蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的應(yīng)用

1、蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的應(yīng)用吳道洪 歐儉平 謝善清 楊澤耒 王汝芳 蕭澤強(qiáng)關(guān)鍵詞：蓄熱室，高溫空氣，換向閥，燃燒，氮氧化物摘要：本文簡述了蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的原理、技術(shù)優(yōu)勢以及在我國的應(yīng)用 前景，著重介紹我國在蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究進(jìn)展及其在我國 工業(yè)加熱行業(yè)的推廣應(yīng)用與發(fā)展情況。1前言高溫空氣燃燒技術(shù)在日、美等國家簡稱為HTAC技術(shù)，在西歐一些國家簡稱 為HPAC（Highly Preheated Air Combustion）技術(shù)，亦稱為無焰燃燒技術(shù) （Flameless combustion）。其基本思想是讓燃料在高溫低氧濃度（體積）氣氛中燃 燒。它包含兩項(xiàng)基本技術(shù)措施

2、：一項(xiàng)是采用溫度效率高達(dá)95%，熱回收率達(dá)80% 以上的蓄熱式換熱裝置，極大限度回收燃燒產(chǎn)物中的顯熱，用于預(yù)熱助燃空氣， 獲得溫度為8001000C，甚至更高的高溫助燃空氣。另一項(xiàng)是采取燃料分級燃 燒和高速氣流卷吸爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物，稀釋反應(yīng)區(qū)的含氧體積濃度，獲得濃度為 15%3%（體積）的低氧氣氛。燃料在這種高溫低氧氣氛中，首先進(jìn)行諸如裂解等 重組過程，造成與傳統(tǒng)燃燒過程完全不同的熱力學(xué)條件，在與貧氧氣體作延緩狀 燃燒下釋出熱能，不再存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)。這種燃燒是 一種動態(tài)反應(yīng)，不具有靜態(tài)火焰。它具有高效節(jié)能和超低NOX排放等多種優(yōu)點(diǎn)， 又被稱為環(huán)境協(xié)調(diào)型燃燒技術(shù)1-2。高溫空

3、氣燃燒技術(shù)自問世起，立刻受到了日本、美國、瑞典、荷蘭、英國、 德國、意大利等發(fā)達(dá)國家的高度重視，其在加熱工業(yè)中的應(yīng)用得到迅速推廣，取 得了舉世矚目的節(jié)能環(huán)保效益3。2 HTAC技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)外各種工業(yè)爐和鍋爐的節(jié)能技術(shù)發(fā)展都經(jīng)過了廢熱不利用和廢熱開始 利用的兩個階段。在最原始的年代，爐子廢熱不利用，爐尾煙氣帶走的熱損失很 大，爐子的熱效率在30%以下，如圖1所示。從六七十年代開始，國內(nèi)外較普遍地采用了一種在煙道上回收煙氣的裝置一 空氣預(yù)熱器（或稱空氣換熱器）來回收爐尾煙氣帶走的熱量，如圖2所示。采用這種辦法可以降低煙氣溫度，增加進(jìn)入爐膛的助燃空氣的溫度，這樣做 達(dá)到了一定的節(jié)能效果，但仍存在以

4、下問題：（1）其回收熱量的數(shù)量有限，爐子 熱效率一般在50%以下；（2）空氣預(yù)熱器一般采用金屬材料和陶瓷材料，前者壽 命短、后者設(shè)備龐大、維修困難；（3）從燃燒器的角度來看，助燃空氣的溫度提 高以后，火焰區(qū)的體積越來越小，火焰中心的溫度也越來越高，爐膛內(nèi)存在局部 的高溫區(qū)，這樣對于工業(yè)爐來說，容易使加熱制品局部過熱，也影響了工業(yè)爐的 局部爐膛耐火材料和爐內(nèi)金屬構(gòu)件的壽命，對于鍋爐來說影響其換熱效率和水冷 壁的壽命，甚至引起爆管等事故；（4）助燃空氣溫度的增高導(dǎo)致火焰溫度增高， NOX的排放量大大增加（甚至可以達(dá)到103ppm以上），對大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的 污染。圖1廢熱不利用的爐子示意圖圖2安

5、裝空氣預(yù)熱器的爐子示意圖八十年代初，美國的British Gas公司與Hot Work公司開發(fā)出一種在工業(yè) 爐和鍋爐上節(jié)能潛力巨大的蓄熱式燃燒器，產(chǎn)生了高溫空氣條件下的“第一代再 生燃燒技術(shù)”，用于小型玻璃熔窯上。其后，這種燃燒器被應(yīng)用于美國和英國的 鋼鐵和熔鋁行業(yè)中，盡管這種燃燒器具有NOX排放量大和系統(tǒng)可靠性等問題，但 由于它能使煙氣余熱利用達(dá)到接近極限的水平，節(jié)能效益巨大，因此在美國、英 國等國家得以推廣應(yīng)用。進(jìn)入九十年代以后，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界將蓄熱式燃燒器的節(jié)能與環(huán)保相抵觸的難 題提到科技攻關(guān)的地位，對其進(jìn)行了深入的基礎(chǔ)性研究，旨在同時達(dá)到節(jié)能和降 低CO2、NOX排放。日本工業(yè)爐株式會社

6、田中良一領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用熱鈍性小 的蜂窩式陶瓷蓄熱器，取得了很好的效果1。由于能高效回收煙氣余熱的蓄熱 材料和高頻換向設(shè)備問題的解決，產(chǎn)生了高溫低氧條件下的“第二代再生燃燒技 術(shù)”即現(xiàn)在所謂的“高溫空氣燃燒技術(shù)”。3蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的原理及技術(shù)優(yōu)勢蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的原理如圖3所示。圖3安裝蓄熱室的爐子當(dāng)常溫空氣由換向閥切換進(jìn)入蓄熱室1后，在經(jīng)過蓄熱室（陶瓷球或蜂窩體 等）時被加熱，在極短時間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般比爐膛溫度低 50100C），高溫?zé)峥諝膺M(jìn)入爐膛后，抽引周圍爐內(nèi)的氣體形成一股含氧量大大 低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時往稀薄高溫空氣附近注入燃料（燃油

7、或燃 氣），這樣燃料在貧氧（220%）狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)燃燒；與此同時爐膛內(nèi)燃燒后的煙氣經(jīng) 過另一個蓄熱室（見圖中蓄熱室2）排入大氣，爐膛內(nèi)高溫?zé)釤煔馔ㄟ^蓄熱體時將 顯熱儲存在蓄熱體內(nèi)，然后以150200C的低溫?zé)煔饨?jīng)過換向閥排出。工作溫 度不高的換向閥以一定的頻率進(jìn)行切換，使兩個蓄熱體處于蓄熱與放熱交替工作 狀態(tài)，常用的切換周期為30200秒。蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的誕生使得工業(yè) 爐爐膛內(nèi)溫度分布均勻化問題、爐膛內(nèi)溫度的自動控制手段問題、爐膛內(nèi)強(qiáng)化傳 熱問題、爐膛內(nèi)火焰燃燒范圍的擴(kuò)展問題、爐膛內(nèi)火焰燃燒機(jī)理的改變等問題有 了新的解決措施。由上所述，蓄熱式空氣燃燒技術(shù)的主要優(yōu)勢在于：（1）節(jié)能潛力巨大

8、，平均 節(jié)能25%以上。因而可以向大氣環(huán)境少排放二氧化碳25%以上，大大緩解了大 氣的溫室效應(yīng)。（2）擴(kuò)大了火焰燃燒區(qū)域，火焰的邊界幾乎擴(kuò)展到爐膛的邊界， 從而使得爐膛內(nèi)溫度均勻，這樣一方面提高了產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面延長了爐膛壽 命。（3）對于連續(xù)式爐來說，爐長方向的平均溫度增加，加強(qiáng)了爐內(nèi)傳熱，導(dǎo)致 同樣產(chǎn)量的工業(yè)爐其爐膛尺寸可以縮小20%以上，換句話說，同樣長度的爐子 其產(chǎn)品的產(chǎn)量可以提高20%以上，大大降低了設(shè)備的造價。（4）由于火焰不是在 燃燒器中產(chǎn)生的，而是在爐膛空間內(nèi)才開始逐漸燃燒，因而燃燒噪聲低。（5）采 用傳統(tǒng)的節(jié)能燃燒技術(shù)，助燃空氣預(yù)熱溫度越高，煙氣中NOX含量越大；而采用 蓄

9、熱式高溫空氣燃燒技術(shù)，在助燃空氣預(yù)熱溫度非常高的情況下，NOX含量卻大 大減少了。（6）爐膛內(nèi)為貧氧燃燒，導(dǎo)致鋼坯氧化燒損減少。（7）爐膛內(nèi)為貧氧燃 燒，有利于在爐膛內(nèi)產(chǎn)生還原焰，能保證陶瓷燒成等工藝要求，以滿足某些特殊 工業(yè)爐的需要。4.我國在蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究4.1高溫空氣燃燒技術(shù)的機(jī)理研究1，4-61999年10月，在蕭澤強(qiáng)教授的積極倡導(dǎo)下，北京神霧科技有限公司作為主 要支持單位之一與中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會工程學(xué)會聯(lián)合會在北京舉辦了 “高溫空氣 燃燒新技術(shù)國際研討會”。自此，“高溫空氣燃燒技術(shù)”的概念正式傳入我國并 引起我國科技工作者的高度重視。清華大學(xué)、中南大學(xué)、東北大學(xué)、

10、北京神霧科 技有限公司等科研院所對高溫空氣燃燒的機(jī)理和低污染特征進(jìn)行了一系列研究。高溫空氣燃燒技術(shù)的基本思想是讓燃料在高溫低氧體積濃度氣氛中燃燒。它 包含兩項(xiàng)基本技術(shù)措施:一項(xiàng)是采用溫度效率高、熱回收率高的蓄熱式換熱裝置， 極大限度回收燃燒產(chǎn)物中的顯熱，用于預(yù)熱助燃空氣，獲得溫度為8001000C， 甚至更高的高溫助燃空氣。另一項(xiàng)是采取燃料分級燃燒和高速氣流卷吸爐內(nèi)燃燒 產(chǎn)物，稀釋反應(yīng)區(qū)的含氧體積濃度，獲得濃度為15%3%（體積）的低氧氣氛。 燃料在這種高溫低氧氣氛中，首先進(jìn)行諸如裂解等重組過程，造成與傳統(tǒng)燃燒過 程完全不同的熱力學(xué)條件，在與貧氧氣體作延緩狀燃燒下釋出熱能，不再存在傳 統(tǒng)燃燒過

11、程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)。這種燃燒方式一方面使燃燒室內(nèi)的溫度整體升高且分布更趨均勻，使燃料消 耗顯著降低。降低燃料消耗也就意味著減少了 CO等溫室氣體的排放。另一方面 抑制了熱力型氮氧化物（NO ）的生成。氮氧化物（NO）是造成大氣污染的重要來源XX之一，各工業(yè)企業(yè)都在設(shè)法降低NO的排放。NO主要有熱力型和燃料型。HTAC 燒嘴主要采用氣體燃料，其中含氮化合物少，因此燃料型NO生成極少。由熱力 型NO生成速度公式1可知，NO的生成速度主要與燃燒過程中的火焰最高溫度及 氮、氧的濃度有關(guān)，其中溫度是影響熱力型NO的主要因素。在高溫空氣燃燒條 件下，由于爐內(nèi)平均溫度升高，但沒有傳統(tǒng)燃燒的局部高溫區(qū)；

12、同時爐內(nèi)高溫?zé)?氣回流，降低了氮、氧的濃度；此外，氣流速度大，燃燒速度快，煙氣在爐內(nèi)停 留時間短。因此NO排放濃度低。X5蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)在我國的發(fā)展 2002年，全國的鋼產(chǎn)量達(dá)1.8億噸，全國冶金行業(yè)的加熱爐達(dá)千座以上，年處 理鋼坯可達(dá)2億噸，目前我國軋鋼加熱爐的平均能耗為60Kg標(biāo)煤/噸鋼，國際先 進(jìn)水平的加熱爐平均燃料單耗為51kg標(biāo)煤/噸鋼。表1列出了日本NKK鋼管公司 福山熱軋廠230t/h熱軋步進(jìn)式加熱爐1996年采用HTAC技術(shù)前后的技術(shù)參數(shù) 7。從表1參數(shù)不難看出，日本NKK鋼管公司福山熱軋廠改造前的平均能耗為48.6kg 標(biāo)煤/噸鋼，比我國的軋鋼加熱爐少耗能19% ；而

13、改造后NKK公司的軋鋼加熱爐 又比改造前節(jié)能25%。按我國每年加熱鋼坯1億噸計(jì)算，全國的軋鋼加熱爐改 造后達(dá)到平均能耗40kg標(biāo)煤/噸鋼，相當(dāng)于平均節(jié)能33%，改造后全國鋼鐵行 業(yè)僅軋鋼加熱爐一項(xiàng)每年可少消耗200萬噸標(biāo)煤，另外，熱處理爐、鋼包、中間 包烘燒器等設(shè)備由于工藝上的特殊性，目前的能源利用率更差，其節(jié)能的潛力將 更大。此外，還將對鋼鐵行業(yè)降低氧化燒損、減少環(huán)境污染、降低設(shè)備造價， 增加單爐產(chǎn)量等方面起到重要的作用。表1 230噸/小時熱軋步進(jìn)式加熱爐采用HTAC技術(shù)前后的技術(shù)參數(shù)綜上所述，新型蓄熱式技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)爐上可以獲得顯著的節(jié)約能源和減少環(huán)境 污染的效果。我國工業(yè)爐窯種類繁多，

14、數(shù)量巨大，在我國推廣應(yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)， 將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。北京神霧公司自1995年底成立以來，利 用自己研制開發(fā)的新型節(jié)能燃油、燃?xì)馊紵饕言谌珖苯稹C(jī)械、石化、陶瓷、 玻璃、火力發(fā)電等行業(yè)的近八百余家企業(yè)的各種工業(yè)爐和鍋爐上推廣了 WDH系列 節(jié)能燃燒器，因此對這些行業(yè)的工業(yè)爐和鍋爐的設(shè)備狀況有了較全面的了解。從 1996年開始，本公司積極跟蹤國外的先進(jìn)技術(shù)，組織了燃燒、工業(yè)爐、熱工自 動控制、機(jī)械等方面的技術(shù)專家集中對蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)在工業(yè)爐和鍋爐 上的應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)研究。由于該技術(shù)的推廣應(yīng)用不單純是一個燃燒問題，尤其在 工業(yè)爐領(lǐng)域，由于工業(yè)爐種類繁多，工藝要求千差萬別

15、，如果不與具體的工業(yè)爐 工藝要求相匹配，就不可能開發(fā)出實(shí)際應(yīng)用的成熟產(chǎn)品。通過幾年的開發(fā)研究， 在鋼鐵、機(jī)械及有色金屬工業(yè)的各種工業(yè)爐上的應(yīng)用研究進(jìn)展較大，本公司已能 為企業(yè)提供成熟的技術(shù)。在此，以軋鋼加熱爐為例，對我公司開發(fā)的技術(shù)作一介 紹。5.1空氣、煤氣雙預(yù)熱我國多數(shù)軋鋼加熱爐使用發(fā)熱值較低的混合煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣甚至高爐煤氣作為燃 料。在燃用低熱值煤氣的情況下，如果單預(yù)熱空氣，對廢氣余熱的回收是不充分 的。燃用低熱值煤氣和高熱值煤氣，單預(yù)熱空氣和空氣、煤氣雙預(yù)熱時對廢氣余 熱的回收利用情況參見表2。由表2可以看出，在燃混合煤氣的情況下，如果只預(yù)熱空氣，仍有約34%的可 回收熱沒有得到利用，

16、這是很可惜的；同時也可以看出，燃用低熱值煤氣時，空 氣和煤氣雙預(yù)熱的效果，比燃用高熱值煤氣時雙預(yù)熱的效果大.此外，燃用低熱 值煤氣時空氣和煤氣雙預(yù)熱，爐子的煙氣可以全部經(jīng)空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室排 出，爐子無須設(shè)置排多余高溫?zé)煔獾臒煹篮蜔焽?，使?fàn)t子的構(gòu)造和布置簡單化?；卮鹑说难a(bǔ)充2009-10-29 12:03表2幾種情況下廢氣余熱回收率的比較 另一方面，煤氣和空氣雙預(yù)熱，可以使高爐煤氣達(dá)到足夠高的燃燒溫度，因 而為加熱爐單一使用發(fā)熱值很低的高爐煤氣創(chuàng)造了條件，這樣可以使鋼鐵廠副 產(chǎn)品一一高爐煤氣得到更充分的利用?？?、煤氣雙預(yù)熱的加熱爐，分別設(shè)置空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室以及相應(yīng)的空氣換 向閥和煤氣

17、換向閥，經(jīng)空氣換向閥排出的煙氣和經(jīng)煤氣換向閥排出的煙氣由各自 的引風(fēng)機(jī)抽出。蓄熱式空、煤氣雙預(yù)熱的推鋼式加熱爐和步進(jìn)式爐簡圖見圖5與圖6。圖5蓄熱式推鋼加熱爐簡圖圖6蓄熱式步進(jìn)加熱爐簡圖5.2蓄熱室的群合式配置所謂蓄熱室的群合式配置，即1個空氣蓄熱室以及1個煤氣蓄熱室對應(yīng)一群燒嘴， 而不是1個蓄熱室對應(yīng)1個燒嘴，其組合形式參見圖7。群合式布置方式可以簡 化管路系統(tǒng)和減少換向裝置數(shù)量，燃燒自動控制系統(tǒng)也簡化了，特別是在空、煤 氣雙預(yù)熱的情況下，這些優(yōu)點(diǎn)更顯突出。蓄熱室布置在爐子兩側(cè)，一般每側(cè)分別 設(shè)46個空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室。推鋼式連續(xù)加熱爐將蓄熱室直接放在爐底下 面，而步進(jìn)式加熱爐則將蓄熱室

18、擺放在爐墻外側(cè)。圖7群合式蓄熱室布置圖圖8蓄熱室群合式布置的燒嘴結(jié)構(gòu)5.3集中換向裝置在群合式配置蓄熱室的基礎(chǔ)上，換向閥的配置進(jìn)一步集中，采取多個蓄熱室配一 個換向閥。其管路系統(tǒng)參見圖9。為開發(fā)蓄熱式加熱爐，我公司專門投入人力、物力研制開發(fā)出了加熱爐專用的升 降開閉式四通換向閥，其原理結(jié)構(gòu)參見圖10?？諝饣蛎簹馀c煙氣在閥內(nèi)分流并定時換向，閥中采取特殊結(jié)構(gòu)使每個閥板緊密關(guān) 閉，保證可靠密封。采用氣缸或液壓缸驅(qū)動，均帶有緩沖性能，以保證開關(guān)閥門 穩(wěn)定及減小沖擊。閥門4個進(jìn)出風(fēng)口通徑最大達(dá)700 mm。每個進(jìn)出風(fēng)口可有34 個方向任意設(shè)置，因此在現(xiàn)場安裝十分方便，可以安放在爐旁，也可以裝在爐頂 之上

19、。圖9集中換向裝置管路系統(tǒng)圖圖10四通換向閥簡圖 換向時間以定時控制為主，在出蓄熱室的煙氣溫度超溫的情況下，則根據(jù)溫度信 號強(qiáng)制換向，換向時間一般為1.53.0分鐘。5.4燃燒器的布置燃燒器布置在爐子的兩側(cè)，兩側(cè)的燒嘴交替進(jìn)行燃燒和排煙。燃燒過程主要在爐 內(nèi)進(jìn)行，高速氣流使?fàn)t內(nèi)氣體產(chǎn)生很強(qiáng)的攪混作用，爐內(nèi)氣流的主導(dǎo)流向是從一 側(cè)到另一側(cè)，并且不斷的正反變向，這些特點(diǎn)都使得爐膛寬度方向溫度均勻化， 有利于提高鋼坯長度方向加熱均勻性，因此蓄熱式燃燒器布置在側(cè)墻上完全克服 了一般側(cè)燒嘴固有的缺點(diǎn)，尤其是爐膛寬度大的爐子，在爐子側(cè)向布置蓄熱式燃 燒器的優(yōu)點(diǎn)更加突出。燃燒器幾乎沿整個爐長均勻布置，取消了

20、傳統(tǒng)的推鋼式和步進(jìn)式連續(xù)加熱爐的不 安裝燒嘴的預(yù)熱段，這樣能充分發(fā)揮整個爐子的加熱作用。爐長方向的爐溫制度 不再是明顯的三段式爐溫制度，但仍然可以分為幾個加熱區(qū)，可根據(jù)加熱的品種 和產(chǎn)量靈活調(diào)整各段的溫度。燃燒器設(shè)置的數(shù)量，根據(jù)爐子熱負(fù)荷的分配以及適 當(dāng)?shù)娜紵鏖g距來確定。為了起爐的需要，還在爐子的適當(dāng)位置布置一定數(shù)量的 常規(guī)燒嘴。蓄熱式加熱爐中燒嘴的布置方式見圖11。圖11蓄熱式燒嘴的布置方式5.5空氣、煤氣和排煙系統(tǒng)空氣和煤氣總管連接各自的換向閥，換向閥后分兩路連接到爐子兩側(cè)的蓄熱室， 從蓄熱室出來再分若干路連接到各個燃燒器。空、煤氣管路系統(tǒng)設(shè)有流量測量和 調(diào)節(jié)裝置，流量分配調(diào)節(jié)裝置和安全

21、裝置等?？諝夂兔簹獾墓┙o壓力，應(yīng)考慮包 括換向閥和蓄熱室在內(nèi)的整個系統(tǒng)的阻力損失，因此按可靠的依據(jù)確定換向閥和 蓄熱室的阻力損失十分重要。煙氣從蓄熱室出來，溫度已降至200C左右，所以可以直接經(jīng)空、煤氣的金屬管 道流經(jīng)換向閥，經(jīng)過換向閥后的煙管、排煙機(jī)和煙囪排入大氣。經(jīng)煤氣換向系統(tǒng) 和空氣換向系統(tǒng)的煙氣分別有各自的排煙機(jī)抽引排出。排煙機(jī)的能力根據(jù)煙氣量 和煙氣流路的系統(tǒng)阻力確定，所以正確確定煙氣流經(jīng)換向閥和蓄熱室時的阻力也 是很重要的。煙管上設(shè)置調(diào)節(jié)裝置，用以控制爐膛壓力。如上所述，蓄熱式爐的設(shè)計(jì)在許多方面有別于普通爐子的設(shè)計(jì)，我們在這方面的 技術(shù)開發(fā)取得了重大成果，我們將繼續(xù)努力，使這項(xiàng)技術(shù)

22、不斷達(dá)到新的水平。6蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)在工業(yè)爐窯中的應(yīng)用及效果6.1神霧蓄熱式工業(yè)爐的主要應(yīng)用業(yè)績北京神霧科技公司為推廣高溫空氣燃燒技術(shù)在中國的應(yīng)用作了積極的努力，已將 該項(xiàng)技術(shù)推廣應(yīng)用到冶金、能源、機(jī)械加工、化工等多個領(lǐng)域，并成功實(shí)現(xiàn)了燃 油爐的蓄熱式改造，熱回收效率高的蜂窩型蓄熱體得到了大量使用，空氣-煤氣 雙預(yù)熱技術(shù)也得到了大力發(fā)展，低熱值燃料得到了有效利用。6.2應(yīng)用效果的案例分析邯鄲鋼鐵公司中板廠蓄熱式板坯加熱爐2000年12月，神霧公司完成了對邯鋼中板廠板坯加熱爐的蓄熱式改造，改造后 效果顯著。該廠委托北京科技大學(xué)對該蓄熱式加熱爐進(jìn)行熱平衡測試，測試結(jié)果 見下表8。連續(xù)加熱爐熱

23、平衡表測試結(jié)果表明，改造后由于爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物的顯熱得到有效利用，加熱鋼坯的有效 熱大幅度升高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該加熱爐能耗從改造前的2.0GJ/t下降到1.1GJ/t，節(jié) 能率達(dá)44%；產(chǎn)量提高15%以上，NOx排放濃度小于100ppm；鋼坯氧化燒損下降 40%以上。攀鋼集團(tuán)成都無縫鋼管有限責(zé)任公司鋼包烘烤器攀鋼集團(tuán)成都無縫鋼管公司委托神霧公司對其90t鋼包的臥式烘烤裝置進(jìn)行蓄 熱式改造。本次改造以天然氣為燃料，采用蜂窩型蓄熱體，改造后的效果如表4。表4 鋼包烘烤器的蓄熱式改造效果武漢鋼鐵有限責(zé)任公司大型軋鋼廠加熱爐2002年4月，武鋼大型軋鋼廠與神霧公司合作，完成了對3#加熱爐蓄熱式改造。 六月七日正

24、式投產(chǎn)。與改造前的系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)具有安全性好、改造費(fèi)用低、 維護(hù)方便、加熱能力大，熱負(fù)荷可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。從目前運(yùn)行情況看，鋼坯加熱溫度能滿足軋鋼工藝要求，節(jié)能效果明顯。表現(xiàn)在：空氣預(yù)熱溫度高，溫度波動較小，均熱段和加熱段的溫度波動分別約為18C 47C?？傮w爐溫水平較高，觀察各區(qū)域爐溫分布均勻，看不見明顯的火焰，由于 頻繁換向燃燒，爐寬方向溫度均勻，鋼坯長度方向加熱溫度十分均勻。排煙溫度 不高，波動分別為20C40C內(nèi)。由于空氣預(yù)熱溫度高達(dá)11001200C，排煙溫度降低，加熱爐的能耗大幅降低。 該爐在低產(chǎn)時(因品種原因要求雙爐生產(chǎn)，月產(chǎn)僅5萬噸)的情況下，煤氣單耗在 1.41.5GJ/t坯，在產(chǎn)量大于300t以上的平均單耗只有1.125 GJ/t坯。改造 前原3#爐煤氣單耗為1.9 GJ/t坯。節(jié)能效果達(dá)20%以上。統(tǒng)計(jì)期間均為雙爐生 產(chǎn)，平均產(chǎn)量較低，生產(chǎn)不夠穩(wěn)定；且系投產(chǎn)初期，工人操作技能還沒有達(dá)到設(shè) 計(jì)要求的熟練程度，因此節(jié)能效果還有進(jìn)一步提高的空間。南鋼中板廠加熱爐南鋼中板廠1#加熱爐改造前的噸鋼能耗為2.1GJ/t以上，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目 的，采用神霧公司的蓄熱