全氧煤氣烘烤器節能技改方案
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全氧煤氣烘烤器改造方案
本項目暫只包括1套鋼包烘烤器。以下內容，非特別說明，均為1臺系統的參數。
2.1 烘烤器的技術要求
1）烘烤時間：24～48h
2）烘烤溫度：室溫～1000℃
3）燃料節約率：同等條件，鋼包烘烤器的燃料節約率55%以上。
4）烘烤方式：按照設定的溫度曲線連續控溫，也可以使用流量曲線模式自動烘烤。
5）點火方式：實現自動點火和火焰檢測，以及配套的安全連鎖切斷保護，保證使用安全。
6）自動化水平：智能一鍵式操作，并實現精準的空燃比控制和溫度控制。
7）安全措施：實現煤氣監測、火焰監測、壓力、流量的安全自動連鎖。
2.2 舊有設備的拆除及修復
舊有的烘烤器的部分煤氣管道及設備、氮氣管道及設備、包蓋鋼結構支架、包蓋轉軸及懸臂、包蓋升降系統等利舊。
舊有的烘烤器的部分煤氣管道及設備、空氣管道及設備、助燃風機、鋼包蓋鋼結構、鋼包蓋耐材、原有燒嘴等拆除。
2.3 全氧主燒嘴
每臺烘烤器設置1臺轉爐煤氣全氧主燒嘴。燃燒器具有較大的調節比，且各種能力下燒嘴火焰穩定。
烘烤器的燒嘴火焰采用煙氣洄流和氧氣分級等方式，降低火焰溫度，保護耐火材料。燒嘴火焰長度可調節，滿足設備深度要求，燒嘴火焰的高溫區能夠達到包底。
本全氧燒嘴是根據鋼包烘烤類的設備進行的特別設計。火焰具有安全系數高、剛性好、溫度均勻高、調節比大等特點。
2.4 常明火點火燒嘴
烘烤器的主燒嘴配置2臺常明火點火燒嘴。使用時，先點燃點火燒嘴，保證使用過程中的常明火，并以小控大，保證主燒嘴點火安全。
常明火點火燒嘴采用耐高溫金屬材料制作，并藏于主燒嘴耐火澆注料內，可以保證長期高溫使用不損壞。烘烤時，點火燒嘴帶自動點火和火焰檢測，程序設定當點火燒嘴火焰檢測有效時，主燒嘴才可以開啟。
點火燒嘴以轉爐煤氣為燃料，采用自動高壓電點火，帶UV火焰監測接口。
2.5 助燃風機
全氧燃燒后，不需要空氣助燃，原有烘烤器的助燃風機拆除。
2.6 空氣管道系統
全氧燃燒后，不需要空氣助燃，原有烘烤器的空氣管道及設備全部拆除。
2.7 主燒嘴氧氣管道系統
廠區總管的氧氣管道及設備由業主負責，保證接點流量和接點壓力,接點前設有效手動切斷。
氧氣管道及設備采用不銹鋼材質無縫鋼管，并按安全規范要求進行禁油脫脂處理。
氧氣管道系統包括從氧氣接點到燒嘴前的所有氧氣管路、氧氣閥站、管路附件及各種必需的檢測元件。
每套烘烤器前配置一套燃燒控制閥組，所有閥門及儀表均安裝在控制閥架上。閥組盡量分上下層布置，減少站地空間。
氧氣、點火燃氣、氮氣、電控箱等共用閥組，進出口接口帶連接件。
2.8 主燒嘴燃氣管道
全氧改造后，燃氣的用量降低，原有燃氣管道管徑滿足改造后的使用要求。
原有主燒嘴燃氣管道上的手動蝶閥、手動盲板等有效切斷閥利舊。
主燒嘴燃氣管道為低壓管道，采用普碳鋼材質無縫鋼管或焊管。
主燒嘴燃氣配管包括從主燒嘴燃氣接點到燒嘴前的所有燃氣管路、管路附件及各種必需的檢測元件。
燃氣管道設置流量計（由賣方提供），在改造前安裝，用于測試改造前后燃氣消耗量的對比，確定節約效果。
2.9 點火燒嘴燃氣管道
點火燒嘴以轉爐煤氣為燃料，從主燒嘴燃氣管道的盲板閥后，切斷閥前引出。
點火燒嘴燃氣管道包括從主管道燃氣接口到點火燒嘴前的所有點火燒嘴燃氣管路、管路附件及各種必需的檢測元件。
點火燒嘴燃氣受穩壓控制，但不做流量檢測記錄，僅通過自身的電磁切斷閥實現開閉，并與自動點火、火焰監測等實現連鎖控制，保證使用安全。
2.10 點火空氣管道系統
點火空氣管道包括從助燃空氣總管接口到點火燒嘴前的所有點火空氣管路、管路附件及各種必需的檢測元件。
2.11 氮氣吹掃及儀表氣源管道
廠區總管的氮氣管道及設備由業主負責，保證接點流量和接點壓力，接點前設有效切斷。
氮氣主要用于燃氣管道、氧氣管道的吹掃。
氮氣也可以作為儀表氣源，具有無水、少塵等優點。
氮氣管道包括從氮氣接口到儀表氣源前的所有氮氣管路、管路附件及各種必需的檢測元件。
氧氣管道、燃氣管道設置吹掃及放散接口，方便檢修時，管道試壓和可燃氣體排空，保證檢修人員的安全。
2.12 包蓋鋼結構支架
烘烤器包蓋鋼結構支架利舊，強度不足的支架進行加固處理。
2.13 包蓋轉軸及懸臂
烘烤器包蓋轉軸及懸臂利舊。
2.14 包蓋升降系統
烘烤器包蓋升降系統、控制箱利舊。
2.15 包蓋鋼結構
鋼包蓋鋼結構新建。
鋼包蓋鋼結構由型鋼和鋼板組成，用于支撐和焊接鋼包蓋保溫材料。
鋼包烘烤器的鋼包蓋鋼結構固定在旋轉大臂上，隨著卷揚的轉動同時運動。
2.16 包蓋耐材
鋼包蓋耐材新建。
考慮到鋼包內溫度、火焰溫度、燒嘴孔洞密封性條件、鋼包散熱條件，鋼包蓋保溫結構采用厚度～250mm，預制的含鋯材質纖維模塊。
纖維模塊結構，可以減少散熱損失和蓋子耐材吸熱，蓋子表面溫度可降低至～80℃，降低環境溫度，可以有效保護蓋子表面的熱電偶和火焰檢測設備的電子原件，保證系統穩定的運行，同時減少熱量損失，降低燃料消耗。
鋼包蓋的外徑比鋼包的上包口直徑略大，可以減少因鋼包吊裝定位不準時，高溫火焰對包蓋邊緣鋼結構材料沖刷，降低鋼包蓋邊緣燒損導致的損壞機率。
為了防止鋼包邊緣鋼渣等對纖維模塊的損壞，可以在鋼包蓋外邊緣采用澆筑料結構，保證強度。
2.17自動化控制功能
2.17.1 燃氣流量自動控制
燃氣流量計為一體式結構，自帶溫度補償和壓力補償，流量信號經差壓變送器信號送控制系統，通過輸入燃氣總管調節閥的開度，控制燃氣流量。
3.17.2 氧氣流量自動控制
氧氣流量計為一體式結構，自帶溫度補償和壓力補償，流量信號經變送器信號送控制系統，通過輸入氧氣總管流量調節閥的開度，控制氧氣流量。
為了防止氧燃比失調，在自動控制狀態下氧氣流量與主燒嘴燃氣的流量配比系數進行安全連鎖，一旦氧燃比系數過高或過低，表示只有系統故障，只有單介質流通，系統將同時切斷氧氣和燃氣的快速切斷閥。
2.17.3 升溫溫度曲線控制
烘烤器采用連續溫度曲線控制，至少可以滿足8段升溫和保溫曲線控制功能，滿足鋼包耐材～250℃排游離水、～450℃排結晶水、～700℃耐材燒結、800℃～1200℃高溫烘烤功能。
采用熱電偶測量進行包蓋內溫度檢測，溫度測量信號送至自動控制系統，通過控制燃氣和氧氣流量，精確控制包內溫度。
為了保證系統穩定，設置2個熱電偶，并取溫度高的信號作為輸出信號（但排除熱電偶故障信號）。當某一熱電偶故障時，系統將提醒進行更換，同時另外一根熱電偶可以保證全自動系統正常工作。為了保證安全，當兩個熱電偶都故障時，系統可以采用流量自動控制模式，溫度控制模式失效。
升溫曲線可根據客戶要求設定，常用曲線可固化到程序里，本項目為用戶設定了～3條固化曲線，用戶也可以根據工藝的要求，自行修改升溫曲線。
2.17.4 升溫流量曲線控制
烘烤器也具有流量曲線自動控制功能。
根據工藝要求，設置升溫的連續流量控制曲線，通過控制燃氣流量，同時配比氧氣流量，控制鋼包的升溫過程。
流量曲線可根據客戶要求設定，常用曲線可固化到程序里，本項目為用戶設定了～3條固化曲線，用戶也可以根據工藝的要求，自行修改升溫流量曲線。
2.17.5 自動點火及火焰檢測控制
遠程控制點火燒嘴的點火電極開閉，點火燒嘴燃氣的開閉與點火動作和火焰檢測結果連鎖，實現自動點火和火焰檢測功能，保證使用安全。
點火失敗時，可再次點火，但多次點火失敗有次數限制，需要人工干預確認后才能再重新點火，防止點火多次失敗，燃氣泄露量過多引發點火安全。
點火燒嘴火焰狀態和主燒嘴燃氣的開閉連鎖，只有點火燒嘴常明火檢測有效，才能開啟燃氣切斷閥；火焰檢測失效，自動關閉燃氣切斷閥，從而保證火焰熄滅時的安全。為了不影響生產，系統設置了取消火焰檢測連鎖功能，但只有管理員才有權限處理。
2.17.6 手動功能
所有儀電的閥門，包括電磁閥、流量調節閥、快速切斷閥等，都留有手輪或者配置了手動閥旁通，當自動烘烤系統故障時，可實現手動烘烤功能。手動烘烤時，可人工手動調整燃氣、氧氣等的流量，保證生產。
2.18 計算機系統
全氧燃燒系統自動化儀表系統分為2級：L0級和L1級。
L0級是指現場測量儀表、執行元件等，主要完成過程參數的檢測、信號傳輸、執行控制動作；
L1級是基礎自動化級，接受L0級送來的信號并運算處理，向L0級執行元件發送執行指令。L1級控制系統實現過程參數的控制和監視，操作人員通過就地控制箱的觸屏對生產過程進行操作，監控。
2.18.1 控制程序及畫面
設置燃燒系統的控制程序及畫面，采用觸摸屏顯示及操作。
2.18.2 PLC系統
新增西門子S7-1200 PLC，以及相應的柜體、CPU、模塊等。
2.18.3 操作終端
各設備就地操作采用西門子9寸觸摸屏為交互界面就地控制。同時也設置了機械按鈕就地控制功能，保證觸摸屏故障時，機械按鈕可以正常使用，在靠近烘烤器附近的閥組PLC柜上就地控制。
2.18.4 計算機軟件
新增計算機控制軟件。按照工藝要求，固化幾條典型的升溫曲線，使之滿足鋼包升溫曲線要求。
工人使用系統時，只需要選擇點火開關和選定升溫曲線，其他動作都有自動化系統來完成。
2.18.5 數據存儲
所有燃氣、氧氣等的流量、壓力、溫度、等數據均有記錄并可按趨勢曲線顯示，所有報警信息均有記錄，可保存72h以上，以便查看。
2.18.6 遠程監控
PLC控制箱里設置了數據傳輸接口。甲方可以根據需要，決定是否將各烘烤器運行數據，通過光纖或網線接入遠程控制室，在操作室內實現遠程監控和、操作,并有利于全年數據管理和分析。
也可以在就地控制箱或遠程工作站內，增設無線傳輸設備，將所有現場檢測數據送至遠程終端，例如手機APP或者遠程工程師站。
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