二、炉子技术结构
台车炉主要由炉体(包括炉衬)、炉门、炉车、燃烧系统、管路系统、排烟及空气预热系统、炉压控制系统、密封系统、温度控制系统、计算机控制系统、报警与连锁系统等主要部分组成。
炉体主要由炉体钢结构和炉衬组成
炉体框架由槽钢和工字钢焊接成形,在充分考虑到炉子整体强度、架体结构下挠、变形等问题的基础上,尽量轻型化,使炉子的炉架轻巧并可靠。
炉外壁为δ4mm Q235A钢板,立柱间及立柱顶端之间均用槽钢拉住,形成网架结构,结实、牢固、可靠耐用。焊缝均匀平整,没有气孔、夹渣、裂纹、未熔合等缺陷,外观平直、光滑、没有皱折凹凸不平现象。
所有钢结构部分在焊接前进行喷砂处理、涂2遍防锈漆、面漆采用有机硅耐高温漆。
炉口面板热面部分采用耐热铸铁制作,减少炉口部分的热变形。
炉体底部四周设有耐热铸铁密封刀,与台车上的密封刀配合使用。
炉体上所有需要检查、检修、操作和维护的部位,都有平台和安全扶梯。
炉衬采用具有优良隔热保温性能的耐火纤维,要求使用寿命大于5年,耐温1100℃以上 (需提供耐火度检测报告) 。炉体炉衬纤维采用平辅+折叠块结构,其中炉衬模块用耐热不锈钢铆固件固定在炉体钢板上,纤维压缩量≥40%,炉体表面温升≤50℃。炉顶排烟口采用特制的转角模块。
炉门及其升降系统
炉门密封采用自重斜块压紧形式加气动压紧,炉门内衬采用耐火纤维,炉门关闭时,炉门支轴的导轮沿炉门立柱上的滑槽导向运行,当炉门重量支撑在炉口下沿时,由斜块的水平推力使炉门压紧炉口。同时炉门内衬与炉口的墙体压紧构成一道密封,炉门四周的纤维与炉门四周的铸铁边框构成第二道密封。炉门在设计中充分考虑高温下频繁进出料的要求。
炉门提升机构由电动葫芦、套筒滚子链和调节装置等构成。炉门提升和降落平稳。
炉门升降、炉车进出控制箱置于炉门附近,炉门升降设限位开关和死档,其中上升采用双限位,防止行程超限。限位开关均采用霍尼韦尔原装元器件。
台车及牵引机构
台车由耐火砌体、耐热铸铁边框、钢结构车架、滑动滚轮装置、轮牵引机构等组成;台车运行可靠、长期高温不变形。
台车钢架在设计上需充分考虑装料过程中工件的偏载现象,车架采用箱形梁框架结构。台车车架的设计和选材按3年内正常使用条件下的变形不影响台车的进出、密封、偏载考虑。
台车钢架四周设特制的耐热铸铁边框,与炉体两侧密封配合,保证炉车四周不变形。
台车传动机构采用走轮式自行走机构,采用制动电机配大比例摆线针轮减速机,通过齿轮驱动台车上的主动轮驱动台车行走。该机构能承受重载荷、运行平稳、制造安装简单、且可降低台车的跑偏。
台车牵引机构要满足承载量大,耐温性能较好,运行平稳,安装、维修方便等要求。
炉车进出、炉门控制箱置于炉门附近,炉车进出设限位开关和死档,防止行程超限,限位开关均采用霍尼韦尔原装元器件。
台车行走采用变频调速电机,以防行走到位时碰撞炉墙。
台车面为承重耐火层,下部隔热层为无石棉硅钙板和高强度轻质耐火砖,最上层为普通粘土质耐火砖。炉车四周为浇注料预制块,设计和选材按在3年内正常使用下台车表面没有明显的下沉考虑,满足生产工艺要求。
为解决台车耐火材料受热膨胀顶坏车边板,车边砖采用大块高强度浇注料预制块,低边高强度耐热铸铁车边板。台车边框由耐热铸铁构成密封,尽量考虑结构的互换性,边框与炉车用螺栓连接。
台车耐火砖两侧采用大块异形砖(与炉体两侧纤维浇注料成型块形成迷宫式结构),并比台车中间耐火砖低20mm,以防装卸料时冲断两侧的铸件护板,炉车中间摆放垫铁的部位采用大块浇注料预制块,要求耐冲击、耐压、使用寿命长、更换方便。
燃烧系统
高速调温自控烧嘴系统由高速烧嘴(自带离子火检电极)、智能型燃烧控制器、大小燃气电磁阀、空气双位调节阀、意大利原装高压点火器等组成。
所有的烧嘴均匀布置在炉子两侧下部,高度与垫铁高相适宜,前后位置要求与垫铁错开,并与对墙烧嘴无扰。
每套高速自控烧嘴均配有烧嘴控制器(内装德国霍科德控制器和意大利进口点火变压器)。烧嘴控制器置于烧嘴旁边,设有远程/就地两档切换开关,以方便现场调试和检测,可实现自动点火、大小火切换、熄火报警、熄火保护及再点火、紧急切断天然气等全过程的远程/本地控制。
本燃烧器配置专用自控阀门和手动流量调节阀,实现供风、供气的比例定量控制,所有阀门采用电关式。
在设计上采用高速烧嘴多点、低负荷、均匀供热设计方案。全炉控温分为若干区,在炉侧上部采用若干支K分度热电偶(每支热电偶对应一支烧嘴)来控制烧嘴系统及炉温,补偿导线采用耐高温K型补偿导线。
助燃空气供应系统
供风管路配置离心高压鼓风机一台,用于助燃风的供给。并设有自动调节阀门,可根据燃烧情况,自动调节空气系统压力和供风量,控制合理的燃烧比例。
炉前空气主管末端均设置带防护罩的防爆膜,以防天然气因阀门泄漏或其它原因渗入空气管路,产生燃气爆炸时,击穿防爆膜泄压,避免造成人身或设备伤害事故。
天然气管路系统
天然气进口总管上分别配置手动旋塞式切断阀(2道,第一道由招标人提供)、天然气过滤器、压力变送器、原装进口安全切断阀、自动减压稳压装置、安全放散管路等;应能根据燃烧情况自动调节天然气管路的压力和流量,保证燃烧系统良好的燃烧效果。
同时在天然气总管上设有燃气压力高限及低限两只压力开关,在助燃风机出口处安装一只低限压力开关,该信号作为燃气总管切断阀开启及烧嘴启动的连锁条件。
每套燃烧器可实现点火、熄火报警等全过程的自动控制。烧嘴重新自动点火前,需进行吹扫。
突然停电时,自动切断烧嘴前电动燃气阀及总管安全切断阀,通电后,由人工起动总管安全切断阀,进入正常吹扫点火程序;安全切断阀采用原装进口产品,动作方式为快关缓开型。
放散系统的设计安装按天然气设计规程执行。
压缩空气供应系统
压缩空气由工厂集中统一供给。
排烟及空气预热系统
二台热处理炉采用单独排烟方式。
空气预热采用高效管式空气预热器,以不锈钢管为主要换热组件,利用烟气热量将助燃空气预热。在炉温900℃时,预热空气温度≥300℃。在预热器前后各设一个排烟温度测量孔,排烟温度自动测量并显示。排烟温度要求≤400℃(高温时除外)。
预热空气温度自动测量并在上位机显示,预热空气温度超温时发出报警信号,并自动开启掺冷阀。也可人工开启掺冷阀,确保预热器使用安全。掺冷阀选用高温电子蝶阀执行机构。掺冷采用连续调节的掺冷控制方式,要求在掺冷时风压不会波动而影响燃烧。所有暴露的热风空气管保温采用硅酸铝耐火纤维保温棉包裹,外敷白铁皮,热风管外壁温升≤20℃。
炉压控制系统
预热器后排烟阀采用高温电子调节蝶阀(采用川仪ZH-W型电动执行器),通过自动调节阀门开度控制炉内压力,使炉压控制在最佳值,同时也可人工调节。炉膛压力、阀门开度可在工控机上显示,并可在控制室内手动/自动调节。
温度控制系统
烧嘴燃烧实现大火脉冲燃烧,由亚高速烧嘴、空/燃气调节阀、检测热电偶、烧嘴控制器、日本导电FP93温控仪表组成温度控制回路。热电偶检测的炉膛实际温度,通过温控仪表和设定的工艺温度进行比较计算,然后通过PLC输出参数信号来控制烧嘴的燃烧,从而使炉内温度和工艺设定温度保持一致,提高炉温的均匀性。
炉内温度记录均采用μR186横河-川仪中长图记录仪,采用耐高温K型补偿导线,满足工艺需要。
计算机控制系统
计算机硬件由研华工业控制机(最低配置要求:内存2G,硬盘250G,400W电源)、19寸进口三星显示器、UPS不间断稳压电源以及A4打印机等组成。要求抗干扰性强,可靠性高,对恶劣环境适应性强。
二台热处理炉公用一台工业控制机。
选用组态王软件或其他同等组态软件,所选用的组态软件稳定、工作性能可靠、抗干扰性强、兼容性好。
在工控机模拟控制界面上能够实时显示各烧嘴的开关,大小火,熄火状态及各部位的实际运行状态。并能够实现各种自动操作,显示动作的执行情况及主要故障点,发生各种故障时采用声光报警,以便于诊断维修。
软件完成工艺曲线的总设定、修改,在同一屏上显示、跟踪已设定的工艺曲线。
软件实现动态管理,对各区的给定、实测、偏差、控制状态进行实时显示与监控。
参数设定可输入日期、班次、操作者、炉次、材料牌号、装炉明细、工艺温度、工艺时间及控制调节参数、报警设置等控制参数的基本设置。可实现对工艺进行运行、暂停和停止操作。
软件实现各区控制参数的自动调用并实时显示。
软件能实现任意状态下查看、打印当前工艺执行情况(动态),以及5年时间内的任意工艺执行情况,包括:实时曲线、实时状态、运行参数、历史曲线、历史数据、权限管理、报警处理、工艺管理
报警与连锁
传动控制系统中的位置信号、压紧、升降、开合、密封、联锁及机械、电气、仪表安全报警信号采集等均采用PLC实现自动控制并与上位计算机进行通信。炉门升降、台车行走、炉门压紧、密封系统、风机启动等动作的控制,实现单独控制或连锁控制。为操作方便,在炉前设置操作台,以方便台车进出和炉门升降的操作。
为保证炉子安全运行,炉子必须设置如下连锁保护:台车进到位后,炉门才能下降;炉门关闭到位后,才允许点火;台车一出炉,燃烧器立即关闭;炉门上升到位后,台车才允许开动。
当炉膛温度超温、空气预热温度超温、炉膛压力超压、空气压力欠压或风机故障、压缩空气欠压,报警指示灯亮,并发出语音信号提示操作人员。
燃气欠压、风机故障或欠压、压缩空气欠压时系统报警,延时6秒后如故障仍未消除,则自动切断天然气电磁阀,同时自动快速切断总管安全切断阀。
密封系统
炉门与炉体采用炉门纤维与炉体纤维迷宫结构以及轻型防变形钢结构门框,结合斜块压紧装置。炉门下部设耐火纤维密封块与炉车压紧密封。
炉车端部与炉门的密封,利用炉门下降向内移动过程中,炉门下侧外凸纤维压紧炉车端部耐热铸铁块实现密封。
炉体和台车两侧的结合部采用机械推杆压紧纤维软密封方式。
台车和炉体后面的结合部采用弹簧纤维软边密封,利用炉车本身的动力压紧。
备品备件
每台炉子均随设备提供燃烧系统及易损件备件一套,包括烧嘴、烧嘴控制器、点火装置、火焰检测装置、所有继电器、所有电子阀门及所有电磁阀等。
其它要求
所有带量值传递的计量仪器、仪表在安装前须经国家计量部门检定认可,所需费用由投标方负责。
每台炉子的仪表系统均配置5KWA的稳压电源一台,满足控制系统平稳运行的需要。
为节省占地面积和便于管理,仪表控制柜外形采用立式,工控机与仪表控制柜采用一体化设计,显示器、键盘、鼠标采用嵌入式安装。
所有炉体外围的电线采用桥架布置,须安装在炉体外侧的上部,并考虑采取隔热措施和便于维修。
炉外的台车限位安装需考虑现场环境且须经招标方认可。
安全、环保和消防措施
安全、环保和消防措施按照设计要求和有关国家标准和行业标准执行。
所有的电气设备、电线埋敷管、仪表柜等都有安全接地装置,天然气管路上设有防静电接地装置。接地电阻≤4Ω。
炉顶、炉门架上方、热电偶处和所有需检修保养的部位,都设有符合国家安全规定的操作平台、扶梯和护栏。
应急控制
整套自控系统中各个子控制系统均设“远程”,“本地”和“停止”三套控制模式,具有多种应急控制手段,以确保系统的安全运行,实现安全连续生产。
环境保护及安全
热处理炉的排烟和噪声等指标、安全防护设计均需满足国家的有关标准和要求。
(1)烟气排放控制:
要求烟气黑度和NOx的排放可达林格曼等级0级。
(2)噪声控制
由高速烧嘴、风机产生的噪声符合GBJ87—85《工业企业噪声控制设计规范》。
投标人承担的工程项目内容满足消防验收要求。
电气及控制
本项目设单独配电室,并考虑预留一定的安装空间。
配电室要有完备的通风、降温设施以保证电气设备正常工作(投标方负责配置)。
本项目设集中控制室,并考虑预留一定的安装空间。
操作人员在集中控制室内能完成对各台设备的操作、监控等工作。通过通讯可以监视各台设备的运行状态以及获得各种数据。
控制室要有完备的通风、降温设施以保证控制柜内元件正常工作(投标方负责配置)。
电器要求
所有电器元件由供方选用国外或国内可靠产品,并请分别说明选用依据。
电气控制柜内应配置降温设施,保证电气装置充分降温和长时间稳定运行。设备上走线要考虑高温环境,安全、可靠、便于维修。
所有用电设备须按国家安全用电规范可靠接地,保证用电安全。
控制电缆和动力电缆在工作环境温度下能够可靠的长时间工作。
严格按照国家规范进行安装调试,电气安装要做到走线整齐美观、接线牢固准确、元器件布置合理、线号清晰明确,线缆敷设要做到布局合理、环境适应性强、安全可靠、固定牢靠。