淺談噴霧焙燒法中焙燒爐的控制

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1、淺談噴霧焙燒法中焙燒爐的控制【摘要】本文主要分別介紹了現(xiàn)有焙燒爐的典型控制系統(tǒng)：焙燒爐爐溫控制系統(tǒng)、焙燒爐爐頂壓力控制系統(tǒng)、焙燒爐給料流量控制系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，以供相關(guān)人員參考。【關(guān)鍵詞】噴霧焙燒法焙燒爐-I1刖S在鋼材的生產(chǎn)和加工過程中，需要通過鹽酸酸洗來提高鋼材的表面質(zhì)量。在酸洗過程中，F(xiàn)e2+的濃度會(huì)逐漸增加，當(dāng)其達(dá)到110~130g/l時(shí)，酸洗液就成為廢液排出。該廢液不僅含有大量余酸，且Fe2+和C1-離子濃度也相當(dāng)高，如果直接排放，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。目前處理酸洗廢液最有效的方法是噴

2、霧焙燒法，該方法利用FeC12在高溫、有充足水蒸氣和適量的空氣的條件下能定量水解的特性，在焙燒爐中直接將FeC12轉(zhuǎn)化為I1C1和Fe2()3,反應(yīng)生成的IIC1氣體被水吸收得到再生酸。這種封閉循環(huán)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生新的污染物，排放的尾氣也能夠達(dá)標(biāo),生產(chǎn)的再生酸濃度高、含F(xiàn)e2+少，返回酸洗過程循壞使用，而Fe203粉是生產(chǎn)軟磁等磁性材料的主要原料，可以帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。2典型控制系統(tǒng)在噴霧焙燒法中焙燒爐是整個(gè)生產(chǎn)工藝最關(guān)鍵的設(shè)備，針對(duì)焙燒爐的典型控制系統(tǒng)主要有以下幾種:2.1焙燒爐爐溫控制系統(tǒng)焙燒爐爐溫控制系統(tǒng)是噴霧焙燒工藝產(chǎn)品（鹽酸和氧

3、化鐵粉）質(zhì)量的關(guān)鍵，也是整個(gè)機(jī)組能否正常運(yùn)行的保證。采用溫度串級(jí)-雙閉壞變比值流量控制系統(tǒng)，效果其佳，控制系統(tǒng)框圖如圖1。在串級(jí)控制系統(tǒng)中，副回路應(yīng)盡可能包含較多的擾動(dòng)，同時(shí)也要注意主、副冋路擾動(dòng)數(shù)量的匹配問題。副冋路中如果包括的擾動(dòng)越多，其通道就越長(zhǎng)，時(shí)間常數(shù)就越大，其快速控制的效果就會(huì)降低，不能及時(shí)有效地克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)主、副冋路“共振”現(xiàn)象，系統(tǒng)不能正常工作。但副回路中包括的擾動(dòng)數(shù)量過少，對(duì)于改善系統(tǒng)的控制性能不利。在焙燒爐爐溫控制系統(tǒng)中，燃?xì)饬髁亢腿細(xì)鉄嶂底兓侵饕獢_動(dòng)，把該擾動(dòng)設(shè)計(jì)在副冋路內(nèi)是合理的。在串

4、級(jí)控制系統(tǒng)中，主、副調(diào)節(jié)器的作用也是不同的。主調(diào)節(jié)器是定值控制，副調(diào)節(jié)器是隨動(dòng)控制，系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)回路的要求冇所不同。主回路要求無余差，而且溫度控制滯后較大，所以引入積分I和微分D控制，選擇PID調(diào)節(jié)作用。副回路要求控制的快速性，所以不引入D控制。對(duì)燃燒系統(tǒng)而言，出于生產(chǎn)工藝安全考慮，燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣開式,這樣就保證當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，防止燃?xì)膺M(jìn)入焙燒爐，確保設(shè)備和人員安全。2.2焙燒爐爐頂壓力控制系統(tǒng)為了防止鐵粉或火焰外泄危及人身及設(shè)備安全，焙燒爐應(yīng)處于微負(fù)壓狀態(tài)。在焙燒爐爐頂壓力控制系統(tǒng)中，采用尾氣風(fēng)機(jī)交流變頻調(diào)速，

5、使得爐膛和整個(gè)尾氣系統(tǒng)處于穩(wěn)定的負(fù)壓狀態(tài)，保證了爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定,改善了環(huán)境，節(jié)約了能源（圖2）。2.3焙燒爐給料流量控制系統(tǒng)均勻給料對(duì)保證爐況穩(wěn)泄，提高產(chǎn)品質(zhì)量?jī)又匾P(guān)系，采用變頻泵給料，確保了連續(xù)均勻給料，同時(shí)還可以節(jié)約能源（圖3）。2.4燃燒系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制2.4.1?焙燒爐燒嘴聯(lián)鎖熄火為了人身和設(shè)備的安全，燃燒系統(tǒng)在下列情況下不能啟動(dòng)，必須熄火。（1）尾氣風(fēng)機(jī)停機(jī)；（2）助燃風(fēng)機(jī)停機(jī)；（3）燃?xì)鈮毫Φ陀诼?lián)鎖報(bào)警值；（4）燃?xì)鈮毫Ω哂诼?lián)鎖報(bào)警值；（5）助燃空氣壓力低于聯(lián)鎖報(bào)警值；（6）空燃比高于聯(lián)鎖報(bào)警值；（7）焙燒爐爐頂壓力高于

6、50Pa；（8）焙燒爐爐頂溫度高于聯(lián)鎖報(bào)警值；尾氣風(fēng)機(jī)和助燃風(fēng)機(jī)沒有啟動(dòng)時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)處于停產(chǎn)狀態(tài)，那么，燃燒系統(tǒng)不用啟動(dòng);燃?xì)鈮毫^低或過高時(shí),或者助燃空氣壓力過低時(shí)，燃燒系統(tǒng)都不能正常燃燒，存在不安全因素，因此要停止；燃?xì)夂涂諝獾谋嚷什缓线m時(shí)，可能存在爆炸的危險(xiǎn)，因此要停止；爐頂壓力不能保持負(fù)壓,存在不安全因素，因此要停止；爐頂溫度過高時(shí)，設(shè)備有損壞的可能，也要停止燃燒系統(tǒng)。2.4.2?焙燒爐燒嘴點(diǎn)火控制焙燒爐燒嘴能否成功點(diǎn)火燃燒是噴霧焙燒工藝的第一步，也是重要的一步，焙燒爐的燒嘴點(diǎn)火分為冷爐點(diǎn)火和熱爐點(diǎn)火兩種模式。（1）當(dāng)焙燒爐爐頂

7、溫度低于320°C時(shí)，采用冷爐點(diǎn)火模式。此時(shí)，首先進(jìn)入吹掃狀態(tài)，自動(dòng)打開助燃空氣調(diào)節(jié)閥，使其以一定開度對(duì)焙燒爐中連續(xù)送入空氣，大約持續(xù)30分鐘，以使?fàn)t內(nèi)沒有燃?xì)鈿埩?，保證點(diǎn)火時(shí)不會(huì)出現(xiàn)爆炸,吹掃狀態(tài)時(shí),燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥是關(guān)閉的。然后進(jìn)入點(diǎn)火狀態(tài),此時(shí)，燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開到默認(rèn)的點(diǎn)火開度，電子點(diǎn)火裝置打火點(diǎn)燃燒嘴。7秒鐘內(nèi)，如果火焰檢測(cè)裝置檢測(cè)到火焰，表示點(diǎn)火成功，進(jìn)入焙燒爐燃燒控制系統(tǒng)的自動(dòng)狀態(tài)；如果沒有檢測(cè)到火焰，則自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥，用助燃空氣對(duì)焙燒爐吹掃3分鐘，再次進(jìn)入點(diǎn)火狀態(tài)，此時(shí)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的默認(rèn)開度自動(dòng)增加一定量，如果多次點(diǎn)火不成功

8、，燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的默認(rèn)開度也增加到極限值，則不再進(jìn)入點(diǎn)火程序。（2）當(dāng)焙燒爐爐頂溫度高于320°C時(shí)，采用熱爐點(diǎn)火模式。此模式不進(jìn)入30分鐘吹掃程序，直接進(jìn)入點(diǎn)火狀態(tài)。在燒嘴的點(diǎn)火控制中，能否成功檢測(cè)到火焰，火