供新利加热炉窑节能设备

蓄热燃器在当代熔铝炉上的应用

　　近20年来，通过热工职者的试验切磋，熔铝炉的燃控制技能和余热接纳技能取得了突破性的前进。以蓄热嘴为代表的新式燃装置，在抬高生产率、低沉燃耗和浑浊物的排放方面取得了很大的胜利。本文以25t顶装料圆形炉为例，对新式RCB蓄热嘴的机关特点、应用性能和经济效益作扼要引见。

1 25t圆形炉的机关与技能性能

1．1圆形炉的机关与性能

25t倾动式熔铝炉由圆形炉本体、可打开的球缺形炉盖、启盖机、炉底倾动机构、蓄热式燃器体系、嘴供风和引射风体系组成。

1．2圆形炉的主要特点

　　圆形炉的嘴按炉子中心圆的切线对象向下歪斜10°装置，使火焰直冲熔池，炉膛内形适于气流循环，无火焰死角，以担保对流加热成好。顶开盖可实现快速装料，每炉装料时间为15～20min，低沉劳动强度。倾动式缩小了转注操纵时间，削减了熔体温度亏损。圆形炉具有较小的比外观积，与矩形炉相比可低沉侧部蓄热散热亏损20%。

　　蓄热式嘴是成对设置装备摆设的高速嘴，25t圆形炉采取5套型号为RCB的蓄热嘴，单只嘴的供热本事为2．508GJ/h，火焰喷速快且周期换向，有利于炉气循环。

　　圆形炉采取钢机关框架，全耐火纤维喷涂的炉盖机关。炉盖底圆直径6233mm，弦高760mm，耐火纤维的总厚度为300mm，此中普铝层厚度为120mm，高铝层厚度为180mm。耐火纤维喷涂技能适于形状纷乱、异型部位的炉衬动工，具有动工速率快，筑炉劳动强度低，炉盖重轻，蓄热少，升温快的长处。

RCB蓄热嘴装置有自动和火焰监测装置，当主燃器被点燃后，嘴可以自动关上。嘴内衬为耐火料，腐化介对嘴和排*器的应用寿命无不良影响。与平凡自身预热嘴熔铝炉相比，可省去*囱和付*道，大大简化炉体机关。

2蓄热嘴的机关与职原理

2．1机关与原理

　　蓄热式嘴与蓄热式炉相比，具有机关紧凑、换向时间短、排*温度低、热接纳率高和预热温度摇动小的长处。蓄热嘴平常包罗相似的两个燃器本体、两个别积紧凑的蓄热室、一套换向阀门体系和相配套的控制体系。两个蓄热室分别处于蓄热（流过*气）或预热（流过氛围）职状态，议定换向装置使*气和氛围瓜代流过每个蓄热室。前半个周期，燃料和助燃氛围由1号嘴通入，1号嘴喷出的高速高温火焰对炉料举行加热熔化；与之配套的2号嘴在引射风的抽力作用下抽取炉内*气，并对2号蓄热室内的蓄热体举行加热。由于蓄热体油的比外观积大，蓄热本事强，导热性能和传热性能，透热深度小，蓄热体在很短的时间内即能到达热饱和状态，对减小预热温度的摇动，缩小换向时间，低沉蓄热体尺寸有利。在后半个周期，换向装置将*气和助燃风的流向切换过来。这时，1号嘴吸*，2号嘴则处于燃状态。凉风经2号蓄热室被预热至高温并送往2号嘴参预燃经过，蓄热体逐渐被冷却降温；与此同时，1号嘴抽取炉内*气对1号蓄热体举行加热，由蓄热室扫除的*气温度在150～180℃之间，低温*气议定排*器排空。云云再三循环，维持燃经过。

2．2蓄热嘴与间壁嘴的比力

　　蓄热嘴和间壁嘴都是自身预热嘴，后者的余热接纳原理与换热器的相似，嘴平常为单体机关，单只嘴络续职[1]。前者的余热接纳原理则与蓄热室式炉相近，嘴和蓄热室都是成对出现的，两只嘴瓜代举行吸*和燃喷火状态。

　　从应用成看，间壁嘴余热接纳率不超出45%；蓄热嘴余热接纳率可到达90%，见表1。间壁式嘴在简化炉体机关方面有较好的成，但*气排放大，NOx的排放多；蓄热嘴在简化炉体机关的同时还可缩小炉体尺寸。新一代蓄热嘴因采取了*气强循环再生燃技能和高温氛围燃技能，NOx的排放仅为古代燃技能的10%，*气排放可削减30%[1，2]。

　　表1间壁式与蓄热式自身预热燃器比力[2]间壁式嘴蓄热式嘴

　　职原理热换取装置为不换向的换热器，络续工况热换取装置为需换向的蓄热室，周期工况

　　氛围预热温度/℃480～600较炉温低80～150℃，平常可将氛围预热到960～1080℃

　　排*温度/℃>700 150～180

　　应用寿命/a 3～5 >10

　　余热接纳率/% 40～45≈90

2．3蓄热燃器的特点

　　蓄热燃器可以将氛围预热到1000℃左右，与炉温仅相差80～150℃；*气排放温度可低于200℃。与采取凉风相比（不接纳*气余热），RCB燃器的燃料节省率可高达60%～65%[3]，由于采取了*气强循环再生燃技能，其NOx的排放很少。同时由于采取了高余热接纳率技能，氛围损耗系数由1．0增大到1．5时，熔铝炉的单元燃耗和炉子的热效果转变不大。

RCB嘴的另一个长处是可以采取低氧燃技能。燃料的现实表面燃温度公式为：

　　式中：QyDw－燃料的低位发热，kJ/kg；

Q氛围、Q燃料－预热燃料和助燃氛围带入炉内的物理热，kJ/kg；

Vn－氛围损耗系数为n的境况下，燃－料燃时的产品天生胸襟，m3/kg；

Cy燃天生气的均匀比热容，kJ/（m3．℃）

　　由（1）式可知，随助燃氛围温度的抬高，Q氛围增大，燃温度抬高；当氛围温度预热到1000℃以上时，假如仍按通例燃技能的准绳供入氧气，炉温会超出铝熔炼工艺容许的温度，乃至超出耐火料的容许应用温度[4]。往助燃氛围中通入不加入燃响应的*气，使助燃氛围中的氧含低沉，通入燃料削减，因VnCy增大，燃温度随之低沉。控制通入的*胸襟，可以将炉温控制在铝熔炼工艺容许的范畴内。

　　排放的NOx是引发雨和光化学*雾的重要因为，对处境造成极大的毁坏。RCB嘴抽取炉内*气掺入助燃氛围中，低沉了助燃氛围中的N2、O2浓度，低沉了燃料燃温度，由于消除结果部高温区，NOx的天生大幅度低沉，现实NOx的排放仅为平凡蓄热嘴的10%。

RCB蓄热式自身预热嘴将很高温度（达1000℃左右）的助燃氛围喷射入炉膛，超出了燃料的自燃温度，无需火焰稳固机制即能担保稳固燃，火焰在匀称高温激励的响应中天生，炉温的匀称性不受古代火焰的形状、火焰长度、火焰的刚性及铺展性的影响，整个炉膛的温度梯度很小，燃噪音极低。

RCB燃器属于高效、节能、低浑浊、高效益的新式燃装置，在日本被誉为是21世纪的要害技能，具有别的型式燃器不行相比的长处，带来极好的经济和社会收入。

3蓄热嘴的应用境况与节能成

25t圆形炉采取5套RCB蓄热嘴，每套嘴的燃油本事为60kg/h，0#的低热值为QyDw＝43410kJ/kg，铝装炉为25t/炉，熔炼一炉产纯铝的时间为＝3．1h；而采取平凡嘴的燃油单耗为B＝80kg/t。熔铝炉采取喷射排*技能，喷射风与助燃风各用一台风机，风机的风压为7000Pa，嘴换向周期为60～90s。

　　则熔炼每吨铝的现实燃油损耗为：

　　因此，采取RCB嘴时的燃料节省率为：

　　（2）

　　式中：B－未采取蓄热嘴时熔炼吨铝的燃料单耗，kg/t；

B－采取RCB嘴时的燃料单耗，kg/t。

　　将B＝37．2B＝80代入（2）式，得η节＝53．5%。

　　从热均衡剖析可知，采取RCB嘴的燃料节省率与炉子砌体的蓄热、炉体的外观散热亏损相关。由于嘴是议定*气接纳余热的，炉体的蓄热减小，外观散热亏损越少，则排*余热越大，燃料节省率越高。

RCB蓄热嘴不适于在带熔炼前室的熔铝炉、双向熔炼炉和使用*气余热预热炉料的竖式熔铝炉上装置应用。在这些炉型中，嘴吸*都将削弱*气对炉料的预热作用，形成嘴与预热段争热的场面。看待不设*囱、*道，不装置换热器，不使用*气余热预热炉料的室式熔铝炉（在中小型企中万分广大），如能将熔池上部炉墙改成热惰性小的高强轻耐火料，炉顶采取纤维喷涂料机关，并装置余热接纳率险些靠近表面值的RCB高速蓄热嘴，即能在熔铝炉上实现高炉温、高火焰喷出速率、高*温、高余热接纳率和低惰性的四高一低的操纵技能。能有用深化炉内热换取经过，抬高熔炼生产率，大幅度低沉燃料损耗，并可节省现排场积，收到志愿的综合经济成。

蓄热式燃技术

蓄热式高温空气燃技术是目前国内外开始的一种革命性的全新燃技术，它通过高效蓄热材料将助燃空气从室温预热至的800℃高温，同时大幅度降低Nox排放，使排*温度控制在露点以上、150℃以下范围内，大限度地回收*气余热，使炉内燃温度更趋均匀。该技术对燃料种类或热值的不同，有单蓄热与双蓄热之分。一般认为油类、高热值煤气及含焦油粉尘的热脏发生炉煤气则只需或只能采用助燃空气单蓄热方式；清洁的低热值燃料（高炉煤气、转炉煤气）可采用双蓄热方式。

例如熔铝炉的平均热效率不到20%，排*热损失高达50%以上。虽然大型熔铝炉安装了空气预热器，但由于技术、价格、寿命等原因，通常也只能将空气预热到300℃左右，节能率只有20%左右，仍有30%以上的热随*气排放到大气中去，排*温度普遍在300℃以上。采用蓄热式高温空气燃技术，不但克服了常规熔铝炉的缺点，将余热回收率提高到70%-90%，空气预热到800℃左右，*气排放温度低于150℃，达到余热回收的极限，而且投资少，见效快。

蓄热式加热炉实上是高效蓄热式换热器与常规加热炉的结合体，主要由加热炉炉体、蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排*系统构成。

  其势表现在下面几个方面：

1炉温更加均匀

  一方面，由于煤气和空气在炉膛内弥散燃，肉眼观察无明显火焰，因此，炉温更均匀，而且无局部高温区；另一方面，由于在每一对蓄热室中都是燃侧和排*侧隔几分钟交替换位，因此，不存在偏的情况，使炉子两侧温度异常均匀。实测表明，在普通加热炉中，炉两侧温差小于10℃；在大型锻件热处理炉中，整个炉膛温差小于5℃。

  由于炉温分布均匀，加热大大改善，产品合格率大幅度提高。

2燃料选择范围更大

采用蓄热式燃技术，空气预热温度由过去的400～600℃可提高到800～1100℃。由于燃料的理论燃温度大幅度提高，使燃料的选择范围更大，特别是可燃用800kcal/m3以下的低热值燃料，如高炉煤气或其他低热值劣燃料。

适合轻油、重油、气、液化石油气等各种燃料，尤其是对低热值的高炉煤气、发生炉煤气具有很好的预热助燃作用，扩展了燃料的应用范围。铝熔化燃油单耗指标在60kg/t.A以内。

3大幅度节能

由于*气经蓄热体后温度降低到150℃以下（特殊情况下可降至70～80℃），将*气的绝大部分显热传给了助燃空气，做到了*气余热的“极限回收”，因此，炉子燃料消耗大幅度降低。对于一般大型加热炉，可节能25%～30%；对于热处理炉，可节能30%～65%。

4 NOX生成更低

  采用传统的节能技术，助燃空气预热温度越高，*气中NOX含越大；而采用蓄热式高温空气燃技术，在助燃空气预热温度高达800℃的情况下，炉内NOX生成反而大大减少。由于蓄热式燃是在相对的低氧状态下弥散燃，没有火焰中心，因此，不存在大生成NOx的条件。*气中NOx含低，有利于保护环境。

5金属氧化损低

  低氧燃的另一个好处是可降低被加热金属的氧化损。此外，蓄热式燃还可以提高火焰辐射强度，强化辐射传热，提高炉子产。

6既适合新建熔铝炉或加热炉，更适合旧型熔铝炉或加热炉的蓄热式技术改造，可保留原炉础及钢结构不动，在炉两侧或同侧增加蓄热式嘴，施工简单，技术成熟。

7项目投资不大，节能效益显著，投资回收期短。

                              成都皓翔节能环保设备有限公司