[實用新型]加熱爐及其燒嘴管路系統

有效

• 申請號: 201520021710.2
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN204438115U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 趙瑞明;王軍新;武劍;張凱;趙培勝;徐雷;張亮
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/46;F23D14/48
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

技術領域

本實用新型涉及一種加熱爐，特別涉及一種加熱爐及其燒嘴管路系統。

背景技術

加熱爐應用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業領域。在冶金工業中，加熱爐是將物料或工件(一般是金屬)加熱到軋制或鍛造溫度的設備。

對于采用燃氣或是天然氣作為燃料的加熱爐，在長時間停爐后，爐內溫度降低到燃料燃點以下，再點爐的過程中，按照作業程序，需要對燒嘴燃氣閥門前的燃氣進行放散并做“爆發試驗”，以檢驗燃氣濃度和是否混有氧氣，避免點爐過程中出現爆炸而造成設備甚至是人員傷害事故。

上述爆發試驗具體是指：在具有代表性的取樣點，用專用的桶狀容器(一般直徑100mm/長度600mm左右，兩端有可方便打開的蓋子)取燃氣樣，然后打開一端蓋子明火點燃。

若點燃后出現快速燃燒，甚至是輕微爆鳴，則說明燃氣內混有空氣，須要繼續放散，此時不可點燃燒嘴；若點燃后緩慢穩定燃燒至桶底，則證明燃氣純凈，沒有混入空氣；若點不著，則說明燃氣沒有到達該取樣位置，取樣中多數是之前置換空氣用的氮氣，須要進一步放散。

爆發試驗過程中需要確保燒嘴前燃氣閥門完全關閉，并無泄露。若出現燃氣泄露到爐膛內的情況，則點爐過程中爐膛內會出現爆鳴、甚至是爆炸，非常危險。

對于具體的點爐步驟，可參考圖1所示的管路結構，并參考如下：

閥門M1、M2、M4關閉，閥門D1、F1、F2打開，如此對兩閥門M1、M2之間的管道和閥門M2至燒嘴S前閥門M4之間的燃氣管道進行充氮氣吹掃，目的是將上述管道內的空氣置換干凈。此時閥門M4代表爐區所有燒嘴前的切斷調節閥，也即在此步驟中，全部燒嘴前切斷調節閥均關閉。

在閥門Q1處取燃氣樣，做爆發試驗，若不合格，則閥門M1前燃氣進行放散或是查找燃氣純度原因；若合格則進入后續步驟。

打開閥門M1、M2，同時關閉閥門D1、F1，通過放散管將燃氣自閥門M1處引至所有燒嘴切斷調節閥門M4前，該過程是用燃氣置換管路內原有的氮氣。

在閥門Q2處取樣做爆發試驗，若不合格，則繼續放散置換，若合格則進入下一步驟。

在燒嘴S前設置明火，打開燒嘴S前切斷調節閥門M4，即可完成燒嘴S點火工作。

以上沒有設置點火燒嘴的點爐過程存在一定風險，具體分析如下：

一般而言，加熱爐燒嘴布置簡化結構基本如圖2所示，圖2所示為三段燃燒控制的加熱爐，分為預熱段R1、加熱段R2和均熱段R3，并分別有一個流量調節閥M3-1、M3-2和M3-3(圖2中各閥門的功能與圖1相同時，該閥門標記的首字母相同)。

每一段(預熱段R1、加熱段R2或均熱段R3)又分出多個燒嘴，圖2中示出每段8個燒嘴，各燒嘴前切斷調節閥門依次標記，以預熱段為例，各閥門標記依次為M4-1-1至M4-1-8。

每一段均設置放散管和取樣點，閥門編號依次類推，例如閥門F2-1至F2-3、閥門Q2-1至Q2-3。

點爐過程中，先對所有的燃氣管路進行氮氣置換，置換干凈送燃氣后，一般選擇在管路“末端”取樣做爆發試驗，以確定是否可以點燃燒嘴。如圖2所示的“末端”取樣點在Q2-3閥門處，原因是此處距離燃氣引入點最遠，此處爆發試驗合格，則可證明其它位置燃氣純度合格，可安全點火。

上述過程中存在的主要問題是：燒嘴前閥門在長時間使用后，關閉狀態密封不嚴現象極易出現。結果是在“末端”爆發試驗合格(即末端燃氣純度達到點火要求時)前，爐膛內部若存在燒嘴前閥門關閉不嚴，已經存在一定濃度的燃氣與空氣的混合物。此時若爆發試驗合格、執行點火操作，而恰巧爐內混合氣體達到爆炸極限，則會出現生產事故，輕則爆鳴，重則造成重大設備和人身傷害事故。比如圖2中，末端取樣位置在閥門Q2-3，但燃氣先到達M3-1下側的預熱段R1燒嘴，若預熱段R1燒嘴前閥門M4-1-1至M4-1-8之間的任一個或多個關閉不嚴，則在閥門Q2-3處取樣爆發試驗合格時，預熱段R1爐膛內就已經存在爆炸性混合氣體。

為規避上述風險，一般都設置點火燒嘴，點火燒嘴的燃氣直接引自加熱爐燃氣主管道的切斷閥前，即實現爐區送燃氣前，先點燃點火燒嘴，在爐膛內形成明火。此時再送爐區燃氣，進行放散和做爆發試驗。這個過程中若燒嘴前燃氣閥門關閉不嚴、出現燃氣泄露，由于爐膛內有明火，會及時發生燃燒，而不會在爐膛內集聚、并與空氣混合而形成爆炸氣氛。