天然气化锌炉燃烧控制系统

时间：2017-11-18

    热镀锌生产工艺中锌锅加热炉是关键部分，锌锅的加热系统对镀锌产品质量好坏，锌锅的使用寿命，能源的消耗及加热效率都有很大影响。
    在热浸镀锌工艺中，锌锅的操作影响产品质量的主要因素是镀锌件入锅时的温度、锌液温度、浸锌时间及锌锅中铝的含量。其中锌液的温度控制是保证镀锌质量好坏的关键因素。控制锌液温度的源头要从锌锅加热炉的燃烧系统和构造来着手。
    锌锅加热炉现在使用较多加热方式是燃气外加热，主要是煤气和天然气，近几年以天然气为主，天然气加热系统自动控温易实现，污染物排放达标，因此在企业中应用广泛，天然气化锌炉燃烧系统设计中，主要从以下几方面考虑。
    1.燃气烧嘴的选型
    高速烧嘴和平焰烧嘴居多，两种烧嘴各有其特点：高速烧嘴产生火焰速度达100m/s，高速气流可以使炉膛内部气温均匀，可提高锌锅传热效率；平焰烧嘴燃烧火焰直径大，火焰长度较短，火焰呈圆盘形状喷出，火焰中心温度降低，辐射传热为主。选用哪一种烧嘴要根据实际情况决定，这一点也可以与大科公司进行交流探讨。
    2.烧嘴布局方式
    高速烧嘴布局：采用高速喷嘴时，烧嘴在炉膛两端对角布置，另一端布置排烟口，炉膛内烟气流动通畅，燃烧效果较佳；条件不允许时候也可以在同侧布置烧嘴，但烟道布局要设计合理，在中心底部排烟为好。
    平焰烧嘴布局：采用平焰烧嘴的锌锅加热炉一般以燃煤炉改造天然气炉为主，在锌锅两侧布局，这类加热炉的使用年数较长，炉膛耐火材料受损严重，如果采用高速烧嘴直接对锌锅进行喷射，长期使用会损坏锌锅。
    3.烧嘴功率计算
    烧嘴功率确定要结合锌锅的尺寸及锌锅热平衡来计算。根据锌锅及炉膛尺寸初步选定烧嘴数量，列出锌锅热收支平衡，锌锅热平衡计算时候需注意锌锅热损失去处，主要有锌液对流，锌液表面辐射散热，镀锌件出锅时带出热量及锌锭熔化耗热等，大科公司目前用到的化锌炉喷嘴一般在150kw-630kw之间居多。
    4.控温方式
    热镀锌工艺中锌液的温度非常重要，生产中锌液温度控制在450℃-455℃范围内，锌液温度波动过大将会严重影响镀锌层的厚度。当锌液温度**过480℃时，合金层生长速度迅速加快，合金层剥落到锌液中，形成锌渣沉入锅底，对锌锅寿命及产品质量都将有很大影响。
    天然气化锌炉的自动控温系统稳定性尤为重要，现在应用在生产中的控温方式主要以PID控制和PLC控制为主，PID控制已经属于很成熟的技术，广泛应用在工业控制系统中，它能够实现参数自适应，省去了人为设定参数的不确定性，成本较低、操作简单，一般工人简单培训即可完成。PLC控温系统功能更为强大，在触摸屏上可以完成对控制系统的参数的设定和实时监测，较大的方便了现场操作人员进行安全使用，但就针对锌锅加热炉来说，输入点主要有炉膛温度，锌液温度，炉膛压力等基本参数，如果能结合生产线其他工艺一同使用会充分节约资源。
    天然气化锌炉烧嘴的选用、喷嘴布局方式、烟道的布设及控温方式都要根据实际情况来确定，不可以偏概全，进行新建及改造设计燃烧系统时候，必须综合考虑才能确定，这样才能实现较高的性价比。

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