一種燃氣加熱爐的加熱裝置的制造方法
專利名稱:一種燃氣加熱爐的加熱裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，包括：多個加熱單元，多個加熱單元分布于加熱爐的爐殼上；空氣管道，空氣管道的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥；燃氣管道，包括第一管道和第二管道，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥；控制器，控制空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。本實用新型的實施例能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
【專利說明】
一種燃氣加熱爐的加熱裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及加熱爐技術領域，特別涉及一種燃氣加熱爐的加熱裝置。
【背景技術】
[0002]目前，許多工業(yè)線生產都需要使用燃氣加熱爐(該燃氣加熱爐的燃料使用氣體燃料，例如天然氣、城市煤氣、焦爐煤氣、液化石油氣等)，而燃氣加熱爐作為工序中較高能耗的設備之一，其溫度控制根據加熱爐的工藝要求而不盡相同。
[0003]其中，溫度控制的爐溫均勻性與加熱爐內的溫度范圍是密切相關的。
[0004]具體地，若爐溫大于1000 °C以上，則要求爐溫均勻性<30 °C，爐溫控制精度<±10°c，而一般燃氣加熱爐都能達到該要求。
[0005]若爐溫小于1000 °C，則要求爐溫均勻性< 15°C，爐溫控制精度< ± 5°C，為達到該要求，對于燃氣加熱爐而言，其加熱裝置就需要很高的要求，例如加熱裝置具有高速噴流功能、燒嘴的布置較為考究等。
[0006]但若爐溫小于1000°C以下(例如950°C以下)，則要求爐溫均勻性<10°C，爐溫控制精度<±2°C，就目前使用燃氣流量和使用開關燒嘴的數量、時間(脈沖調制燃燒)這兩種控制加熱爐溫度的方法而言，無法在爐溫小于950°C以下時，使燃氣加熱爐達到爐溫均勻性<10°C的要求。
[0007]由此可見，目前燃氣加熱爐達到的爐溫均勻性較低。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型實施例的目的在于提供一種燃氣加熱爐的加熱裝置，能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，包括:
[0010]多個加熱單元，多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于加熱爐的爐殼上；
[0011 ]空氣管道，空氣管道的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥；
[0012]燃氣管道，燃氣管道包括第一管道和第二管道，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥；
[0013]用于檢測加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件；
[0014]控制器，控制器分別與溫度檢測元件、第一流量檢測元件、空氣調節(jié)閥、第二流量檢測元件、第一燃氣調節(jié)閥、第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥連接，接收第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、溫度檢測元件檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，控制空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。
[0015]可選地，加熱單元包括:
[0016]固定支架，固定支架固定于爐殼上；
[0017]微調結構，微調結構固定于固定支架上；
[0018]燒嘴，燒嘴與微調結構連接，且燒嘴具有一相對于水平面的預設下傾角度，空氣管道的輸出端與燒嘴的空氣入口連接，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與燒嘴的燃料口連接。
[0019]可選地，預設下傾角度為6度至9度。
[0020]可選地，燒嘴的燒嘴磚包括:
[0021]一個噴射孔，或者，
[0022]多個噴射孔，且每相鄰兩個噴射孔之間的夾角為預設角度。
[0023]可選地，預設角度為20度至30度。
[0024]可選地，微調結構包括調整螺栓和調整環(huán)，調整螺栓和調整環(huán)均固定于固定支架上，且調整螺栓和調整環(huán)均與燒嘴連接。
[0025]本實用新型的上述方案有如下的有益效果:
[0026]在本實用新型的實施例中，通過根據第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、溫度檢測元件檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，調節(jié)空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度，進而精準的控制空氣和燃料的比例，使加熱單元向加熱爐提供的熱量更加平衡、均勻，從而使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例中燃氣加熱爐的平面示意圖；
[0028]圖2為本實用新型實施例中燃氣加熱爐內部結構和加熱裝置的示意圖；
[0029]圖3為本實用新型實施例中控制器與各檢測元件、各調節(jié)閥和燃氣切斷閥之間的連接示意圖。
[0030]附圖標記說明:
[0031]1、爐殼;2、空氣管道;3、第一流量檢測元件;4、空氣調節(jié)閥；5第一管道;6、第二管道;7、第二流量檢測元件;8、第一燃氣調節(jié)閥；9、第三流量檢測元件；10、第二燃氣調節(jié)閥；
11、燃氣切斷閥；12、固定支架；13、微調結構；14、燒嘴；15、燒嘴磚；16、噴射孔；17、燃氣源；18、助燃風機;19、控制器;20、溫度檢測元件。
【具體實施方式】
[0032]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0033]如圖1?圖3所示，本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，該加熱裝置包括:多個加熱單元、空氣管道2、燃氣管道、用于檢測加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件20和控制器19。其中，空氣管道2的輸入端與助燃風機18連接。
[0034]其中，多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于加熱爐的爐殼I上，空氣管道2的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道2上設有第一流量檢測元件3和空氣調節(jié)閥4，燃氣管道包括第一管道5和第二管道6，第一管道5的輸入端和第二管道6的輸入端均與一用于提供燃氣的燃氣源17連接，第一管道5的輸出端和第二管道6的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道5上設有第二流量檢測元件7和第一燃氣調節(jié)閥8，第二管道6上設有第三流量檢測元件9、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11，控制器19分別與溫度檢測元件20、第一流量檢測元件3、空氣調節(jié)閥4、第二流量檢測元件7、第一燃氣調節(jié)閥8、第三流量檢測元件9、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11連接，且控制器19用于接收第一流量檢測元件3檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件7檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件9檢測到的第三流量值、溫度檢測元件20檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度。
[0035]其中，上述第一流量值是指空氣管道2內空氣的流量，第二流量值是指第一管道5內燃氣的流量，第三流量值是指第二管道6內燃氣的流量，加熱爐的目標溫度是指加熱爐最終要達到的溫度(例如950攝氏度)。需要說明的是，上述溫度檢測元件20可以為熱電偶，其主要通過檢測加熱爐燃燒室頂溫度來得到加熱爐爐內溫度，上述控制器19可以為中央處理器(CPU)，第一流量檢測元件3可以為空氣流量計，第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9均可以為燃氣流量計?？梢岳斫獾氖?，在本實用新型的實施例中，并不限定溫度檢測元件20、控制器19、第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9的具體型號，其可以根據實際需要進行調整。
[0036]可選地，在本實用新型的實施例中，上述加熱單元包括:固定支架12、微調結構13和燒嘴14。其中，固定支架12固定于爐殼I上，微調結構13固定于固定支架12上，燒嘴14與微調結構13連接，且燒嘴14具有一相對于水平面的預設下傾角度，空氣管道2的輸出端與燒嘴14的空氣入口連接，第一管道5的輸出端和第二管道6的輸出端均與燒嘴14的燃料口連接。
[0037]其中，燒嘴14的燒嘴磚15包括一個噴射孔16，或者，多個噴射孔16，且若包括多個噴射孔16的話，每相鄰兩個噴射孔16之間的夾角為預設角度，該預設角度可為20度至30度?？梢岳斫獾氖牵诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，并不限定該預設角度的具體數值，即，其可以根據實際需要進行調整。
[0038]需要說明的是，加熱裝置中的每個燒嘴14都是加熱爐的一個供熱源，且燒嘴14的每個噴射孔16都具有高速噴流功能(流速最高可達125米/秒)。其中，燒嘴14的燃燒在燒嘴14內部就全部完成燃料的燃燒，燒嘴14內部燃燒的高溫度燃燒氣體，通過壓力轉換成高速的流體從噴射孔16噴射而出，進而對爐內溫度場的氣體交換形成充分攪拌作用。
[0039]在本實用新型的實施例中，以燒嘴磚15包括2個噴射孔16的燒嘴14為例，進一步闡述上述加熱裝置。對于每個燒嘴14而言，由于2個噴射孔16之間是有角度的(S卩2個噴射孔16分別向左右分開)，同時加熱單元的整體安裝方式使得燒嘴14具有一相對于水平面的第一下傾角度(該第一下傾角度是相對于水平面由上而下的角度)，這樣高速的高溫度燃燒氣體噴出燒嘴磚15后，卷吸部分回流氣體直噴入爐膛上部空間，并且有一個向下和向外的分速度，在碰到加熱爐對面的墻體后，有速度的氣流就向下向外折向返回，高溫燃燒氣體氣流通過與爐墻撞擊后進一步溫度均勻化，返回形成回流氣體經過加熱爐床上部，在整個爐膛斷面上觀看，高溫噴射氣流和回流氣體形成一部分閉合的另一部分進一步循環(huán)的回轉型流場，從而形成一種蝸殼型流場。而由于每個燒嘴14在雙向上(即左右方向)都形成雙向蝸殼型流場，從而促進加熱爐爐內溫度場的熱量交換和氣流交換，促進爐內溫度場的均勻進度，使燃氣加熱爐能達到更高的爐溫均勻性要求。其中，第一下傾角度可通過使固定支架12與爐殼I之間保持一角度來實現。
[0040]可選地，在本實用新型的實施例中，上述微調結構13可包括調整螺栓和調整環(huán)，調整螺栓和調整環(huán)均固定于固定支架12上，且調整螺栓和調整環(huán)均與燒嘴14連接。該微調結構13(即調整螺栓和調整環(huán))主要用于調節(jié)燒嘴14在上下方向和左右方向的位置，以將上述第一下傾角度調整為上述預設下傾角度，從而避免由于燒嘴14本身存在制造、安裝、使用的偏差，影響爐溫均勻性的情況出現，確保燃氣加熱爐能達到更高的爐溫均勻性要求。需要說明的是，為提高燃氣加熱爐的爐溫均勻性，經多次試驗研究證明，上述預設下傾角度可為6度至9度?？梢岳斫獾氖?，在本實用新型的實施例中，并不限定該預設下傾角度的具體數值，SP，其可以根據實際需要進行調整。
[0041]在本實用新型的實施例中，在加熱爐點爐開爐、且操作員確認助燃風機18正常啟動、燃氣壓力正常后，操作員會點火并確保加熱裝置中的每個燒嘴14著火和正常燃燒，同時操作員還會根據需要在控制器19中設定溫度曲線(該溫度曲線中包括加熱爐最終要達到的溫度)和保溫時間，進而便于控制器19控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度。
[0042]具體地，在升溫過程開始時，控制器19會計算出初始的燃氣流量，并根據第二流量檢測元件7檢測到的第一管道5上的燃氣流量、第三流量檢測元件9檢測到的第二管道6上的燃氣流量、第一流量檢測元件3檢測到的空氣流量以及PI控制邏輯，精準的控制空氣調節(jié)閥
4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度，進行流量調節(jié)。更具體地，當燃氣流量較大時，第一管道5和第二管道6會同時打開為燒嘴14提供燃料，而當燃氣流量較小時，會通過燃氣切斷閥11切斷第二管道6，只通過第一管道5為燒嘴14提供燃料。同時為便于形成穩(wěn)定和完全的燃燒氣體(即廢煙氣)，避免燃料不完全燃燒的浪費，會根據燃料的量來控制空氣調節(jié)閥4的開度，使空氣的量足以使燃料完全燃燒。其中，上述控制器19可根據預設函數計算出初始的燃氣流量，該預設函數是根據加熱爐燃燒的歷史數據分析得出的。且需要說明的是，控制器19控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度的具體方式可采用常用的控制方式(例如控制信號)實現，因此在此，不對具體的控制方式進行過多贅述。
[0043]在此，為了提高檢測第一管道5上的燃氣流量和第二管道6上的燃氣流量的準確性，可選擇直徑較小的管道制成第一管道5和第二管道6，同時在選取第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9時，應確保第一管道5上的燃氣流量的測量值位于第二流量檢測元件7量程的中段，以及第二管道6上的燃氣流量的測量值位于第三流量檢測元件9量程的中段。類似地，為了提高檢測空氣流量的準確性，在選取第一流量檢測元件3時，應確保空氣管道2中空氣流量的測量值位于第一流量檢測元件3量程的中段。
[0044]上述PI控制邏輯是指，根據操作員設定的目標溫度(S卩加熱爐最終要達到的溫度)，將一次升溫過程分為多個較小的升溫階段，且為每次升溫階段都設定一個逐步接近目標溫度的階段目標溫度，當加熱爐的實際溫度接近階段目標溫度時，該控制邏輯將根據預設程序自動修改PI參數(如設定新的階段目標溫度，減小比例參數等)，進入下一個升溫階段。達到使加熱爐的實際溫度高效可控的上升，逐階逼近目標溫度的效果。而當加熱爐的實際溫度接近操作員設定的目標溫度時，通過跟蹤檢測加熱爐的升溫曲線，適量限制溫度PI控制邏輯的輸出上限，限制升溫速度，防止溫度超調。例如，當升溫過程的溫度為從500°c上升到950°C，通過上述PI控制邏輯，便可以使爐膛有效加熱空間內，當控制點溫度(S卩加熱爐的實際溫度)到達950°C (即操作員設定的目標溫度)后，升溫過沖小于4°C，控制點溫度與目標溫度差值小于2°C，爐溫均勻性控制在正負5°C以內。
[0045]由此可見，本實用新型實施例中的加熱裝置，不僅能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性(例如爐溫均勻性< 10°C )要求，還能提高爐溫控制精度(例如使爐溫控制精度<± 1°C)，加快升溫速度，節(jié)約燃料成本，節(jié)約時間，提高產量。
[0046]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種燃氣加熱爐的加熱裝置，其特征在于，包括: 多個加熱單元，所述多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于所述加熱爐的爐殼上； 空氣管道，所述空氣管道的輸出端與所述加熱單元連接，且所述空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥； 燃氣管道，所述燃氣管道包括第一管道和第二管道，所述第一管道的輸出端和所述第二管道的輸出端均與所述加熱單元連接，且所述第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，所述第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥； 用于檢測所述加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件； 控制器，所述控制器分別與所述溫度檢測元件、所述第一流量檢測元件、所述空氣調節(jié)閥、所述第二流量檢測元件、所述第一燃氣調節(jié)閥、所述第三流量檢測元件、所述第二燃氣調節(jié)閥和所述燃氣切斷閥連接，接收所述第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、所述第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、所述第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、所述溫度檢測元件檢測到的溫度值以及所述加熱爐的目標溫度，控制所述空氣調節(jié)閥、所述第一燃氣調節(jié)閥、所述第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。2.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述加熱單元包括: 固定支架，所述固定支架固定于所述爐殼上； 微調結構，所述微調結構固定于所述固定支架上； 燒嘴，所述燒嘴與所述微調結構連接，且所述燒嘴具有一相對于水平面的預設下傾角度，所述空氣管道的輸出端與所述燒嘴的空氣入口連接，所述第一管道的輸出端和所述第二管道的輸出端均與所述燒嘴的燃料口連接。3.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述預設下傾角度為6度至9度。4.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述燒嘴的燒嘴磚包括: 一個噴射孔，或者， 多個噴射孔，且每相鄰兩個噴射孔之間的夾角為預設角度。5.如權利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述預設角度為20度至30度。6.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述微調結構包括調整螺栓和調整環(huán)，所述調整螺栓和所述調整環(huán)均固定于所述固定支架上，且所述調整螺栓和所述調整環(huán)均與所述燒嘴連接。
【文檔編號】F23D14/48GK205717171SQ201620389315
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】劉志強, 王若然, 彭善忠, 吳兆軍, 宋忠政, 孫二剛, 左發(fā), 王寧
【申請人】山東省冶金設計院股份有限公司
【專利摘要】本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，包括：多個加熱單元，多個加熱單元分布于加熱爐的爐殼上；空氣管道，空氣管道的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥；燃氣管道，包括第一管道和第二管道，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥；控制器，控制空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。本實用新型的實施例能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
【專利說明】
一種燃氣加熱爐的加熱裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及加熱爐技術領域，特別涉及一種燃氣加熱爐的加熱裝置。
【背景技術】
[0002]目前，許多工業(yè)線生產都需要使用燃氣加熱爐(該燃氣加熱爐的燃料使用氣體燃料，例如天然氣、城市煤氣、焦爐煤氣、液化石油氣等)，而燃氣加熱爐作為工序中較高能耗的設備之一，其溫度控制根據加熱爐的工藝要求而不盡相同。
[0003]其中，溫度控制的爐溫均勻性與加熱爐內的溫度范圍是密切相關的。
[0004]具體地，若爐溫大于1000 °C以上，則要求爐溫均勻性<30 °C，爐溫控制精度<±10°c，而一般燃氣加熱爐都能達到該要求。
[0005]若爐溫小于1000 °C，則要求爐溫均勻性< 15°C，爐溫控制精度< ± 5°C，為達到該要求，對于燃氣加熱爐而言，其加熱裝置就需要很高的要求，例如加熱裝置具有高速噴流功能、燒嘴的布置較為考究等。
[0006]但若爐溫小于1000°C以下(例如950°C以下)，則要求爐溫均勻性<10°C，爐溫控制精度<±2°C，就目前使用燃氣流量和使用開關燒嘴的數量、時間(脈沖調制燃燒)這兩種控制加熱爐溫度的方法而言，無法在爐溫小于950°C以下時，使燃氣加熱爐達到爐溫均勻性<10°C的要求。
[0007]由此可見，目前燃氣加熱爐達到的爐溫均勻性較低。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型實施例的目的在于提供一種燃氣加熱爐的加熱裝置，能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，包括:
[0010]多個加熱單元，多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于加熱爐的爐殼上；
[0011 ]空氣管道，空氣管道的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥；
[0012]燃氣管道，燃氣管道包括第一管道和第二管道，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥；
[0013]用于檢測加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件；
[0014]控制器，控制器分別與溫度檢測元件、第一流量檢測元件、空氣調節(jié)閥、第二流量檢測元件、第一燃氣調節(jié)閥、第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥連接，接收第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、溫度檢測元件檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，控制空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。
[0015]可選地，加熱單元包括:
[0016]固定支架，固定支架固定于爐殼上；
[0017]微調結構，微調結構固定于固定支架上；
[0018]燒嘴，燒嘴與微調結構連接，且燒嘴具有一相對于水平面的預設下傾角度，空氣管道的輸出端與燒嘴的空氣入口連接，第一管道的輸出端和第二管道的輸出端均與燒嘴的燃料口連接。
[0019]可選地，預設下傾角度為6度至9度。
[0020]可選地，燒嘴的燒嘴磚包括:
[0021]一個噴射孔，或者，
[0022]多個噴射孔，且每相鄰兩個噴射孔之間的夾角為預設角度。
[0023]可選地，預設角度為20度至30度。
[0024]可選地，微調結構包括調整螺栓和調整環(huán)，調整螺栓和調整環(huán)均固定于固定支架上，且調整螺栓和調整環(huán)均與燒嘴連接。
[0025]本實用新型的上述方案有如下的有益效果:
[0026]在本實用新型的實施例中，通過根據第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、溫度檢測元件檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，調節(jié)空氣調節(jié)閥、第一燃氣調節(jié)閥、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度，進而精準的控制空氣和燃料的比例，使加熱單元向加熱爐提供的熱量更加平衡、均勻，從而使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性要求。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例中燃氣加熱爐的平面示意圖；
[0028]圖2為本實用新型實施例中燃氣加熱爐內部結構和加熱裝置的示意圖；
[0029]圖3為本實用新型實施例中控制器與各檢測元件、各調節(jié)閥和燃氣切斷閥之間的連接示意圖。
[0030]附圖標記說明:
[0031]1、爐殼;2、空氣管道;3、第一流量檢測元件;4、空氣調節(jié)閥；5第一管道;6、第二管道;7、第二流量檢測元件;8、第一燃氣調節(jié)閥；9、第三流量檢測元件；10、第二燃氣調節(jié)閥；
11、燃氣切斷閥；12、固定支架；13、微調結構；14、燒嘴；15、燒嘴磚；16、噴射孔；17、燃氣源；18、助燃風機;19、控制器;20、溫度檢測元件。
【具體實施方式】
[0032]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0033]如圖1?圖3所示，本實用新型的實施例提供了一種燃氣加熱爐的加熱裝置，該加熱裝置包括:多個加熱單元、空氣管道2、燃氣管道、用于檢測加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件20和控制器19。其中，空氣管道2的輸入端與助燃風機18連接。
[0034]其中，多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于加熱爐的爐殼I上，空氣管道2的輸出端與加熱單元連接，且空氣管道2上設有第一流量檢測元件3和空氣調節(jié)閥4，燃氣管道包括第一管道5和第二管道6，第一管道5的輸入端和第二管道6的輸入端均與一用于提供燃氣的燃氣源17連接，第一管道5的輸出端和第二管道6的輸出端均與加熱單元連接，且第一管道5上設有第二流量檢測元件7和第一燃氣調節(jié)閥8，第二管道6上設有第三流量檢測元件9、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11，控制器19分別與溫度檢測元件20、第一流量檢測元件3、空氣調節(jié)閥4、第二流量檢測元件7、第一燃氣調節(jié)閥8、第三流量檢測元件9、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11連接，且控制器19用于接收第一流量檢測元件3檢測到的第一流量值、第二流量檢測元件7檢測到的第二流量值、第三流量檢測元件9檢測到的第三流量值、溫度檢測元件20檢測到的溫度值以及加熱爐的目標溫度，控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度。
[0035]其中，上述第一流量值是指空氣管道2內空氣的流量，第二流量值是指第一管道5內燃氣的流量，第三流量值是指第二管道6內燃氣的流量，加熱爐的目標溫度是指加熱爐最終要達到的溫度(例如950攝氏度)。需要說明的是，上述溫度檢測元件20可以為熱電偶，其主要通過檢測加熱爐燃燒室頂溫度來得到加熱爐爐內溫度，上述控制器19可以為中央處理器(CPU)，第一流量檢測元件3可以為空氣流量計，第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9均可以為燃氣流量計?？梢岳斫獾氖?，在本實用新型的實施例中，并不限定溫度檢測元件20、控制器19、第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9的具體型號，其可以根據實際需要進行調整。
[0036]可選地，在本實用新型的實施例中，上述加熱單元包括:固定支架12、微調結構13和燒嘴14。其中，固定支架12固定于爐殼I上，微調結構13固定于固定支架12上，燒嘴14與微調結構13連接，且燒嘴14具有一相對于水平面的預設下傾角度，空氣管道2的輸出端與燒嘴14的空氣入口連接，第一管道5的輸出端和第二管道6的輸出端均與燒嘴14的燃料口連接。
[0037]其中，燒嘴14的燒嘴磚15包括一個噴射孔16，或者，多個噴射孔16，且若包括多個噴射孔16的話，每相鄰兩個噴射孔16之間的夾角為預設角度，該預設角度可為20度至30度?？梢岳斫獾氖牵诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，并不限定該預設角度的具體數值，即，其可以根據實際需要進行調整。
[0038]需要說明的是，加熱裝置中的每個燒嘴14都是加熱爐的一個供熱源，且燒嘴14的每個噴射孔16都具有高速噴流功能(流速最高可達125米/秒)。其中，燒嘴14的燃燒在燒嘴14內部就全部完成燃料的燃燒，燒嘴14內部燃燒的高溫度燃燒氣體，通過壓力轉換成高速的流體從噴射孔16噴射而出，進而對爐內溫度場的氣體交換形成充分攪拌作用。
[0039]在本實用新型的實施例中，以燒嘴磚15包括2個噴射孔16的燒嘴14為例，進一步闡述上述加熱裝置。對于每個燒嘴14而言，由于2個噴射孔16之間是有角度的(S卩2個噴射孔16分別向左右分開)，同時加熱單元的整體安裝方式使得燒嘴14具有一相對于水平面的第一下傾角度(該第一下傾角度是相對于水平面由上而下的角度)，這樣高速的高溫度燃燒氣體噴出燒嘴磚15后，卷吸部分回流氣體直噴入爐膛上部空間，并且有一個向下和向外的分速度，在碰到加熱爐對面的墻體后，有速度的氣流就向下向外折向返回，高溫燃燒氣體氣流通過與爐墻撞擊后進一步溫度均勻化，返回形成回流氣體經過加熱爐床上部，在整個爐膛斷面上觀看，高溫噴射氣流和回流氣體形成一部分閉合的另一部分進一步循環(huán)的回轉型流場，從而形成一種蝸殼型流場。而由于每個燒嘴14在雙向上(即左右方向)都形成雙向蝸殼型流場，從而促進加熱爐爐內溫度場的熱量交換和氣流交換，促進爐內溫度場的均勻進度，使燃氣加熱爐能達到更高的爐溫均勻性要求。其中，第一下傾角度可通過使固定支架12與爐殼I之間保持一角度來實現。
[0040]可選地，在本實用新型的實施例中，上述微調結構13可包括調整螺栓和調整環(huán)，調整螺栓和調整環(huán)均固定于固定支架12上，且調整螺栓和調整環(huán)均與燒嘴14連接。該微調結構13(即調整螺栓和調整環(huán))主要用于調節(jié)燒嘴14在上下方向和左右方向的位置，以將上述第一下傾角度調整為上述預設下傾角度，從而避免由于燒嘴14本身存在制造、安裝、使用的偏差，影響爐溫均勻性的情況出現，確保燃氣加熱爐能達到更高的爐溫均勻性要求。需要說明的是，為提高燃氣加熱爐的爐溫均勻性，經多次試驗研究證明，上述預設下傾角度可為6度至9度?？梢岳斫獾氖?，在本實用新型的實施例中，并不限定該預設下傾角度的具體數值，SP，其可以根據實際需要進行調整。
[0041]在本實用新型的實施例中，在加熱爐點爐開爐、且操作員確認助燃風機18正常啟動、燃氣壓力正常后，操作員會點火并確保加熱裝置中的每個燒嘴14著火和正常燃燒，同時操作員還會根據需要在控制器19中設定溫度曲線(該溫度曲線中包括加熱爐最終要達到的溫度)和保溫時間，進而便于控制器19控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度。
[0042]具體地，在升溫過程開始時，控制器19會計算出初始的燃氣流量，并根據第二流量檢測元件7檢測到的第一管道5上的燃氣流量、第三流量檢測元件9檢測到的第二管道6上的燃氣流量、第一流量檢測元件3檢測到的空氣流量以及PI控制邏輯，精準的控制空氣調節(jié)閥
4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度，進行流量調節(jié)。更具體地，當燃氣流量較大時，第一管道5和第二管道6會同時打開為燒嘴14提供燃料，而當燃氣流量較小時，會通過燃氣切斷閥11切斷第二管道6，只通過第一管道5為燒嘴14提供燃料。同時為便于形成穩(wěn)定和完全的燃燒氣體(即廢煙氣)，避免燃料不完全燃燒的浪費，會根據燃料的量來控制空氣調節(jié)閥4的開度，使空氣的量足以使燃料完全燃燒。其中，上述控制器19可根據預設函數計算出初始的燃氣流量，該預設函數是根據加熱爐燃燒的歷史數據分析得出的。且需要說明的是，控制器19控制空氣調節(jié)閥4、第一燃氣調節(jié)閥8、第二燃氣調節(jié)閥10和燃氣切斷閥11的開度的具體方式可采用常用的控制方式(例如控制信號)實現，因此在此，不對具體的控制方式進行過多贅述。
[0043]在此，為了提高檢測第一管道5上的燃氣流量和第二管道6上的燃氣流量的準確性，可選擇直徑較小的管道制成第一管道5和第二管道6，同時在選取第二流量檢測元件7和第三流量檢測元件9時，應確保第一管道5上的燃氣流量的測量值位于第二流量檢測元件7量程的中段，以及第二管道6上的燃氣流量的測量值位于第三流量檢測元件9量程的中段。類似地，為了提高檢測空氣流量的準確性，在選取第一流量檢測元件3時，應確保空氣管道2中空氣流量的測量值位于第一流量檢測元件3量程的中段。
[0044]上述PI控制邏輯是指，根據操作員設定的目標溫度(S卩加熱爐最終要達到的溫度)，將一次升溫過程分為多個較小的升溫階段，且為每次升溫階段都設定一個逐步接近目標溫度的階段目標溫度，當加熱爐的實際溫度接近階段目標溫度時，該控制邏輯將根據預設程序自動修改PI參數(如設定新的階段目標溫度，減小比例參數等)，進入下一個升溫階段。達到使加熱爐的實際溫度高效可控的上升，逐階逼近目標溫度的效果。而當加熱爐的實際溫度接近操作員設定的目標溫度時，通過跟蹤檢測加熱爐的升溫曲線，適量限制溫度PI控制邏輯的輸出上限，限制升溫速度，防止溫度超調。例如，當升溫過程的溫度為從500°c上升到950°C，通過上述PI控制邏輯，便可以使爐膛有效加熱空間內，當控制點溫度(S卩加熱爐的實際溫度)到達950°C (即操作員設定的目標溫度)后，升溫過沖小于4°C，控制點溫度與目標溫度差值小于2°C，爐溫均勻性控制在正負5°C以內。
[0045]由此可見，本實用新型實施例中的加熱裝置，不僅能使燃氣加熱爐達到更高的爐溫均勻性(例如爐溫均勻性< 10°C )要求，還能提高爐溫控制精度(例如使爐溫控制精度<± 1°C)，加快升溫速度，節(jié)約燃料成本，節(jié)約時間，提高產量。
[0046]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種燃氣加熱爐的加熱裝置，其特征在于，包括: 多個加熱單元，所述多個加熱單元沿加熱爐的爐體的長度方向分布于所述加熱爐的爐殼上； 空氣管道，所述空氣管道的輸出端與所述加熱單元連接，且所述空氣管道上設有第一流量檢測元件和空氣調節(jié)閥； 燃氣管道，所述燃氣管道包括第一管道和第二管道，所述第一管道的輸出端和所述第二管道的輸出端均與所述加熱單元連接，且所述第一管道上設有第二流量檢測元件和第一燃氣調節(jié)閥，所述第二管道上設有第三流量檢測元件、第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥； 用于檢測所述加熱爐爐內溫度的溫度檢測元件； 控制器，所述控制器分別與所述溫度檢測元件、所述第一流量檢測元件、所述空氣調節(jié)閥、所述第二流量檢測元件、所述第一燃氣調節(jié)閥、所述第三流量檢測元件、所述第二燃氣調節(jié)閥和所述燃氣切斷閥連接，接收所述第一流量檢測元件檢測到的第一流量值、所述第二流量檢測元件檢測到的第二流量值、所述第三流量檢測元件檢測到的第三流量值、所述溫度檢測元件檢測到的溫度值以及所述加熱爐的目標溫度，控制所述空氣調節(jié)閥、所述第一燃氣調節(jié)閥、所述第二燃氣調節(jié)閥和燃氣切斷閥的開度。2.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述加熱單元包括: 固定支架，所述固定支架固定于所述爐殼上； 微調結構，所述微調結構固定于所述固定支架上； 燒嘴，所述燒嘴與所述微調結構連接，且所述燒嘴具有一相對于水平面的預設下傾角度，所述空氣管道的輸出端與所述燒嘴的空氣入口連接，所述第一管道的輸出端和所述第二管道的輸出端均與所述燒嘴的燃料口連接。3.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述預設下傾角度為6度至9度。4.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述燒嘴的燒嘴磚包括: 一個噴射孔，或者， 多個噴射孔，且每相鄰兩個噴射孔之間的夾角為預設角度。5.如權利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，所述預設角度為20度至30度。6.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述微調結構包括調整螺栓和調整環(huán)，所述調整螺栓和所述調整環(huán)均固定于所述固定支架上，且所述調整螺栓和所述調整環(huán)均與所述燒嘴連接。
【文檔編號】F23D14/48GK205717171SQ201620389315
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】劉志強, 王若然, 彭善忠, 吳兆軍, 宋忠政, 孫二剛, 左發(fā), 王寧
【申請人】山東省冶金設計院股份有限公司
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