窯爐燃燒狀態監控
作者:管理員    發布于:2013-07-23 09:49:22    文字:【】【】【

  與早期的窯爐比較,當前陶瓷生產企業均采取加長、加寬窯爐達到提高生產能力、降低燒成能耗的目的。由于窯爐加長、加寬,助燃風機、排煙風機加大,風壓加大,致使窯內燃燒狀態較難調節。目前企業的窯爐基本上是燒煤制氣,受所配套助燃風送風管道系統、選用燒嘴的性能、助燃風量風壓等因素影響,調節到最佳燃燒狀態更加不容易。據對在陶瓷企業運行的輥道窯了解,目前窯爐只安裝有熱電偶監控窯爐各段的溫度,一直沒有安裝壓力計和氧量計,未能全面監控窯內的燃燒狀態(窯內壓力和燃燒空氣系數),窯爐操作者只憑經驗去調節窯爐燃燒,對窯內燃燒是否良好,未能具有數據表達。由此造成窯內燃燒出現如下狀況:
 
  1、窯爐燒成帶助燃風量不足夠,燃料(煤氣)燃燒不完全。測試數據為窯內煙氣含氧量低,CO含量偏高。出現這種情況是,煤氣未能完全燃燒而浪費。
 
  2、窯爐燒成帶中燃燒空氣過量。測試數據為窯內煙氣含氧量高、燃燒空氣系數大。出現這種情況是:過量的空氣進入燃燒系統,為了保持窯內的溫度,就要過量燃料(煤氣)進入燃燒系統。同時,也迫使窯爐的預熱帶(低溫段)負壓開得很大來適應窯爐運行。從而使排煙量增大,窯爐熱損失增大,燃料消耗增加。輥道窯在消耗燃料量和窯爐最高燒成溫度一定的情況下,需要控制助燃空氣量以及燃燒空氣系數。通過調試合適的空氣系數,可以提高燃燒溫度,使排煙量大大減少,熱能的浪費可以大大減小。
 
  3、窯爐的排煙開得過大,反映為窯爐低溫區負壓過大,窯內燒成曲線不合理,窯內零壓點偏移,由此排出了窯內大量的熱量,反過來又需要增加煤氣燃料對窯內燃燒的輸入。由于對窯內壓力無儀器儀表監控,操作者沒能根據窯爐燒制不同產品或不同的產量而調節好燒成曲線。由此增加了窯爐不必要的熱能浪費。
 
  4、窯爐所配套的燒嘴不適當,由于煤氣熱值較低,燃燒速度慢、所選擇的燒嘴與助燃空氣混合不充分、燃燒噴射速度不足、射程不遠。而目前企業越來越多的采用內寬2.5米以上的寬體窯,而且普遍日產量較大。配套不適當的燒嘴的窯爐燃燒系統已經難以適應,造成窯爐中央溫度較兩側溫度偏低的橫向溫差,而造成產品色差、陰陽色等質量問題。為了解決該問題,企業又不得不通過加大助燃風來提高火焰噴射速度,而加大助燃風又帶來了窯爐正壓,只有采取同樣地加大窯爐排煙量來處理。這樣做法,都加大了窯爐的燃料消耗、加大了窯爐風機電耗,而窯爐正壓運行又造成窯體容易損壞。
 
  5、窯內煙氣閘板調節不適當,或者抽熱風機開得不足,造成如急冷風帶入至燒成帶?;蛘哳A熱帶溫度升溫不適當,為遷就產品質量而增加燒嘴數量的。這也造成了窯內燃燒狀況不良,增加熱損失和燃料消耗。
 
  對窯爐進行燃燒狀態調節節能效果
 
  通過對窯爐進行燃燒狀態檢測,掌握窯內燃燒狀況,從而根據所檢測得的數據,對窯爐燒成溫度曲線、壓力曲線、氣氛曲線進行適當的調節。調節窯爐燃燒在更加合適的狀態,從而減少排煙的熱損失,降低窯爐能耗。
 
  現以一條產磚量410 m2/ h,使用煤氣量為Q = 5465 m3/ h的窯爐對熱工理論計算:
 
  通過降低燃燒過量空氣系數,減少排煙熱損失,節能量為:
 
  調節前窯爐內空氣系數:α2 =1.75 (煙氣含氧量平均值9%);
 
  調節后窯爐內空氣系數:α1 =1.45 (煙氣含氧量平均值6.5%);
 
  理論空氣量:L0= 1.18N m3/ m3
 
  過量空氣量為: L =(α2 -α1)×L0×Q = 1935 Nm3/ h
 
  測試得這條窯現行入窯助燃風量10220 Nm3/ h,實際上應調節入窯助燃風量為:8285 Nm3/ h(只是原來的81%)。
 
  我們可按此計算節約煤氣量:
 
  理論煙氣量:V0= 2.04 N m3/ m3
 
  由于助燃風過量而所增加的煙氣量為:
 
  V =(α2 -α1)×V0×Q = 3345 N m3/ h
 
  (排煙平均溫度:355℃,煙氣比熱1.33 kJ/N m3)
 
  所增大的排煙量致使增大該窯爐排煙損失的熱量:
 
  Q = 3345×1.33×355 = 1579342 kJ/ h
 
  所增大的熱損失相當于燃燒煤氣量:
 
  1579342 / 6075 = 260 N m3/ h
 
  這增大的熱損失占了入窯煤氣總量的4.75%。即如果控制窯內空氣系數從1.75降低至1.45,就可以節省4.75%的煤氣。
 
  安裝窯爐溫度、壓力、氣氛實時監控儀器儀表
 
  窯爐在線監控,根據窯爐燒成產品狀況,氣候環境變化、窯爐產量變化、產品原料的改變等因素,可按實際需要調節窯爐在最佳的燃燒狀態下運行。窯爐需要在最佳的燃燒狀態下運行,才能達到最低的燒成能耗。
 
  據了解,當前只有很個別的企業采用了在窯爐燒成帶安裝了以斜管壓力計顯示的窯內壓力數據監測。企業內定期派出管理人員到現場觀察所顯示的各條窯爐內的壓力狀態,發現顯示壓力與所要求不一致,即與車間或窯爐主管協商調整。這一做法,對窯爐操作人員技術水平、操作也起到了監督、促進,對窯爐節能運行起了積極的作用。
 
  若需要隨時地監控窯爐內壓力變化和燃燒狀態,則需要從窯爐燒成帶測取窯內壓力和氧含量,通過安裝氧化鋯氧量計探頭、壓力變送器和8通道無紙記錄儀可隨時地顯示(監測)窯內壓力變化數據,每區的壓力變化能用曲線顯示,并可配微型打印機打印記錄。
 
  窯爐測點布置:
 
  在急冷帶布置一個測壓點;
 
  在急冷帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側窯爐上布置一個測壓點;
 
  在窯爐燒成帶零壓點上布置一個測壓點;
 
  在預熱帶與燒成帶之間閘板之下靠燒成帶一側窯爐上布置一個測壓點;
 
  在預熱帶中段布置一個測壓點和一個煙氣含氧量測點;
 
  在預熱帶最前段近排煙處布置一個測壓點。

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