摘 要： 燃氣彩偏窯是以氣體燃料作為能源，通過對燃燒過程的自動控制，達到溫度**控制，滿足彩偏磁芯燒結工藝要求。同時，對燃燒過程中的熄火、燃燒氣體和助燃空氣壓力超過正常范圍、排煙不暢等進行有效控制，保證**生產。
關鍵詞： 燃燒； 天然氣； 窯； 控制； 溫度； **保護
隨著我國信息產業的高速發展，市場對顯示器的需求量快速增長，相應對彩偏磁芯的需求量也隨之增加。市場需求量的增加，生產廠商急劇擴大產量，使市場競爭更加激烈，彩偏磁芯價格下降，生產廠家急需降低生產成本。能使用廉價的能源取代電加熱進行彩偏磁芯的燒結，為生產廠家降低生產成本提供了保證，而我國西氣東送為此提供前提條件，為此我們開發出了用于彩偏磁芯燒結的燃氣窯，滿足市場的需要，為生產廠家降低能源消耗成本。
燃氣彩偏窯燃燒過程的溫度控制、**保護是一個比較復雜的過程。必須依靠先進的控制技術，根據燃氣彩偏窯的結構特點和生產工藝要求，自動、準確、連續的對各種熱工參數進行檢測、監視、記錄，并按照工藝要求進行自動調節，從而滿足彩偏磁芯對燒結的要求。
1 燃燒系統的組成
設計燃氣窯的用氣量時，一般有兩種方法：計算法和經驗法。前一種是從熱平衡的關系中求得窯爐的用氣量；而后一種方法是參照同類窯爐的數據，選用所設計窯爐的燃氣用量。燃氣彩偏窯的燃氣用量設計中我們選用后一種方法。與同等規模的電加熱窯爐相比較，某燃氣彩偏窯的保溫功率為380ｋＷ，電窯其熱效率是燃氣窯的1．4倍以上，
其中Ｐ：電窯的有功功率（ｋＷ）；
Ｔ：時間（ｓ）；
Ｋ1：與電窯相比的熱效率比值；
Ｋ2：燃氣的燃燒值；
λ：1卡＝4．18（Ｊ）；
Ｂ：每小時耗氣量
可見該燃氣彩偏窯每小時的耗氣量約為56 ㎡/ｈ。
全窯設計多組燒嘴，采用明焰加熱，小流量多燒嘴，窯腔上下、對側交錯排列。
根據窯爐加熱區功率分配表設計燃燒系統原理圖。外部提供的天燃氣受各種因素影響，壓力會發生波動，而且提供的天燃氣壓力要高于燒嘴正常燃燒所需壓力，所以在天燃氣總管上，設置穩壓降壓裝置，使燃氣壓力達到使用要求。原理如圖1所示。
圖中手動球閥1主要用于停窯時切斷天燃氣。天燃氣經過1后進入2（減壓閥）進行**級降壓，對壓力進行粗調。3為過濾器，4為燃氣流量計，用它對天燃氣的流量進行監測， 5和9是壓力開關，當**壓力低于設定值時，壓力開關5將信號傳送給主控單元，關閉系統電磁閥，切斷天然氣；當二級壓力高于設定值時，壓力開關9將信號傳送給主控單元，關閉系統電磁閥，切斷天然氣。6和10為壓力表，用于對**壓力和二級壓力的監測。7為電磁閥，設置雙重電磁閥的目的是為了增加燃氣自動**系數，8為穩壓閥。
天燃氣經降壓穩壓后共分為多個支路，給多個控溫點提供穩定的氣源。每一個控溫點由如下器件組成，原理如圖2所示。
圖中：11為手動球閥，當出現故障需要維修時，手動球閥11切斷該支路的燃氣，12為穩壓閥，13為燃氣電磁閥，受燃燒控制器控制，點火和正常工作時，燃氣電磁閥13打開，出現燒嘴熄火時，關斷天燃氣；14為流量計，方便用戶測試燒嘴燃氣流量。15為空－燃比例閥，自動調節助燃空氣和天燃氣比例，使燃燒達到*佳狀態，也可以通過空－燃比例閥15調節窯內（氧化或還原）氣氛，16為燒嘴，彩偏窯的所有燒嘴都是等溫燒嘴，等溫燒嘴的*大特點是結構簡單，工作穩定可靠，完全滿足彩偏磁芯燒結的工藝要求。17為電動執行機構，它是由侍服電機和空氣蝶閥組成，控制助燃空氣的大小。18空氣手動球閥，對助燃空氣進行切斷。
3 溫度與燃燒控制
全窯分為14個溫區，25個控溫點。每一個控溫點由溫度控制儀、電動執行器、燃氣電磁閥、空燃比例閥、燃燒控制器、點火變壓器、燒嘴、熱電偶等共同組成一個完善ＰＩＤ閉環控制系統。見圖3。
選用多功能的智能溫度控制儀來實現對各點的溫度控制。熱電偶測量溫度的毫伏信號送入溫度控制儀，經過濾波、放大、Ａ/Ｄ轉換，然后與給定的值比較，得到一個偏差值后，按照預先設置ＰＩＤ算法進行運算，運算結果經Ｄ/Ａ轉換，放大轉化為4～20 ｍＡ標準的控制信號，并將此信號傳送給電動執行器；電動執行器根據信號大小控制空氣蝶閥的開度，即助燃空氣的大小；助燃空氣的大小通過氣路傳遞給空－燃比例閥；空－燃比例閥自動調節燃氣量，使天燃氣和空氣達到*佳空燃比，電動執行器和空－燃比例閥共同控制火焰大小來達到控制溫度的目的。
每一個控溫點為一獨立控制小單元。溫度控制原理圖見附1。
點火是溫度控制的起點，合上點火開關，燃燒控制器自動啟動點火變壓器點火，同時打開燃氣電磁閥，如果連續三次未點燃火，燃氣控制器將自動關閉燃氣電磁閥，并給出一個報警信號。
自動控制窯溫和燃燒的過程中，空－燃比的控制是*重要的。空－燃比由空－燃比例調節閥控制。空氣過剩系數的大小，直接影響天燃氣燃燒的狀況及廢氣排放量。空氣過剩系數過小時，天燃氣不能完全燃燒，因而天燃氣消耗量增大；空氣過剩系數過大時，煙氣量增多，帶走的熱量也就增加，結果天燃氣消耗量也增大；窯內氣氛可以通過空－燃比例調節閥控制，空氣適當過剩時為氧化氣氛，天燃氣適當過剩時為還原氣氛，空氣和天燃氣正好完全燃燒時為中性氣氛。在彩偏窯中，根據燒結工藝要求為氧化氣氛，因此空氣應適當過剩，其空氣過剩系數為1．1～1．2之間。
4 **保護措施
燃氣彩偏窯能否**運行是設計的一個重點。助燃空氣供應不足、熄火后沒有及時關閉天燃氣，造成天燃氣在窯內混合聚集；燃燒廢氣排放不暢等情況都會造成**事故，所以燃氣彩偏窯的**防護成了設計的一重點。為此采取了火焰檢測、天燃氣高低壓報警，排煙風機故障報警等**保護措施。
根據**控制要求，設計了嚴格的操作順序，由現場ＰＬＣ機控制，只有在操作順序無誤，且排煙系統工作正常，天燃氣壓力、助燃風壓力正常的情況下，燃燒系統才能正常啟動工作。否則燃燒系統處于關閉狀態。其操作順序如下：啟動排煙風機，并且工作正常→啟動助燃風機，并且工作正常→檢測天燃氣、助燃空氣壓力在正常范圍→打開手動球閥→合上電源開關，給溫度控制儀、燃燒控制器、電動執行器提供電源→合上點火開關。如果點火不成功，查明原因后，重復上述動作。
火焰監測報警，當連續三次點火失敗或燃燒的過程中熄火時，都能自動切斷天燃氣。火焰監測的方式有：熱膨脹式、熱電偶式、火焰棒式、光電管式、熱敏電阻式。在本**控制系統中選用火焰棒式的監測方式。這種裝置是利用火焰導電作用的一種裝置，所謂的火焰棒就是一根耐熱性好的金屬電極。由于火焰有導電整流作用，當在火焰棒上加交流電壓時，能夠產生一個約為毫安級的直流電流從火焰棒流向燃燒器，將此電流引出作為天燃氣正常燃燒的信號；如果火焰熄滅，此信號消失，燃燒控制器自動關斷天然氣。
排煙機出現故障，天燃氣、助燃空氣壓力偏高或偏低時，會影響整個燃燒系統的正常工作，危及人身**，**防護系統自動切斷總氣源，并產生聲光報警。
此外，為了滿足彩偏磁芯的生產工藝要求，設置了超溫二次報警、斷偶報警等與工藝有關的保護措施。當溫度接近工藝允許的*高溫度時，產生超溫二次報警，自動關閉天燃氣，并聲光提示。
5 結束語
燃氣彩偏窯經過大家共同努力，2003年3月通過驗收合格，并交付使用。所有的技術指標都達到電窯技術指標，部分超過電窯技術指標；如溫度穩定度為±3℃；溫度均勻度為±3℃。
燃氣彩偏窯與電窯相比，為生產廠家節省了生產過程中的能耗成本40％左右，為廠家降低產品價格，擴大市場占有量，提供前提條件；同時天燃氣又是一種清潔能源，滿足了綠色環保生產的要求。