CN108977649A - 一种天然气退火炉的环保控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气退火炉的环保控制方法，包括：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。解决现有技术中存在退火炉内天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，导致废气颗粒排放向大气而产生环境污染的技术问题。达到了保证各种生产条件下，实现天然气完全燃烧，绿色运行，避免燃烧***波动等条件下产生的环境污染与资源浪费的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金行业环保生产技术领域，尤其涉及一种天然气退火炉的环保控制方法。
背景技术
目前，天然气退火炉明火加热区域即预加热/无氧化炉(PF/NOF)，主要由烧嘴、后燃烧***及排烟***组成。PF/NOF的作用为利用明火烧嘴燃烧天然气对带钢进行加热，炉内为无氧化气氛，避免带钢表面发生氧化。预加热炉与无氧化炉入口相连，无氧化炉产生的烟气经预加热炉流向排烟***并由排烟风机排至大气中。预热炉采用NOF无氧化热加热炉内产生的高温废气进行带钢预热，自身没有加热设备，不具备自身加热的条件。当天然气连续退火炉面对不同规格产品，应对检修等必备性设备调整作业，以及退火炉升降温等，极易出现天然气不完全燃烧。由于品种结构切换由市场决定，存在必然性。但，每次切换都会出现常化炉加热工艺波动，引起天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，存在极大的环保危害。
发明内容
本发明提供了一种天然气退火炉的环保控制方法，用以解决现有技术中存在退火炉内天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，导致废气颗粒排放向大气而产生环境污染的技术问题。
本发明提供了一种天然气退火炉的环保控制方法，所述方法包括：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。
优选的，所述控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧，包括：通过后燃2***温度控制，将后燃2***目标温度控制为800℃；通过退火工艺调整，将后燃1***区域实际温度达到760℃以上；通过所述炉压***将所述后燃1区域炉内压力为15-20Pa。
优选的，所述控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧，包括：将无氧化加热区域内空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5。
优选的，所述将无氧化加热区域内所述空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5，包括：在被加热工件尾部进入加热炉内之前调整所述空燃比。
优选的，所述在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度，包括：将速度调整幅度控制为5m/min/2min。
优选的，所述根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧，包括：当被加热工件表面吸热系数降低至0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1.05，将补燃***调整至1.5；当被加热工件表面吸热系数大于0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1以下，将补燃***调整至1.2以下。
优选的，所述监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量，包括：当检测到每立方天然气空气消耗量降低至9.6立方助燃空气以下时，实际燃烧过程中通入至少9.6立方助燃空气；当检测每立方天然气消耗量大于9.6立方助燃空气时，实际燃烧过程中通入对应检测需求量的助燃空气。
优选的，所述后燃***由所述后燃1***和所述后燃2***组成。
优选的，所述通过退火工艺调整，将后燃1***区域实际温度达到760℃以上，包括：当所述后燃1***温度不到760℃时，关闭退火炉的无氧化加热区域，切断天然气通入。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
在本发明实施例提供的一种天然气退火炉的环保控制方法，所述方法包括：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。解决了现有技术中存在退火炉内天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，导致废气颗粒排放向大气而产生环境污染的技术问题。达到了保证各种生产条件下，均实现天然气完全燃烧，对于连续生产、高频次工艺切换等情况，绿色运行意义重大，可以避免燃烧***波动等条件下产生的环境污染与资源浪费的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例的一种天然气退火炉的环保控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中退火炉天然气加热及废气排放示意图。
附图标记说明：后燃1***1，后燃2***2。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种天然气退火炉的环保控制方法，解决了现有技术中存在退火炉内天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，导致废气颗粒排放向大气而产生环境污染的技术问题。
本发明实施例中的技术方法，总体思路如下：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。达到了保证各种生产条件下，均实现天然气完全燃烧，对于连续生产、高频次工艺切换等情况，绿色运行意义重大，可以避免燃烧***波动等条件下产生的环境污染与资源浪费的技术效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例中一种天然气退火炉的环保控制方法的流程示意图。如图1所示，所述方法包括：
步骤S10：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；
进一步的，所述控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧，包括：将无氧化加热区域内空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5。
进一步的，所述将无氧化加热区域内所述空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5，包括：在被加热工件尾部进入加热炉内之前调整所述空燃比。
具体而言，通过对空燃比的控制，来控制燃料的反应量，应理解本发明实施例中所述空燃比是可燃混合气中空气与燃料之间的质量的比例，一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。将加热炉内的补燃空气量增加，确保退火炉内未完全燃烧的天然气有足够的助燃空气进行燃烧，使所述退火炉内稳定燃烧，同时通过所述空燃比控制对实际助燃空气通入量进行调整，将无氧化加热区域内空燃比在非稳定生产阶段调整至1.05，将补燃***调整至1.5，且在合格被加热工件的尾部即将进入所述加热炉内时进行调整所述空燃比，保证具备充足的助燃空气。通过天然气与助燃空气通入量的调节使在加热状态下天然气与助燃空气量相匹配，保证所述退火炉内天然气进行充分燃烧。
步骤S20：在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；
进一步的，所述在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度，包括：将速度调整幅度控制为5m/min/2min。
具体而言，在所述退火炉内稳定燃烧，使得目标加热稳定一定的前提下，通过速度控制，保证加热功率不存在大幅度的波动，将速度调整幅度控制为5m/min/2min，其中5m/min/2min表示2分钟内速度最大调整幅度为5m/min，举例而言，如果运行速度计划由20m/min提高至30m/min时，需首先由20m/min提高至25m/min，保持至少2分钟后，再将速度由25m/min提高至30m/min，不能在2分钟内速度调整幅度超过5m/min。
步骤S30：根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；
进一步的，所述根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧，包括：当被加热工件表面吸热系数降低至0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1.05，将补燃***调整至1.5；当被加热工件表面吸热系数大于0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1以下，将补燃***调整至1.2以下。
具体而言，再根据被加热工件表面吸热的效果变化，利用所述空燃比控制***进行应对，即当所述被加热工件表面吸热系数降低至0.5时，需将无氧化加热区域空燃比调整至1.05，将补燃***调整至1.5，且在较低吸热系数工件即将进入加热炉前进行调整。反之，当被加热工件表面吸热系数大于0.5时，可将无氧化加热区域空燃比调整至1以下，将补燃***调整至1.2以下。通过控制所述被加热工件表面吸热效果的变化调整补燃空气的通入量，达到被加热工件热吸收状态下的天然气与助燃空气量相匹配，使得在功率波动情况下的天然气可以完全燃烧。
步骤S40：监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；
进一步的，所述监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量，包括：当检测到每立方天然气空气消耗量降低至9.6立方助燃空气以下时，实际燃烧过程中通入至少9.6立方助燃空气；当检测每立方天然气消耗量大于9.6立方助燃空气时，实际燃烧过程中通入对应检测需求量的助燃空气。
具体而言，通过天然气热值数据采集模拟，使得热值仪数据波动时燃烧可以控制，通过监控天然气热值与每立方天然气的空气消耗量，当检测每立方天然气空气消耗量降低至9.6立方助燃空气以下时，实际燃烧过程中需通入至少9.6立方助燃空气，保证有充足的阻燃空气；当检测每立方天然气消耗量大于9.6立方助燃空气时，实际燃烧过程中通入对应检测需求量即可，举例而言，当检测出每立方天然气消耗量为10.8立方助燃空气时，需要的助燃空气大于9.6立方，那么实际燃烧过程中实际通入的助燃空气为10.8立方，保证其充分燃烧。
步骤S50：控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。
进一步的，所述控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧，包括：通过后燃2***2温度控制，将后燃2***2目标温度控制为800℃；通过退火工艺调整，将后燃1***1区域实际温度达到760℃以上；通过所述炉压***将所述后燃1区域炉内压力为15-20Pa。
进一步的，所述后燃***由所述后燃1***1和所述后燃2***2组成。
进一步的，所述通过退火工艺调整，将后燃1***1区域实际温度达到760℃以上，包括：当所述后燃1***1温度不到760℃时，关闭退火炉的无氧化加热区域，切断天然气通入。
具体而言，最后通过燃烧反应条件控制，通过后燃2***2温度控制***，将后燃2***2目标区域温度控制为800℃，且不得大于850℃，以实现未完全燃烧天然气在此区域的稳定燃烧。通过退火炉无氧化区域目标温度设定，使得后燃1***1区域实际温度达到760℃以上，实现天然气自燃，以实现未完全燃烧天然气在此区域的稳定燃烧。通过炉压控制***，使得后燃1***1区域炉内压力保持15-20Pa，使得未完全燃烧的天然气在后燃***内有充足燃烧时间，使充分燃烧。另外，当退火炉处于降温等状态下，所述后燃1***1温度无法达到760℃时，关闭退火炉的无氧化加热区域，切断天然气通入。本发明实施例通过炉压控制、废气量控制、空燃比控制、退火速度控制、后燃1***温度控制、后燃2***温度控制、带钢表面系数影响控制、补燃空气量控制，使加热状态下天然气与助燃空气相匹配、被加热工件热吸收状态下的天然气与助燃空气匹配及加热条件的控制，再应对目前PID控制，针对突然变化的稳定性控制。解决了天然气不完全燃烧等情况下产生的冒黑烟等环保风险，达到了保证各种生产条件下，均实现天然气完全燃烧，对于连续生产、高频次工艺切换等情况，绿色运行意义重大，可以避免燃烧***波动等条件下产生的环境污染与资源浪费的技术效果。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本发明实施例提供的一种天然气退火炉的环保控制方法，所述方法包括：控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。解决了现有技术中存在退火炉内天然气不完全燃烧，出现冒黑烟现象，导致废气颗粒排放向大气而产生环境污染的技术问题。达到了保证各种生产条件下，均实现天然气完全燃烧，对于连续生产、高频次工艺切换等情况，绿色运行意义重大，可以避免燃烧***波动等条件下产生的环境污染与资源浪费的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种天然气退火炉的环保控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧；
在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度；
根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧；
监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量；
控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制燃烧反应条件，通过炉压***控制，使剩余天然气在后燃***内充分燃烧，包括：
通过后燃2***温度控制，将后燃2***目标温度控制为800℃；
通过退火工艺调整，将后燃1***区域实际温度达到760℃以上；
通过所述炉压***将所述后燃1区域炉内压力为15-20Pa。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制空燃比，将加热炉内补燃空气量增加，使退火炉内稳定燃烧，包括：
将无氧化加热区域内空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将无氧化加热区域内所述空燃比在非生产时调整至1.05，将补燃***调整至1.5，包括：
在被加热工件尾部进入加热炉内之前调整所述空燃比。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述退火炉内稳定燃烧下，通过控制速度，保证加热功率的波动幅度，包括：
将速度调整幅度控制为5m/min/2min。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据空燃比及被加热工件表面吸热变化调整补燃空气通入量，使天然气完全燃烧，包括：
当被加热工件表面吸热系数降低至0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1.05，将补燃***调整至1.5；
当被加热工件表面吸热系数大于0.5时，将无氧化加热区域空燃比调整至1以下，将补燃***调整至1.2以下。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控天然气热值数据，根据检测的空气消耗量控制通入助燃空气量，包括：
当检测到每立方天然气空气消耗量降低至9.6立方助燃空气以下时，实际燃烧过程中通入至少9.6立方助燃空气；
当检测每立方天然气消耗量大于9.6立方助燃空气时，实际燃烧过程中通入对应检测需求量的助燃空气。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述后燃***由所述后燃1***和所述后燃2***组成。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过退火工艺调整，将后燃1***区域实际温度达到760℃以上，包括：
当所述后燃1***温度不到760℃时，关闭退火炉的无氧化加热区域，切断天然气通入。
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