一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法，包括以下步骤：分别抽取加热炉的目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气；分别将抽取的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气冷却到目标温度；对火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气中的目标成分进行分析，分别获得火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据；求取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据的平均值，然后将平均值与预定阈值进行比较，根据比较结果调整目标燃烧器的空燃比。本发明专利技术还提供了控制轧钢加热炉烟气中的NOx的系统。本发明专利技术可以准确连续地检测每台燃烧器产生的NOx，可以确保NOx达标排放。可以确保NOx达标排放。可以确保NOx达标排放。

【技术实现步骤摘要】
一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法及系统


[0001]本专利技术涉及轧钢节能环保领域，具体涉及一种控制轧钢加热炉烟气中NOx的方法，还涉及一种控制轧钢加热炉烟气中NOx的系统。

技术介绍

[0002]燃料与空气在高温燃烧时就会释放出氮氧化物，主要包括一氧化氮、氧化亚氮、二氧化氮几种类型，其中一氧化氮约占95％、二氧化氮仅占5％，燃料燃烧产生的NOx 95％以上来源于高温条件下的热力型NOx，即为高温条件下N2和O2发生激烈的原子碰撞而成，该反应温度为1500℃，而且随着温度升高，生成的NOx成指数上升(见图1)。现有技术中，工业上控制NOx的产生有以下几个途径，源头上控制O2含量、燃烧温度，末端则是采用吸收转化等措施。
[0003]加热炉作为轧钢厂能耗大户，其消耗的能源为轧钢厂的90％左右，加热炉燃烧过程的炉气温度高达1300℃，而火焰温度则达到1800
‑
2500℃。在如此高的燃烧温度条件下，由图1可知，若O2含量偏高，则大量产生NOx。因此，如何准确检测加热炉燃烧器产生的NOx是控制的关键所在。
[0004]现有技术在检测NOx时，把采样管固定在加热炉炉膛或烟道内的一定位置上，通过采集炉膛、烟道里的NOx含量来对整个加热炉的每个燃烧器的空气燃料比进行无差别的调节控制。然而，加热炉中包括众多的燃烧器，例如一台大型轧钢加热炉的可控燃烧器数量为6
‑
18个，小时烟气排放量达到10万立方米，可见单独通过在炉膛一定位置上安装一台NOx检测仪来调整各个燃烧器的空气燃料比，明显是不能达到精准控制的，而且漏洞比较多。
[0005]另外，现有技术还通过在加热炉烟气排放系统上安装NOx检测仪进行检测，由于烟气由众多燃烧器产生的NOx集合在一起，因此这样的检测方法更加粗糙，调整燃烧器空燃比难度更大。
[0006]此外，有时加热炉由于破损或是密封不严，炉门、炉底、炉墙处均有漏风，渗漏进加热炉的O2会进一步加剧NOx的产生，若此时一味地通过调节全炉的燃烧器来控制NOx明显是不够准确的，这时候不论是尾部检测还是炉膛内部的固定检测都不能发挥作用，甚至产生误导。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种控制轧钢加热炉烟气中NOx的方法，还提供一种控制轧钢加热炉烟气中NOx的系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法，包括以下步骤：
[0010](1)分别抽取加热炉的目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气；
[0011](2)分别将步骤(1)中抽取的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气冷却到目标温度；
[0012](3)对步骤(2)中的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气中的目标成分进行分析，分别获得火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据；
[0013](4)求取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据的平均值，然后将平均值与预定阈值进行比较，根据比较结果调整目标燃烧器的空燃比。
[0014]进一步地，若目标成分NOx
平均值
≥50mg/m3，则降低目标燃烧器的空燃比。
[0015]进一步地，若目标成分O
2平均值
≥2.5％vol，则降低目标燃烧器的空燃比。
[0016]进一步地，若出现目标成分CO、H2、CH4中的一种或几种时，则增大目标燃烧器的空燃比。
[0017]进一步地，在步骤(2)中，目标温度为150℃
‑
180℃。
[0018]进一步地，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
[0019]在目标燃烧器进口外壁处开设取气孔，通过所述取气孔抽取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气。
[0020]本专利技术还提供一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的系统，所述系统包括：
[0021]抽气管，其用于分别抽取加热炉的目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气；
[0022]冷却装置，其用于分别将抽取的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气冷却到目标温度；
[0023]高温烟气分析仪，其用于对冷却后的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气中的目标成分进行分析，分别获得火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据；
[0024]控制装置，其用于计算并且求取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据的平均值，并且将平均值与预定阈值进行比较，根据比较结果调整目标燃烧器的空燃比。
[0025]进一步地，在所述目标燃烧器进口外壁处开设取气孔，所述抽气管通过所述取气孔抽取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气。
[0026]进一步地，所述取气孔距离所述目标燃烧器中心位置300
‑
800mm，所述取气孔的孔径为15
‑
35mm。
[0027]进一步地，还包括热电偶，其用于检测经所述冷却装置冷却后的烟气的温度。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：
[0029]本专利技术研究了燃烧器的燃烧过程中的火焰的形状、温度以及NOx的产生地，通过分别抽取加热炉的每个目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气，并且分析烟气中的目标成分，根据目标成分数据的平均值与预定阈值的比较结果，来确定如何调整每个燃烧器的空燃比。本专利技术的方法可以准确连续地检测每一台燃烧器产生的NOx，进而指挥现场操作进行精准控制，形成针对每一台燃烧器的空燃比操作规则，实现NOx的导向性精准控制。此外，在解决燃烧器NOx控制的同时，还检测是否存在CO、H2、CH4，并且根据检测结果来调整空燃比，因而可以实现高效燃烧，降低燃料消耗，同时本专利技术的方法工艺简单且适应性强。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx随温度变化的曲线示意图；
[0032]图2为本专利技术的控制轧钢加热炉烟气中NOx的方法的流程示意图；
[0033]图3为本专利技术的控制轧钢加热炉烟气中NOx的系统的布局示意图；
[0034]图4为本专利技术的轧钢加热炉的燃烧器的火焰的示意图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0036]如图2所示，本专利技术提供了一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法，包括以下步骤：
[0037](1)分别抽取加热炉的目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制轧钢加热炉烟气中的NOx的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别抽取加热炉的目标燃烧器的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气；(2)分别将步骤(1)中抽取的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气冷却到目标温度；(3)对步骤(2)中的火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气中的目标成分进行分析，分别获得火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据；(4)求取火焰外焰的根部、中部、以及顶部处的烟气的目标成分数据的平均值，然后将平均值与预定阈值进行比较，根据比较结果调整目标燃烧器的空燃比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若目标成分NOx
平均值
≥50mg/m3，则降低目标燃烧器的空燃比。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若目标成分O
2平均值
≥2.5％vol，则降低目标燃烧器的空燃比。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若出现目标成分CO、H2、CH4中的一种或几种时，则增大目标燃烧器的空燃比。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，目标温度为150℃
‑
180℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖利，任艳丽，税烺，鄢攀邻，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：