【摘要】本文介绍了蓄热式换向加热炉的基本结构、工作原理，以及对不升温的几种可能情况进行分析；
【关键字】换向系统；空煤比；监测系统；蓄热室；
1 蓄热式加热炉基本结构
加热炉由炉衬、炉架、预热系统（蓄热室）、燃烧装置、炉前管道、排烟系统、炉用机械、控制系统、监测系统等部分组成[1]。
蓄热式加热炉主要是利用高温烟气（烟气温度高达600-1200℃，占供入炉内热量30%左右）加热蓄热室内的蓄热体，然后利用蓄热体预热冷空气（将空气预热到450-600℃左右）来实现节约能源、降低煤气消耗，加快升温速度[1～2]。发生炉煤气依次通过主管道的一道闸板阀、盲板阀、煤气切断阀后分为前后两个区，每个区分别经过煤气调节阀、流量孔板、煤气换向阀然后通过组式烧嘴进入炉膛。空气经过鼓风机插板阀后分为前后两个区，每区分别经过空气调节阀、空气孔板、空气换向阀、蓄热室（预热）、旋塞阀进入炉膛。预热后的空气与煤气在燃烧式内混合燃烧达到锻造所需温度1250℃。
2 工作原理
蓄热式加热炉工作原理如下：（见图1）
图1 蓄热式加热炉工作原理
在A状态下，空气经空气换向阀后送至炉子左侧的蓄热室，自下而上流过蓄热室中的蓄热体预热，然后通过蓄热室上方多个喷口喷入炉膛。此时炉子左侧煤气阀打开，右侧煤气阀关闭。煤气通过煤气换向阀送至炉子左侧组式烧嘴喷入炉膛，与其下方喷入的热空气在燃烧室混合燃烧，产生的高温火焰加热物料。与此同时，右侧的蓄热室处于排烟状态。煤气燃烧产生的烟气由引风机产生的负压经喷口进入右侧蓄热室的上方，自上而下流经蓄热体后，烟气中大部分热量被蓄热体吸收，然后经管道流经空气换向阀、排烟阀、引风机，以设定温度（140℃）以下的温度经烟囱排入大气。3分钟后，换向控制系统（PLC）发出换向指令，空气换向阀动作，左侧供风管道变为排烟管道、右侧排烟管道变为供风管道；同时左侧煤气阀关闭，右侧煤气阀打开，整个加热炉由A状态变为B状态。经过约3分钟后系统再次换向。上述过程交替进行，完成燃烧、加热和余热回收过程。煤气阀开度由设定温度与实际温度决定，实际值高于设定值时煤气阀关小，实际值低于设定值时煤气阀开大。空气阀由煤气量及空煤比决定。排烟阀受烟温控制，当烟气温度高于设定温度时，排烟阀自动关小，减少排烟量以免烟温过高烧损引风机。当烟气低于设定温度排烟阀自动开大，增加排烟量，增强蓄热体蓄热效果。多余烟气自炉后辅助烟道经过烟道闸板排入大气。
3 不升温的几种状况分析
蓄热式加热炉影响升温的因素很多，归纳起来主要有以下几点：
3.1 空气、煤气不同步；
当监测系统检测到空气换向阀处于A状态时，空气由左侧进入炉膛，此时左侧煤气换向阀打开，右侧关闭；但当空气、煤气不同步时（既空气由一侧进入炉膛，而煤气由另一侧进入炉膛）；就会造成煤气随烟气抽入排烟管道，导致正常燃烧的煤气量不足，热量不够，无法升温。而且煤气进入烟道易造成事故，而此时煤气空气流量监测装置监测到的流量处于正常值。
3.2 空气换向阀不严；
当空气换向阀不严时，空气流量监测装置检测到的流量足够，但由于空气换向阀不严，空气随烟气管道排入大气中，没有进入炉膛燃烧，导致空气量不足，燃烧不充分，导致炉子升温慢或不升温。
3.3 监测系统测量不准确；
当监测系统线路受到外界干扰、流量计零点漂移、流量检测管路堵塞或漏气同样可导致煤气、空气流量检测值与实际值不同。尤其是当煤气检测不准时按设定空煤比给定的空气流量就会不足或过剩，导致升温速度慢或不升温。
3.4 炉前管道局部泄漏或堵塞
对蓄热式加热炉而言，当煤气管路泄露很容易察觉，不会造成太大影响；但当炉子停炉后再点炉时若煤气管路旋塞阀未完全打开会影响煤气供应量，导致煤气量不足。当空气管路局部跑风或堵塞（比如蓄热室内部蓄热体高温板结，、蓄热室烧损导致内部蓄热体进入管道内或蓄热室上方进风孔堵塞）。导致空气煤气混合不均，或一方流量不足，影响升温速度或不升温。
3.5 风机偷停或反转
风机是否运行一般是通过控制回路检测的，当风机停止运行时监测系统会检测到进而停炉，便于操作者发现。由于某种原因导致主回路空开跳或断路器断路时，风机会停止运行。而此时若主回路仍接通的话，监测系统会检测到风机仍处于运行状态。另外当加热炉处于A状态时，左侧供风，右侧排烟，供风由鼓风机实现，排烟由辅助烟道和引风机所在主烟道共同实现。但若风机电机接反，导致风机反转，同样影响升温速度。尤其是当鼓风机反转，燃料燃烧所需空气严重不足，而辅助烟道也排烟，没有空气来源。
以水锻分厂7#加热炉5×13×5（m）升温慢的情况为例：
7#加热炉经操作者反应前区升温速度慢，前后区温差100多度。经过检查认为前区风量不足导致（虽然按监测系统检测到的流量值足够燃烧使用）。停炉后发现蓄热室及炉前管道堵塞。但清理完成后点炉发现问题仍未解决，对此台加热炉重新检查后发现风机处有轻微放炮现象，炉内正压大，经过调试分析后发现造成此次问题的主要原因是空气换向阀反向。即当加热炉处于A状态时，煤气与空气由左侧进入炉膛；后区正常，但前区煤气由左侧进如，空气由右侧进入，左侧处于排烟状态。导致空气与煤气混合不均匀，燃烧不充分，煤气随烟气进入辅助烟道燃烧，升温慢。同时部分煤气由于引风机负压作用吸入蓄热室，在蓄热室内部燃烧，导致烟温过高，排烟阀开度很小，这也就是放炮的原因。而造成空气换向阀反向的主要有两个原因：1、更换气缸时压缩空气软管方向接反；2、换向阀发生故障时，维修人员维修后现场对调电磁阀线圈试验气缸是否动作正常，试验后忘记将电磁阀线圈对调回来。此两种原因都会造成空气换向阀反向，但同时也会造成检测限位反向。所以，肯定是维修人员将检测限位对调，所以画面上空气换向阀显示的状态（A、B）与后区相同。导致问题难以发现。虽然检测限位只起检测作用，不参与控制，但他是现场实际情况的真实体现，不能随意更改，否则会误导维修人员正常检查维修。
4 结束语
本文以水锻分厂7#加热炉不升温为例，对蓄热式加热炉不升温的几种可能情况进行探讨。以上几点都会导致加热炉不升温或升温慢；有些因素影响较小，不容易被发现，但会与其他因素共同作用导致不升温；有些因素的影响是渐变性的，结果不会立即显现出来。有些因素监测系统能够检测到，但有些因素监测系统检测不到甚至误导我们正常判断。需要我们认真仔细思考，判断。
参考文献：
[1] 王秉铨.工业炉设计手册[M].机械工业出版社.1996，4～239
[2] 刘义杰.实用节能手册[M].国防工业出版社.1988，226～227
