[实用新型]加热炉及其烧嘴管路系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种加热炉，特别涉及一种加热炉及其烧嘴管路系统。

背景技术

加热炉应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。在冶金工业中，加热炉是将物料或工件(一般是金属)加热到轧制或锻造温度的设备。

对于采用燃气或是天然气作为燃料的加热炉，在长时间停炉后，炉内温度降低到燃料燃点以下，再点炉的过程中，按照作业程序，需要对烧嘴燃气阀门前的燃气进行放散并做“爆发试验”，以检验燃气浓度和是否混有氧气，避免点炉过程中出现爆炸而造成设备甚至是人员伤害事故。

上述爆发试验具体是指：在具有代表性的取样点，用专用的桶状容器(一般直径100mm/长度600mm左右，两端有可方便打开的盖子)取燃气样，然后打开一端盖子明火点燃。

若点燃后出现快速燃烧，甚至是轻微爆鸣，则说明燃气内混有空气，须要继续放散，此时不可点燃烧嘴；若点燃后缓慢稳定燃烧至桶底，则证明燃气纯净，没有混入空气；若点不着，则说明燃气没有到达该取样位置，取样中多数是之前置换空气用的氮气，须要进一步放散。

爆发试验过程中需要确保烧嘴前燃气阀门完全关闭，并无泄露。若出现燃气泄露到炉膛内的情况，则点炉过程中炉膛内会出现爆鸣、甚至是爆炸，非常危险。

对于具体的点炉步骤，可参考图1所示的管路结构，并参考如下：

阀门M1、M2、M4关闭，阀门D1、F1、F2打开，如此对两阀门M1、M2之间的管道和阀门M2至烧嘴S前阀门M4之间的燃气管道进行充氮气吹扫，目的是将上述管道内的空气置换干净。此时阀门M4代表炉区所有烧嘴前的切断调节阀，也即在此步骤中，全部烧嘴前切断调节阀均关闭。

在阀门Q1处取燃气样，做爆发试验，若不合格，则阀门M1前燃气进行放散或是查找燃气纯度原因；若合格则进入后续步骤。

打开阀门M1、M2，同时关闭阀门D1、F1，通过放散管将燃气自阀门M1处引至所有烧嘴切断调节阀门M4前，该过程是用燃气置换管路内原有的氮气。

在阀门Q2处取样做爆发试验，若不合格，则继续放散置换，若合格则进入下一步骤。

在烧嘴S前设置明火，打开烧嘴S前切断调节阀门M4，即可完成烧嘴S点火工作。

以上没有设置点火烧嘴的点炉过程存在一定风险，具体分析如下：

一般而言，加热炉烧嘴布置简化结构基本如图2所示，图2所示为三段燃烧控制的加热炉，分为预热段R1、加热段R2和均热段R3，并分别有一个流量调节阀M3-1、M3-2和M3-3(图2中各阀门的功能与图1相同时，该阀门标记的首字母相同)。

每一段(预热段R1、加热段R2或均热段R3)又分出多个烧嘴，图2中示出每段8个烧嘴，各烧嘴前切断调节阀门依次标记，以预热段为例，各阀门标记依次为M4-1-1至M4-1-8。

每一段均设置放散管和取样点，阀门编号依次类推，例如阀门F2-1至F2-3、阀门Q2-1至Q2-3。

点炉过程中，先对所有的燃气管路进行氮气置换，置换干净送燃气后，一般选择在管路“末端”取样做爆发试验，以确定是否可以点燃烧嘴。如图2所示的“末端”取样点在Q2-3阀门处，原因是此处距离燃气引入点最远，此处爆发试验合格，则可证明其它位置燃气纯度合格，可安全点火。

上述过程中存在的主要问题是：烧嘴前阀门在长时间使用后，关闭状态密封不严现象极易出现。结果是在“末端”爆发试验合格(即末端燃气纯度达到点火要求时)前，炉膛内部若存在烧嘴前阀门关闭不严，已经存在一定浓度的燃气与空气的混合物。此时若爆发试验合格、执行点火操作，而恰巧炉内混合气体达到爆炸极限，则会出现生产事故，轻则爆鸣，重则造成重大设备和人身伤害事故。比如图2中，末端取样位置在阀门Q2-3，但燃气先到达M3-1下侧的预热段R1烧嘴，若预热段R1烧嘴前阀门M4-1-1至M4-1-8之间的任一个或多个关闭不严，则在阀门Q2-3处取样爆发试验合格时，预热段R1炉膛内就已经存在爆炸性混合气体。

为规避上述风险，一般都设置点火烧嘴，点火烧嘴的燃气直接引自加热炉燃气主管道的切断阀前，即实现炉区送燃气前，先点燃点火烧嘴，在炉膛内形成明火。此时再送炉区燃气，进行放散和做爆发试验。这个过程中若烧嘴前燃气阀门关闭不严、出现燃气泄露，由于炉膛内有明火，会及时发生燃烧，而不会在炉膛内集聚、并与空气混合而形成爆炸气氛。