详解监控操作工艺参数之炉膛负压

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一、概述
加热炉抽力为在工艺炉内任何一点测量到的烟气的负压。

加热炉抽力是由炉膛内热烟气和外部大气中冷空气的温差不同（密度差）产生的；这种密度差异产生了一种力（“浮力”），倾向于使烟气产生向上的加速度。烟气会上升，直到它达到与空气密度相同的地方，或者其流动受到限制的地方。

∆P=0.0345H(1/(273+t1)-1/(273+t2))B
∆P ---抽力（Pa）；
H---炉膛高度（m）；
t1---外部空气温度（℃）；
t2---内部平均温度（℃）；
B---大气压力（pa）

加热炉抽力为助燃空气进入炉膛及炉膛漏风提供动力；烟气越热和/或周围空气越冷，密度差异越大，工艺炉内的抽力或负压也就越大。这就解释了为什么一些自然抽力工艺炉在冬季或夜间环境温度较低时（产生更大的抽力）能够处理更高的负荷，而在夏季或日间环境温度较高时（产生较小的抽力）则不能。

抽力损失是指空气或烟气在流经燃烧器、风道、空气加热器、炉膛、管束和烟囱时的压力降。在燃烧器术语中，燃烧器的抽力损失是指燃烧空气流经燃烧器风门挡板、外壳和燃烧器砖喉部的压力降。在自然通风工艺炉中，燃烧器压降是炉膛在燃烧器高度处的压力与该高度处大气压力之间的差值。

在强制通风工艺炉中，燃烧器压降是燃烧空气管道中的正压与燃烧器位置处炉膛内的负压之间的差值。平衡通风装置同时使用鼓风机和引风机。鼓风机提供足够的压力将燃烧空气通过燃烧器送入炉膛。引风机从系统中排出烟气。一个常被误解或混淆的点是平衡通风操作期间的工艺炉抽力。无论是自然通风工艺炉还是平衡通风工艺炉，炉膛和烟气系统都保持在负压下。燃烧器砖喉部是“平衡”点。在砖喉部的空气侧，燃烧空气应处于正压。在砖喉部的燃烧侧，烟气处于负压。

二、抽力采样

燃烧工艺炉应在炉内烟气流经路径中保持负压，此负压参数需要在炉膛工艺控制点进行测量监控。

最关键的负压测量监控点是工艺炉辐射炉膛的拱顶，因为此点应该是工艺炉的最小抽力点（对流部分和烟囱挡板的下游流动阻力)；在这一点保持轻微的负压可以确保整个系统的负压。这个位置的目标抽力通常为-25pa。

另一个抽力测量点是燃烧器的位置。这是为了确保在燃烧器位置上存在足够的压力差，以供应必须的燃烧空气流量。

第三个重要的抽力测量点是烟气从对流部分出口的位置。通过结合这一点的测量与炉膛顶部的抽力值，可以确定对流管束的抽力损失。这有助于识别对流部分的损坏或过度积垢。

应使用抽力变送器向控制室提供远程负压指示。由于炉膛的负压水平很低，因此设计压力变送器时，重要的是防止烟气中的水凝结在这些线路中，并导致错误的抽力读数。

辐射炉膛顶部的抽力是唯一需要持续监控的位置。整个炉膛和对流部分的抽力应始终比这个值更负。炉膛顶部的抽力通过调整烟囱中的挡板或通过调整引风机来控制。

三、报警联锁设置

工艺炉应对辐射段拱顶的压力设置报警，以此防止工艺炉产生正压。大多数工艺炉使用-13pa作为报警设置，此外报警值也应根据工艺炉的实际运行历史进行确认设置。