加熱爐及其燒嘴管路系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種加熱爐，特別涉及一種加熱爐及其燒嘴管路系統。
【背景技術】
[0002]加熱爐應用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業領域。在冶金工業中，加熱爐是將物料或工件(一般是金屬)加熱到軋制或鍛造溫度的設備。
[0003]對于采用燃氣或是天然氣作為燃料的加熱爐，在長時間停爐后，爐內溫度降低到燃料燃點以下，再點爐的過程中，按照作業程序，需要對燒嘴燃氣閥門前的燃氣進行放散并做“爆發試驗”，以檢驗燃氣濃度和是否混有氧氣，避免點爐過程中出現爆炸而造成設備甚至是人員傷害事故。
[0004]上述爆發試驗具體是指:在具有代表性的取樣點，用專用的桶狀容器(一般直徑10mm/長度600mm左右，兩端有可方便打開的蓋子)取燃氣樣，然后打開一端蓋子明火點燃。
[0005]若點燃后出現快速燃燒，甚至是輕微爆鳴，則說明燃氣內混有空氣，須要繼續放散，此時不可點燃燒嘴；若點燃后緩慢穩定燃燒至桶底，則證明燃氣純凈，沒有混入空氣；若點不著，則說明燃氣沒有到達該取樣位置，取樣中多數是之前置換空氣用的氮氣，須要進一步放散。
[0006]爆發試驗過程中需要確保燒嘴前燃氣閥門完全關閉，并無泄露。若出現燃氣泄露到爐膛內的情況，則點爐過程中爐膛內會出現爆鳴、甚至是爆炸，非常危險。
[0007]對于具體的點爐步驟，可參考圖1所示的管路結構，并參考如下:
[0008]閥門M1、M2、M4關閉，閥門D1、F1、F2打開，如此對兩閥門MU M2之間的管道和閥門M2至燒嘴S前閥門M4之間的燃氣管道進行充氮氣吹掃，目的是將上述管道內的空氣置換干凈。此時閥門M4代表爐區所有燒嘴前的切斷調節閥，也即在此步驟中，全部燒嘴前切斷調節閥均關閉。
[0009]在閥門Ql處取燃氣樣，做爆發試驗，若不合格，則閥門Ml前燃氣進行放散或是查找燃氣純度原因；若合格則進入后續步驟。
[0010]打開閥門Ml、M2，同時關閉閥門D1、F1，通過放散管將燃氣自閥門Ml處引至所有燒嘴切斷調節閥門M4前，該過程是用燃氣置換管路內原有的氮氣。
[0011]在閥門Q2處取樣做爆發試驗，若不合格，則繼續放散置換，若合格則進入下一步驟。
[0012]在燒嘴S前設置明火，打開燒嘴S前切斷調節閥門M4，即可完成燒嘴S點火工作。
[0013]以上沒有設置點火燒嘴的點爐過程存在一定風險，具體分析如下:
[0014]一般而言，加熱爐燒嘴布置簡化結構基本如圖2所示，圖2所示為三段燃燒控制的加熱爐，分為預熱段R1、加熱段R2和均熱段R3，并分別有一個流量調節閥M3-1、M3-2和M3-3(圖2中各閥門的功能與圖1相同時，該閥門標記的首字母相同)。
[0015]每一段(預熱段R1、加熱段R2或均熱段R3)又分出多個燒嘴，圖2中示出每段8個燒嘴，各燒嘴前切斷調節閥門依次標記，以預熱段為例，各閥門標記依次為M4-1-1至M4-1-8。
[0016]每一段均設置放散管和取樣點，閥門編號依次類推，例如閥門F2-1至F2-3、閥門Q2-1 至 Q2-3。
[0017]點爐過程中，先對所有的燃氣管路進行氮氣置換，置換干凈送燃氣后，一般選擇在管路“末端”取樣做爆發試驗，以確定是否可以點燃燒嘴。如圖2所示的“末端”取樣點在Q2-3閥門處，原因是此處距離燃氣引入點最遠，此處爆發試驗合格，則可證明其它位置燃氣純度合格，可安全點火。
[0018]上述過程中存在的主要問題是:燒嘴前閥門在長時間使用后，關閉狀態密封不嚴現象極易出現。結果是在“末端”爆發試驗合格(即末端燃氣純度達到點火要求時)前，爐膛內部若存在燒嘴前閥門關閉不嚴，已經存在一定濃度的燃氣與空氣的混合物。此時若爆發試驗合格、執行點火操作，而恰巧爐內混合氣體達到爆炸極限，則會出現生產事故，輕則爆鳴，重則造成重大設備和人身傷害事故。比如圖2中，末端取樣位置在閥門Q2-3，但燃氣先到達M3-1下側的預熱段Rl燒嘴，若預熱段Rl燒嘴前閥門M4-1-1至M4-1-8之間的任一個或多個關閉不嚴，則在閥門Q2-3處取樣爆發試驗合格時，預熱段Rl爐膛內就已經存在爆炸性混合氣體。
[0019]為規避上述風險，一般都設置點火燒嘴，點火燒嘴的燃氣直接引自加熱爐燃氣主管道的切斷閥前，即實現爐區送燃氣前，先點燃點火燒嘴，在爐膛內形成明火。此時再送爐區燃氣，進行放散和做爆發試驗。這個過程中若燒嘴前燃氣閥門關閉不嚴、出現燃氣泄露，由于爐膛內有明火，會及時發生燃燒，而不會在爐膛內集聚、并與空氣混合而形成爆炸氣氛。
[0020]以小型棒材加熱爐為例，其采用三段燃燒控制方式，燃料為混合燃氣或天然氣。爐頂燒嘴眾多，點爐時，一般是爐區燃氣管道首先進行氮氣置換操作，用氮氣從放散管頂出管道內的空氣，以避免后續燃氣在管道內與空氣中的氧氣混合產生爆炸氣體。一定時間后，爐區燃氣主閥門開啟，向爐區燃氣管道內沖入燃氣，再通過放散管進行置換放散，以保證燒嘴前燃氣管道內的燃氣純度。
[0021]在上述置換放散過程中，燒嘴前燃氣閥門是關閉的，并且要求不能出現泄露。在點爐前，為安全起見，要求燃氣置換后在燃氣管道末端(燃氣管路最長、管路拐彎最多處)取樣做爆發試驗，以驗證燃氣純度來確定是否可以點火。但是在上述過程中，若出現燒嘴前燃氣閥門關閉不嚴，尤其是燃氣首先到達的非末端，在末端爆發試驗合格之前，燃氣已經通過燒嘴進入爐膛內部，若泄漏量較大，則會在爐膛內形成爆炸氣氛，此時，若末端爆發試驗合格、點火，就可能會在爐膛內發生爆炸，出現設備損毀現象，甚至是人身傷害事故。
[0022]眾多閥門在使用過程中，受壽命、材料和密封面破壞、積灰污染等問題的影響，全部完全關閉的可能性較小，泄露不易避免。為避免上述爆炸問題的出現，一般單獨設置點火燒嘴。點火燒嘴的燃氣供應與爐區燃氣供應分離，從而實現點火燒嘴供應燃氣的情況下，爐區燃氣管道不供應燃氣，或是處于氮氣置換空氣的放散過程中。
[0023]具體操作時，首先對點火燒嘴管路進行氮氣置換、燃氣置換，然后爆發試驗合格后點燃，即可在爐膛內形成明火。但點火燒嘴所形成的明火火焰需要一定的覆蓋面，以避免爐膛內局部產生燃氣與空氣混合的爆炸氣體。
【實用新型內容】
[0024]本實用新型的目的在于提供一種燒嘴管路系統以及具有該燒嘴管路系統的加熱爐，以能夠無需單獨設置點火燒嘴，實現點火燒嘴功能，從而規避點爐風險。
[0025]為了實現上述目的，本實用新型提供的燒嘴管路系統如下:
[0026]一種燒嘴管路系統，包括閥門(Dl)，閥門(Dl)的第一端用于連接氮氣管網，第二端和一閥門(D2)的第一端連接；閥門(D2)的第二端和一閥門(Ml)的第二端、一閥門(M2)的第一端及第二端、一閥門(M3)的第一端連接；閥門(Ml)的第一端和一閥門(Ql)的第二端連接并用于和燃氣管網連接；閥門(M3)的第二端和一閥門(Q2)的第二端、一閥門(M4)的第一端、一閥門(F2)的第一端連接；閥門(Ql)的第一端、閥門(Q2)的第一端用于作為爆發試驗取樣點；閥門(M4)的第二端用于和燒嘴連接；閥門(F2)的第二端用于和放散管連接；閥門(Ml)的第二端和閥門(M2)的第一端還與一閥門(Fl)的第一端連接，閥門(Fl)的第二端則用于和放散管連接；其中，閥門(Dl)的第一端還和一閥門(dl)的第一端連接，閥門(dl)的第二端和一閥門(d2)的第一端連接，閥門(d2)的第二端連接于一閥門(ml)的第二端、一閥門(m2)的第一端，閥門(ml)的第一端和閥門(Ql)的第二端、閥門(Ml)的第一端連接；閥門(m2)的第二端和一閥門(q2)的第一端、一閥門(fl)的第一端、一閥門(m3)的第一端連接，閥門(q2)的第二端用于作為爆發試驗取樣點，閥門(fl)的第二端用于和放散管連接，閥門(m3)的第二端和閥門(M4)的第二端連接。
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