加热炉及其烧嘴管路系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种加热炉及其烧嘴管路系统，在该烧嘴管路系统中，作为点火烧嘴使用的烧嘴具有单独的与炉区主放散系统彻底分离的放散管路及阀门。临时作为点火烧嘴的正常烧嘴具有一定的火焰覆盖面积，以满足整个炉膛明火覆盖要求。选用的烧嘴在作为点火烧嘴使用的作用完成后，通过供应该烧嘴燃气管路的切换，作为正常烧嘴使用。作为点火烧嘴使用时的燃气供应管路，引自炉区燃气主管切断阀前，该管路的吹扫置换用氮气，也接自炉区氮气主管道上、自动氮气吹扫阀门之前。本实用新型专利技术无需设置单独的点火烧嘴，采用加热炉现有烧嘴，对烧嘴的管路、阀门等进行优化设计，实现点火烧嘴功能，规避点炉风险。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加热炉，特别涉及一种加热炉及其烧嘴管路系统。
技术介绍
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10mm/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MU 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Ql处取燃气样，做爆发试验，若不合格，则阀门Ml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Ml、M2，同时关闭阀门D1、F1，通过放散管将燃气自阀门Ml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Rl烧嘴，若预热段Rl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Rl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。以小型棒材加热炉为例，其采用三段燃烧控制方式，燃料为混合燃气或天然气。炉顶烧嘴众多，点炉时，一般是炉区燃气管道首先进行氮气置换操作，用氮气从放散管顶出管道内的空气，以避免后续燃气在管道内与空气中的氧气混合产生爆炸气体。一定时间后，炉区燃气主阀门开启，向炉区燃气管道内冲入燃气，再通过放散管进行置换放散，以保证烧嘴前燃气管道内的燃气纯度。在上述置换放散过程中，烧嘴前燃气阀门是关闭的，并且要求不能出现泄露。在点炉前，为安全起见，要求燃气置换后在燃气管道末端(燃气管路最长、管路拐弯最多处)取样做爆发试验，以验证燃气纯度来确定是否可以点火。但是在上述过程中，若出现烧嘴前燃气阀门关闭不严，尤其是燃气首先到达的非末端，在末端爆发试验合格之前，燃气已经通过烧嘴进入炉膛内部，若泄漏量较大，则会在炉膛内形成爆炸气氛，此时，若末端爆发试验合格、点火，就可能会在炉膛内发生爆炸，出现设备损毁现象，甚至是人身伤害事故。众多阀门在使用过程中，受寿命、材料和密封面破坏、积灰污染等问题的影响，全部完全关闭的可能性较小，泄露不易避免。为避免上述爆炸问题的出现，一般单独设置点火烧嘴。点火烧嘴的燃气供应与炉区燃气供应分离，从而实现点火烧嘴供应燃气的情况下，炉区燃气管道不供应燃气，或是处于氮气置换空气的放散过程中。具体操作时，首先对点火烧嘴管路进行氮气置换、燃气置换，然后爆发试验合格后点燃，即可在炉膛内形成明火。但点火烧嘴所形成的明火火焰需要一定的覆盖面，以避免炉膛内局部产生燃气与空气混合的爆炸气体。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种烧嘴管路系统以及具有该烧嘴管路系统的加热炉，以能够无需单独设置点火烧嘴，实现点火烧嘴功能，从而规避点炉风险。为了实现上述目的，本技术提供的烧嘴管路系统如下:一种烧嘴管路系统，包括阀门(Dl)，阀门(Dl)的第一端用于连接氮气管网，第二端和一阀门(D2)的第一端连接；阀门(D2)的第二端和一阀门(Ml)的第二端、一阀门(M2)的第一端及第二端、一阀门(M3)的第一端连接；阀门(Ml)的第一端和一阀门(Ql)的第二端连接并用于和燃气管网连接；阀门(M3)的第二端和一阀门(Q2)的第二端、一阀门(M4)的第一端、一阀门(F2)的第一端连接；阀门(Ql)的第一端、阀门(Q2)的第一端用于作为爆发试验取样点；阀门(M4)的第二端用于和烧嘴连接；阀门(F2)的第二端用于和放散管连接；阀门(Ml)的第二端和阀门(M2)的第一端还与一阀门(Fl)的第一端连接，阀门(Fl)的第二端则用于和放散管连接；其中，阀门(Dl)的第一端还和一阀门(dl)的第一端连接，阀门(dl)的第二端和一阀门(d2)的第一端连接，阀门(d2)的第二端连接于一阀门(ml)的第二端、一阀门(m2)的第一端，阀门(ml)的第一端和阀门(Ql)的第二端、阀门(Ml)的第一端连接；阀门(m2)的第二端和一阀门(q2)的第一端、一阀门(fl)的第一端、一阀门(m3)的第一端连接，阀门(q2)的第二端用于作为爆发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧嘴管路系统，包括阀门(D1)，阀门(D1)的第一端用于连接氮气管网，第二端和一阀门(D2)的第一端连接；阀门(D2)的第二端和一阀门(M1)的第二端、一阀门(M2)的第一端及第二端、一阀门(M3)的第一端连接；阀门(M1)的第一端和一阀门(Q1)的第二端连接并用于和燃气管网连接；阀门(M3)的第二端和一阀门(Q2)的第二端、一阀门(M4)的第一端、一阀门(F2)的第一端连接；阀门(Q1)的第一端、阀门(Q2)的第一端用于作为爆发试验取样点；阀门(M4)的第二端用于和烧嘴连接；阀门(F2)的第二端用于和放散管连接；阀门(M1)的第二端和阀门(M2)的第一端还与一阀门(F1)的第一端连接，阀门(F1)的第二端则用于和放散管连接；其特征在于，阀门(D1)的第一端还和一阀门(d1)的第一端连接，阀门(d1)的第二端和一阀门(d2)的第一端连接，阀门(d2)的第二端连接于一阀门(m1)的第二端、一阀门(m2)的第一端，阀门(m1)的第一端和阀门(Q1)的第二端、阀门(M1)的第一端连接；阀门(m2)的第二端和一阀门(q2)的第一端、一阀门(f1)的第一端、一阀门(m3)的第一端连接，阀门(q2)的第二端用于作为爆发试验取样点，阀门(f1)的第二端用于和放散管连接，阀门(m3)的第二端和阀门(M4)的第二端连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞明，王军新，武剑，张凯，赵培胜，徐雷，张亮，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37