天然氣超貧氧數控加熱方法

2023-06-02 23:25:11

專利名稱：天然氣超貧氧數控加熱方法
技術領域：
本發明涉及一種天然氣超貧氧數控加熱方法，屬燃氣(工業爐)燃燒控制方法製造領域。
背景技術：
現有的燃氣(工業爐)普遍採用人工控制燃燒，燃燒粗狂。存在的問題是一是由於採用富氧燃燒，工件氧化嚴重；二是在富氧狀況下燃燒，產生氧化皮粘結性強不易脫落；三是能耗高；四是由於燃燒溫度無法控制在最佳的燃燒值，其被加熱的模鍛氧化皮基本無法取除，造成工件模鍛過程夾雜、夾皮；五是環境汙染現象無法避免。

發明內容
設計目的避免背景技術存在的不足之處，設計一種閉環式數位化爐膛溫度燃燒控制方法，使爐膛內的溫度控制在被加熱模鍛所需的最佳溫度範圍內，以解決背景技術加熱工藝存在的缺陷。
設計方案為了實現上述設計目的，(採用)空燃比例控制技術同溫度數字控制技術，通過爐膛溫度實現閉環數字控制。在結構設計上，爐膛(溫度)採用數位化閉環控制，打破傳統燃燒配比，實現自動(燃燒)，通過大量實驗及數據採集，完成優化數據組合，完成天然氣超貧氧數控加熱技術。一是通過設定空氣壓力、燃氣壓力及爐膛溫度確定最佳燃燒狀態；二是通過設定空氣同燃氣比例確定最佳工件少氧化狀態；三是通過數理統計確定最佳空燃比。
在方法設計上，首先將被加熱模鍛的技術參數輸入至計算機處理系統，也就是說，在計算機處理系統中事先建立被加熱模鍛的(溫度)參數，然後將爐膛內的溫度(參)數及空氣壓力參數通過溫度傳感器和空氣壓力傳感器採集、傳輸至計算機處理系統，並且與計算機處理系統事先建方的參數進行比對、分析、處理後，指令溫度過程控制系統且由溫度過程控制系統指令空氣流量執行器工作，使貧氧燃燒爐膛內的天燃氣與空氣的配比達到所設計的配比量，達到所需的爐膛溫度。一是爐膛溫度傳感器(熱電偶)①採集爐膛溫度⑦------溫度過程控制儀②----計算機③-----空氣流量調節閥④------壓力傳感調節⑤------燃氣比例閥⑥----實現空氣同燃氣超貧氧燃燒⑦。二是通過實驗確定最佳爐膛溫度及最佳空燃比例。三是達到工件少氧化目的。
技術方案1天然氣超貧氧數控加熱方法，貧氧燃燒爐膛內天燃氣與空氣的比例控制，通過溫度傳感器採集貧氧燃燒爐膛內的空氣壓力數據和溫度數據經溫度過程控制系統至計算機處理系統，計算機處理系統對採集到的溫度數據進行處理、對比、分析後，指令溫度過程控制系統且由溫度過程控制系統指令空氣流量執行器工作，使貧氧燃燒爐膛內的天燃氣與空氣的配比達到所設計的配比量。
技術方案2天然氣超貧氧數控加熱爐，爐體裝有爐膛溫度傳感器(1)信號輸出端且通過溫度過程控制儀(2)至計算機處理系統(3)，爐體的進氣口為三通，一通通爐體的爐膛、一通通過空燃比例閥(6)通燃氣管道、另一通過空氣管道及空氣流量調節閥(4)接高壓空氣風機，空氣流量調節閥(4)的控制信號端接溫度過程控制儀的信號控制端。
本發明與背景技術相比，一是加熱全過程實現數字控制自動化加熱，能夠在短短的10多分鐘，使爐膛溫度上升到1200℃；二是工件在爐內實現少氧化加熱；三是系統解決天然氣加熱造成模鍛氧化皮基本無法取除，造成工件模鍛過程夾雜、夾皮問題。


圖1是天然氣超貧氧數控加熱方法框圖示意圖。
圖2是天然氣超貧氧數控加熱爐的結構示意圖。
圖3是燒嘴的結構示意圖。
圖4是燒嘴局部放大結構示意圖。
具體實施例方式實施例1參照附圖1和2。天然氣超貧氧數控加熱方法，貧氧燃燒爐膛內天燃氣與空氣的比例控制，通過溫度傳感器採集貧氧燃燒爐膛內的空氣壓力數據和溫度數據經溫度過程控制系統至計算機處理系統，計算機處理系統對採集到的溫度數據進行處理、對比、分析後，指令溫度過程控制系統且由溫度過程控制系統指令空氣流量執行器工作，使貧氧燃燒爐膛內的天燃氣與空氣的配比達到所設計的配比量。採用數位化燃燒控制數位化燃燒控制技術爐膛溫度傳感器(熱電偶)①採集爐膛溫度數據傳遞至溫度過程控制儀②及計算機③，通過運算輸出連續數據控制空氣蝶閥④導致流量及壓力連續變化，全過程均為數字傳輸及控制。採用比例燃燒技術是燃氣的流量根據空氣流量的壓力參數自動給定。空氣係數α＝0.61-0.85之間控制。空氣過剩係數α是燃燒的一個重要參數。它主要是影響燃燒氣氛是氧化還是還原，傳統燃燒α＝0.8以上。採用天然氣超貧氧數控加熱技術可以有效減少加熱氧化。確定空氣過剩係數α為0.69---0.85之間，相關調整根據變形加工工藝適調即可。爐膛燒嘴中圓周分布的多個燃氣徑向孔徑為10-φ5和10-φ6、多個燃氣斜孔為8-M4～10-M5和M6、多個空氣軸向斜孔為12-φ7和12-φ8、空氣軸向斜齒孔為7×14、8×14、8×15。
實施例2參照附圖1和2。天然氣超貧氧數控加熱爐，爐體裝有爐膛溫度傳感器1信號輸出端且通過溫度過程控制儀2至計算機處理系統3，爐體的進氣口為三通，一通通爐體的爐膛、一通通過空燃比例閥6通燃氣管道、另一通過空氣管道及空氣流量調節閥4接高壓空氣風機，空氣流量調節閥4的控制信號端接溫度過程控制儀的信號控制端。空燃比例閥6與空氣管道間裝有空氣壓力傳感器5，壓力傳感器5接空燃比例閥6。
需要理解到的是上述實施例雖然對本發明作了比較詳細的說明，但是這些說明只是對本發明說明性的，而不是對本發明的限制，任何不超出本發明實質精神內的發明創造，均落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種天然氣超貧氧數控加熱方法，其特徵是貧氧燃燒爐膛內天燃氣與空氣的比例控制，通過溫度傳感器採集貧氧燃燒爐膛內的空氣壓力數據和溫度數據經溫度過程控制系統至計算機處理系統，計算機處理系統對採集到的溫度數據進行處理、對比、分析後，指令溫度過程控制系統且由溫度過程控制系統指令空氣流量執行器工作，使貧氧燃燒爐膛內的天燃氣與空氣的配比達到所設計的配比量。
2.根據權利要求1所述的天然氣超貧氧數控加熱方法，其特徵是空氣過剩係數為0.69----0.85。
3.一種天然氣超貧氧數控加熱爐，其特徵是爐體裝有爐膛溫度傳感器(1)信號輸出端且通過溫度過程控制儀(2)至計算機處理系統(3)，爐體的進氣口為三通，一通通爐體的爐膛、一通通過空燃比例閥(6)通燃氣管道、另一通過空氣管道及空氣流量調節閥(4)接高壓空氣風機，空氣流量調節閥(4)的控制信號端接溫度過程控制儀的信號控制端。
4.根據權利要求3所述的天然氣超貧氧數控加熱爐，其特徵是空燃比例閥(6)與空氣管道間裝有空氣壓力傳感器(5)，壓力傳感器(5)接空燃比例閥(6)。
5.根據權利要求3所述的天然氣超貧氧數控加熱爐，其特徵是爐膛燒嘴中圓周分布的燃氣徑向孔徑為10-φ5和10-φ6、燃氣斜孔為8-M4～10-M5和M6、空氣軸向斜孔為12-φ7和12-φ8、空氣軸向斜齒孔為7×14、8×14、8×15。
全文摘要
本發明涉及一種天然氣超貧氧數控加熱方法，屬燃氣(工業爐)燃燒控制方法製造領域。貧氧燃燒爐膛內天燃氣與空氣的比例控制，通過溫度傳感器採集貧氧燃燒爐膛內的空氣壓力數據和溫度數據經溫度過程控制系統至計算機處理系統，計算機處理系統對採集到的溫度數據進行處理、對比、分析後，指令溫度過程控制系統且由溫度過程控制系統指令空氣流量執行器工作，使貧氧燃燒爐膛內的天燃氣與空氣的配比達到所設計的配比量。優點一是能夠在短短的10多分鐘，使爐膛溫度上升到1200℃；二是解決天然氣加熱造成模鍛氧化皮基本無法取除，造成工件模鍛過程夾雜、夾皮問題。
文檔編號F23D14/60GK1749646SQ20051010831
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月12日 優先權日2005年10月12日
發明者郭雲奇, 李毅, 張貝, 張琳, 李海濤, 何文超, 王守峰, 盧小舟, 周利軍 申請人:中鐵寶橋股份有限公司