富氧烤包器：安全连锁控制功能方案设计

富氧烤包器安全连锁控制功能方案设计

1、烤包器支架

利旧部分：

（1）立式烘烤器机架：直立于地面的框架结构架，采用型钢制作，其受力单体全部采用三角形桁架结构，底板固定在地面上，其特点是应力分布均匀，强度大，刚性好，在机架的顶部安装的轴承座，是烤包盖旋转倾动的枢纽。

（2）吊臂：是烤包器机架与烤包器盖的连接组件，用于承接包盖的重量，其后部与旋转轴焊接，带动摇包盖竖向摆动。

改造部分：

该方案具有自动点火功能，故烘烤区域上方需设置包盖，扣在浇包包口之上，防止浇包温度损失和隔热，保护烧嘴和管路避免被浇包热量烤坏，烤包盖内采用耐高温硅酸铝模块。另外，各烧嘴电气部分需采用有效的隔热护板进行防护。

2、烧嘴设计

根据燃料特性及具体工况，进行初步设计，经过热平衡测算，燃烧器选用

DST-BD-OE-250高效富氧型燃烧器。DST-BD-OE-250烧嘴燃气口管径暂定为DN65，助燃风管径为DN65，燃烧管口径φ194，烧嘴结构设置有阻火盖，防止火焰或温度过高对烧嘴及点火装置造成损坏，保护烧嘴和管路避免被浇包热量烤坏等。

该烧嘴具有如下特点：

• 高火焰温度和高热辐射强度；
• 加快燃烧速度，促进燃烧完全；
• 降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间；
• 增加热量利用率；
• 降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量，减少热量损失；
• 降低烟气中氮氧化物含量，达到环保要求。

3、点火方式

自动点火系统将被引入以替换现有的手动点火方式。这一系统将利用电子控制设备来确保点火的可靠性和安全性，可大大减少了操作人员的劳动强度和潜在的安全风险。

自动/手动控制系统将为操作人员提供更大的灵活性。该系统允许在自动和手动模式之间无缝切换，以应对不同的生产需求或应急情况。

4、火焰检测

本系统配备的火焰检测探头ZW-4/J安装于稳定的固定支架上，并精确地对准燃烧器的火焰位置。该火焰检测探头设计具有较高的灵敏度，能够对紫外光谱范围内的火焰辐射进行高度选择性的探测。这种探头利用光电传感技术，能有效识别火焰在紫外区域的特定波长，从而实现对各种火焰状况的实时监控。

5、测温系统

本系统的测温组件采用了高精度的现场温度测量设备，例如，可以使用型号为PT-100或PT-200的铂电阻温度传感器，这些传感器能够提供±0.1°C到±0.5°C的测量精度，实现精确的温度监测和记录。控制系统通过与温度传感器兼容的信号接口模块，SCM-100信号调节模块，接收精确的温度反馈信号，并在高分辨率的工业级触摸屏上进行直观显示。

6、燃气管路配置

燃气管路自主供气站引出，经型号为PR-100的高效过滤器处理后，通过具有良好耐腐蚀性的管路延伸至烤包器的转臂处。在此，燃气管路与经过精密加工的转轴连接器相连，确保了机械稳定性及密封性。各燃烧器的分支管道遵循流体动力学原理布置在包盖上，优化了气体流动和火焰分布。

燃气管路与主供气管道相接，经过上游的过滤处理后，分别输送至各个烘烤器的对接口。主管道以及管道上的手动阀、气动阀、调节阀等设备均进行利旧处理。在燃气主管路系统中，安装了型号为ZR-80的压力变送器，该变送器能准确监测管道内压力变化，并与型号为SV-300的燃气切断阀连锁。这种连锁装置设定了细致的压力控制点，使得当管道内的压力低于或高于预设值时，SV-300切断阀能够迅速自动切断燃料供应，避免潜在的安全风险。

在分支管路上，集成了型号为EV-101的点火电磁阀和手动隔离球阀MV-102，这些设备保证了燃烧器点火的可靠性和安全性。EV-101电磁阀具备快速响应功能，确保即时点燃，而MV-102手动隔离球阀则提供了进一步的安全隔离。

为了实时监控燃气管路的安全状态，采用了型号为LD-400的泄漏检测报警系统。该系统敏感度高，能在早期发现微小泄漏并发出警报。与LD-400系统联动的是紧急切断装置，一旦检测到泄漏或系统故障，该装置能立即关闭气源，从而保障操作环境的安全。

7、氧气管路配置

氧气输送系统自主氧气站引出，通过专为氧气设计的管线，如型号为OF-305的不锈钢管，分支至烘烤器的对接口。主要配件，包括阀组和控制系统，可以采用型号为VM-200的模块化安装支架固定于烘烤器旁，或者选用型号为Sk-400的撬装式集成系统以便于预制和安装，确保系统的紧凑性和易于维护。

在氧气管路沿线，配置了多种关键的测量和控制设备，包括但不限于：标准型号为FM-101的流量计，用于准确监测氧气流量；手动隔离球阀MV-101，提供初级切断功能；减压阀RV-102，用于降低并稳定氧气压力；精密调节阀TV-103，实现对氧气流量的细微调整；以及压力变送器ZR-80，将管路压力转换为电信号以进行远程监控。

放散阀RV-103用于安全释放过量压力，切断阀SV-101允许在紧急情况下迅速封锁气体流动，止回阀CV-101防止介质倒流。氧属扩散性混合器OM-500确保氧气与其他气体均匀混合，而氧含量分析仪OA-600连续监测氧气浓度以确保安全和过程控制的需要。

整个氧气管线采用不锈钢304材质，这种材料因其优异的耐腐蚀性和清洁性而适用于氧气输送。所有管线均经过脱脂处理，去除表面油脂，这对于氧气系统的安全至关重要，因为油脂可增加燃烧风险。此外，管路系统的设计遵循了严格的工业标准，如ASME B31.3过程管道规范，确保系统的完整性和可靠性。

8、压缩空气管道

压缩空气为气动调节阀、气动切断阀提供气源动力，管径为DN15，流量0.25L/min，压力0.4—0.6MPa。

9、助燃风管路配置

助燃风管路主要由风机、手动蝶阀、变频器等几部分组成。风机采用变频拖动，与氧气空气混合装置对接；操作人员可手动或自动调节给定值控制变频器输出控制风量。 

10、电控系统功能

燃控系统的电控部分设计为一个就地控制柜，用于集中接入现场的各类检测设备和执行机构。该系统采用了高性能的可编程逻辑控制器（PLC），以实现与现场设备的实时数据交互，并支持实时监控、远程控制以及报表生成等功能。以下是控制柜具体实现的功能：

电控系统主要由以下几个模块组成：

• 包盖位置控制，负责包盖上下翻转的控制；
• 点火控制，利用电子控制设备来确保点火的可靠性和安全性；
• 火焰监测，通过火焰检测探头实时监测火焰的存在与强度，并提供相应的运行信号；
• 仪表测量与显示，负责采集系统压力、流量、温度等关键参数，并在控制柜上进行实时显示；
• 助燃风机控制，采用变频驱动器（VFD）来控制风机的启停和转速，以适应不同的燃烧需求；
• 氧气流量控制，通过质量流量计实时监测并调节充入燃烧室的氧气流量，确保燃烧效率；
• 燃气流量控制，精确控制燃气的配比流量，以满足特定燃烧过程的需求。

在燃烧控制方面，PLC作为控制单元，通过高速数据处理和复杂的控制算法，实现了对燃烧过程的精确控制。PLC负责接收来自火焰检测系统的信号，并根据这些信号调整燃气、氧气及空气的流量，以维持稳定的燃烧状态。同时，PLC还能根据仪表测量系统提供的实时数据，对燃烧过程进行优化，提高燃烧效率，减少排放。

此外，PLC还能与助燃风机的变频驱动器进行通信，根据燃烧需求动态调整风机的转速，从而控制燃烧空气的供应量。这种闭环控制系统能够确保燃烧过程的稳定性和经济性，同时降低能耗。

11、安全连锁系统

燃气压力保护系统：在燃气管道上安装压力变送器，以实时监测管道内的燃气压力。当检测到入口压力低于设定的下限值时，系统将自动触发供气紧急切断阀关闭，以防止燃气供应不足导致的设备故障或安全风险。

熄火保护联锁：系统具备熄火保护功能，通过火焰检测器实时监控燃烧状态。一旦由于系统波动或其他外部因素导致意外熄火，控制系统将立即启动联锁控制序列，发送信号至相应的阀门执行机构，实现快速关闭，从而防止燃气泄漏和潜在的再燃风险。

超温报警系统：在关键测温点部署温度传感器，以监测系统的运行温度。如果传感器检测到的温度超过预设的安全阈值，系统将激活声光报警装置，同时启动应急响应程序，以保护设备免受过热损害，并确保操作人员的安全。

泄露检测与报警系统：在燃气设备安装区域内，布置高灵敏度的可燃气体检测探头。这些探头能够检测环境中的可燃气体浓度，并在达到预设的报警阈值时启动联锁动作。系统将发出报警信号，并通过控制逻辑切断气源，以降低火灾或爆炸的风险。此外，系统还可配备紧急通风和排气装置，以进一步确保区域安全。

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