng)排煙風(fēng)機(jī)，并且工作正?！鷨?dòng)助燃風(fēng)機(jī)，并且工作正?！鷻z測(cè)天燃?xì)狻⒅伎諝鈮毫υ谡７秶蜷_手動(dòng)球閥→合上電源開關(guān)，給溫度控制儀、燃燒控制器、電動(dòng)執(zhí)行器提供電源→合上點(diǎn)火開關(guān)。如果點(diǎn)火不成功，查明原因后，重復(fù)上述動(dòng)作。
火焰監(jiān)測(cè)報(bào)警，當(dāng)連續(xù)三次點(diǎn)火失敗或燃燒的過(guò)程中熄火時(shí)，都能自動(dòng)切斷天燃?xì)?。火焰監(jiān)測(cè)的方式有：熱膨脹式、熱電偶式、火焰棒式、光電管式、熱敏電阻式。在本**控制系統(tǒng)中選用火焰棒式的監(jiān)測(cè)方式。這種裝置是利用火焰導(dǎo)電作用的一種裝置，所謂的火焰棒就是一根耐熱性好的金屬電極。由于火焰有導(dǎo)電整流作用，當(dāng)在火焰棒上加交流電壓時(shí)，能夠產(chǎn)生一個(gè)約為毫安級(jí)的直流電流從火焰棒流向燃燒器，將此電流引出作為天燃?xì)庹Ｈ紵男盘?hào)；如果火焰熄滅，此信號(hào)消失，燃燒控制器自動(dòng)關(guān)斷天然氣。
排煙機(jī)出現(xiàn)故障，天燃?xì)狻⒅伎諝鈮毫ζ呋蚱蜁r(shí)，會(huì)影響整個(gè)燃燒系統(tǒng)的正常工作，危及人身**，**防護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)切斷總氣源，并產(chǎn)生聲光報(bào)警。
此外，為了滿足彩偏磁芯的生產(chǎn)工藝要求，設(shè)置了超溫二次報(bào)警、斷偶報(bào)警等與工藝有關(guān)的保護(hù)措施。當(dāng)溫度接近工藝允許的*高溫度時(shí)，產(chǎn)生超溫二次報(bào)警，自動(dòng)關(guān)閉天燃?xì)?，并聲光提示?br>
5 結(jié)束語(yǔ)
燃?xì)獠势G經(jīng)過(guò)大家共同努力，2003年3月通過(guò)驗(yàn)收合格，并交付使用。所有的技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到電窯技術(shù)指標(biāo)，部分超過(guò)電窯技術(shù)指標(biāo)；如溫度穩(wěn)定度為±3℃；溫度均勻度為±3℃。
燃?xì)獠势G與電窯相比，為生產(chǎn)廠家節(jié)省了生產(chǎn)過(guò)程中的能耗成本40％左右，為廠家降低產(chǎn)品價(jià)格，擴(kuò)大市場(chǎng)占有量，提供前提條件；同時(shí)天燃?xì)庥质且环N清潔能源，滿足了綠色環(huán)保生產(chǎn)的要求。
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