工業(yè)爐窯節(jié)能新技術(shù)

工業(yè)爐窯是目前眾多用能設(shè)備中的重點耗能設(shè)備，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，我國現(xiàn)有工業(yè)窯爐約80萬臺，年消耗能源1.9t標準煤，約占全國能源消費總量的五分之一。我國大局部工業(yè)窯爐在爐型構(gòu)造、燃燒系統(tǒng)、余熱利用、絕熱材料、熱工檢測、自控、微機應用及環(huán)保等方面都比較落后、而且容量大多偏小，造成能源鋪張，同時增加環(huán)境污染中，燃燒技術(shù)節(jié)能潛力是很大的。目前，燃燒節(jié)能技術(shù)有：1、富氧燃燒節(jié)能技術(shù)富氧燃燒是指助燃空氣中含氧量超過正規(guī)值直至使用純氧的助燃過程。 空氣中含氧量約21%，而氮的含量為79%。然而在燃燒過程中，只有氧參與燃燒反響，氮僅僅作為稀釋劑。大量的稀釋劑吸取了大量的燃燒反響放出的熱，并從煙道排走。明顯這是一種浩大的鋪張。由于富氧燃燒只要用較少的熱或者不需要熱去加熱氮氣所以可以明顯增加火焰溫度隨著燃燒排氣量的削減使用的風機管道和煙氣處理設(shè)備均可削減同時煙氣排放速度也降低，導致煙氣排放中塵粒的削減有利于改善環(huán)境固然富氧燃燒也有一些辣手的問題要妥當解決，才能真正發(fā)揮優(yōu)勢。2、脈沖燃燒節(jié)能技術(shù)脈沖燃燒70年月由歐洲開發(fā)成功。較通常的脈沖燃燒與其說是燃燒技術(shù)，倒不如說是燃燒問題：1、爐內(nèi)溫度分布不均勻2、燃燒系統(tǒng)不便于調(diào)整3、高的燃料消耗高速燃燒技術(shù)高速燃燒技術(shù)的興起是為了適應一種先進加熱技術(shù)——強對流沖擊加熱的需要。燃料和助燃空氣在燒嘴自帶的燃燒室內(nèi)完成混合燃燒，燃燒后的高溫煙氣以100-300m/s的高80-85%，有時可更高。同時還可使爐溫均勻。業(yè)爐窯耗能量約占到本企業(yè)耗能量的10％~70％，有的企業(yè)甚至更多。·以電子工業(yè)爐窯為例，該行業(yè)工業(yè)爐窯耗能量約占到電子行業(yè)耗能量的30％。·陶瓷、玻璃生產(chǎn)企業(yè)其工業(yè)爐窯耗能量，約占到該企業(yè)耗能量的50％以上，有的企業(yè)甚至占80％以上。能潛力空間大·工業(yè)爐窯由于受產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)組織、爐窯構(gòu)造、爐窯材料等因素影響，設(shè)備熱效率相對較低?！と绮Ａй徨仩t熱效率僅為3~5％，玻璃池爐熱效率也只有22％~38％~10％?！がF(xiàn)提高工業(yè)爐窯的熱效率，削減產(chǎn)品耗能量有很大的提升空間。工業(yè)爐窯的種類工業(yè)爐窯的種類工業(yè)爐窯的種類工業(yè)爐窯的種類 工業(yè)爐窯門類很多，常有以下分類： 一、按工作溫度分為高溫爐窯、中溫爐窯和低溫爐窯。 二、按燃用燃料又分為：煤窯、油窯、自然氣、煤氣窯爐、電窯。 三、按燃燒方式掌握又分為：自動調(diào)整(含機械加煤)和人工調(diào)整(含人工加煤)兩類。 四、按工藝特征又可分為金屬冶煉爐窯熱處理爐退火爐加熱爐蒸餾爐水泥窯玻璃窯陶瓷窯、石灰窯、玻纖爐等。 五、按爐窯構(gòu)造特征又可分為隧道窯、臺車窯、室式窯、網(wǎng)帶爐、推板窯、推桿窯、井式爐、環(huán)形爐、輥道窯、梭式窯、鐘罩爐、池爐、坩堝爐等。六、按窯爐內(nèi)氣體成份又可分為真空爐窯、氫氣爐窯、氮氣爐窯、氫氮混合氣體爐窯。工業(yè)爐窯節(jié)能技術(shù)可以從以下幾方面入手：·1、以燃用優(yōu)質(zhì)煤、固硫型煤和承受循環(huán)流化床、粉煤燃燒等先進技術(shù)改造，替代中小爐和工業(yè)窯爐。·2、承受蓄熱式燃燒技術(shù)?！?、富氧閃速及富氧熔池熔煉工藝、替代反射爐、鼓風爐和電爐等傳統(tǒng)工藝，提高有色屬(銅)熔煉強度?！?、承受氧氣底吹煉鋁工藝。·5、推廣爐窯全保溫技術(shù)，承受異型保溫材料?！?、建材(鋼玻、陶瓷)爐窯承受富氧和全氧燃燒技術(shù)?！?、推廣承受型窯型。如陶瓷行業(yè)：淘汰倒焰窯、推板窯、多孔窯等落后窯型、推廣道窯技術(shù)。·8、改善燃燒系統(tǒng)，選用高效燃燒器燒嘴，承受先進的電子燃燒掌握技術(shù)，做到對爐窯溫度爐內(nèi)壓力，空燃比例實施自動掌握?！?、承受干凈氣體燃料無匣缽燒成工藝，削減匣缽蓄熱損失。·10、選用高效長壽的電熱發(fā)熱元件。靈敏準確的溫度掌握技術(shù)。在運行過程中可以從以下幾方面節(jié)能：12、定期不定期開展燃燒設(shè)備的扦查和修理。保證燃燒的供風引風設(shè)備，燃燒掌握系統(tǒng)，各路掌握閥門處于良好狀態(tài)。34、依據(jù)工藝過程的可能，在降低綜合能耗的前提下降低加熱溫度的規(guī)定值，準確掌握被加熱或被冷卻物體的溫度防止超出規(guī)定的溫度范圍。5承受比熱和導熱率小的材料，降低其蓄熱損失和熱損失，提高設(shè)備加熱速度和熱效率。6、加強生產(chǎn)調(diào)度和調(diào)整，依據(jù)加熱產(chǎn)品數(shù)量、加熱溫度，實行集中開爐或集中運行生產(chǎn)，縮短兩個加熱周期間的空燒仃歇時間及工序間的等待時間削減空載熱耗。78在工藝條件允許的狀況下，樂觀承受被加熱物熱裝、連裝、熱送等加熱形式，并盡可能提高熱裝溫度，削減被加熱物的吸熱量。9、對工業(yè)爐窯及其附件，保溫構(gòu)造開展定期檢查及修理，保證爐體外殼、爐底、吊掛爐頂、爐門、孔門有完好的有效的絕熱層和密封性，削減熱量流失，爐氣逸出或冷空氣吸入。10、開展工業(yè)爐窯的余熱回收利用。輕質(zhì)耐火材料與節(jié)能輕質(zhì)耐火材料與節(jié)能輕質(zhì)耐火材料與節(jié)能輕質(zhì)耐火材料與節(jié)能一、 隔熱耐火材料與節(jié)能隔熱耐火材料與節(jié)能隔熱耐火材料與節(jié)能隔熱耐火材料與節(jié)能能源是人類賴以生存的重要物質(zhì)條件。隨著工業(yè)化的高速進展，人民生活的不斷提高能源的消耗越來越多能源的價格成倍增加“能源危機已成為工業(yè)界的共識隔熱耐火材料的進展和品種的涌現(xiàn)，為節(jié)能、降耗供給了材料。目前，我國能源利用率只有30％左右，比國外先進水平低20多個百分點，而且環(huán)境污染嚴峻。就陶瓷行業(yè)而言：隧道窯隧道窯窯車蓄熱占20一30%，制品與匣缽耗熱占25—300%，窯體散熱占8—10%。如將隧道窯橫截面分成上、中、下三局部，則三局部占用的熱量比1：1.3：3.8，且下局部占用的熱量中的2／3是窯車蓄熱。以上數(shù)字說明，承受高性于加強隔熱保溫降低外表散熱1350℃的隧道窯，在燒成帶部位，通過窯內(nèi)壁高鋁磚傳到隔熱層耐火磚的溫度只有1000℃左右QN—O．4的輕質(zhì)粘土磚(1150℃)替代QN1．O的輕質(zhì)粘土磚(1350℃)，其最高溫度部位的窯墻的外表溫度可隱蔽在50℃左右。輥道窯承受優(yōu)質(zhì)耐火材料、可減薄窯墻厚度，增加窯內(nèi)的寬度，因而可獲得產(chǎn)量明顯增加的效630mm930mm43％。間歇窯承受隔熱耐火材料減薄窯墻厚度，其蓄熱量可大大的降低。比照數(shù)字說明，兩座窯墻不同的間歇窯共同的熱工條件為：燒成溫度1200℃升溫時間12h，環(huán)境溫度30℃，窯墻厚度為797mm361KJ545mm149KJ／㎡，前者是后者的兩倍。依據(jù)國內(nèi)外閱歷，窯內(nèi)襯應盡量少用或不用重質(zhì)材料。在設(shè)計時要承受高質(zhì)的輕質(zhì)耐火材料，尤其是梭式窯，因是不穩(wěn)定傳熱，其內(nèi)襯承受輕質(zhì)耐火材料更為重要。窯體還應加強隔熱保溫，這不但可減薄窯墻厚度，削減積蓄熱，節(jié)約能耗，還可降低窯體外外表溫度，改善操作條件，節(jié)約材料。窯車車襯，在隧道窯內(nèi)積蓄熱要占到總熱耗的20—30％，而且加劇了窯內(nèi)溫差，是造成窯內(nèi)上下溫差的主要緣由之一。它嚴峻影響了產(chǎn)品的均勻加熱，延長了燒成時間，削減產(chǎn)量，增加了能耗。近年來國外推行的低蓄熱窯車節(jié)能格外顯著，這是國外窯爐熱耗低的緣由之一，是窯爐節(jié)能的一個重要措施，也是窯爐節(jié)能的一個方向。二、 輕質(zhì)磚的品種輕質(zhì)磚的品種輕質(zhì)磚的品種輕質(zhì)磚的品種近幾年來國內(nèi)陶瓷行業(yè)進展很快，特別是引進線的不斷增加及其表現(xiàn)出的優(yōu)越性，帶動了陶瓷窯爐構(gòu)造的大革。我廠對國外輕質(zhì)磚進展了剖析。在科研單位的幫助下，先后開發(fā)了高強漂珠磚，可發(fā)聚笨乙稀高鋁輕質(zhì)磚、莫來石輕質(zhì)磚氧化鋁空心球磚及多種不定形輕質(zhì)澆注料。為了保證磚型的幾何尺寸準確，保證砌筑質(zhì)量，又購置一整套鋸、磨、鉆加工設(shè)備，從而保證了輕質(zhì)磚的內(nèi)在質(zhì)量和幾何尺寸準確。幾種輕質(zhì)磚的使用領(lǐng)域：(1)漂珠磚漂珠磚可直接用于隧道窯、輥道窯予熱帶、冷卻帶的襯里，在1000℃以下可直接接觸火焰，具有很好的節(jié)能效果。還可用于窯車車襯的下部QN—6的漂珠磚可用于保溫層。(2)高鋁聚輕球磚高鋁聚輕球磚是以可發(fā)性聚笨乙稀為燃燒料，以高鋁細粉為主要原料生產(chǎn)的輕質(zhì)磚，它可用于隧道窯、輥道窯的予熱帶、冷卻帶。燒成溫度不大于1200℃的燒成帶也可以使用，還可用于輕質(zhì)窯車的車襯，間歇窯的保溫磚。(3)低鐵高鋁輕質(zhì)磚低鐵高鋁輕質(zhì)磚，耐火度高、熱穩(wěn)定性好、耐壓、抗折強度高、化學穩(wěn)定性好，可用于隧道、輥道窯燒成帶和梭式窯的襯磚、吊頂磚、蓋板磚、窯車上部襯磚。(4)莫來石輕質(zhì)磚莫來石輕質(zhì)磚具有相當優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和高溫性能。它主要用于燒成溫度比較高的隧道窯、輥道窯、梭式窯的墻磚、頂磚、窯車上部襯磚。(5)氧化鋁空心球磚氧化鋁空心球磚，主要用于燒成溫度大于1400℃的隧道窯燒成帶襯磚、梭式窯襯磚、窯車上部襯磚，還可用于燒成電子陶瓷、磁性材料的電推板窯的窯襯。幾種輕質(zhì)磚的化學物理性能指標(略) 氧化鋁空心球氧化鋁空心球氧化鋁空心球氧化鋁空心球、漂珠磚理化性能漂珠磚理化性能漂珠磚理化性能漂珠磚理化性能 理化性能氧化鋁空心球制品漂珠磚1.31.61.00.80.6Al2O3 %9595403532Fe2O3 %＜0.8＜0.82.52.42.3常溫耐壓〔MPa〕1730＞10＞8＞6常溫抗折〔MPa〕3.58.5＞2.5＞1.8＞1.2荷重軟化點℃16001600125012501230耐火度℃＞17901790＞1700＞1670＞1650〔110℃熱面W/k0.931.100.220.200.18備注0.1MAa荷重測試氧化鋁空心球幾何尺寸依據(jù)GB3995－83GB3994－83執(zhí)行。莫來石輕質(zhì)磚莫來石輕質(zhì)磚莫、、、高鋁輕質(zhì)磚理化性能高鋁輕質(zhì)磚理化性能高鋁輕質(zhì)磚理化性能高鋁輕質(zhì)磚理化性能理化性能莫來石制品低鐵輕制品高鋁輕制品1.00.81.00.81.00.8Al2O3%＞55＞55＞50＞50＞60＞60Fe2O3 %＜0.8＜0.8＜1＜1＜1.5＜1.5常溫耐壓〔MPa〕＞10＞6＞7＞4＞6＞3〔MPa〕＞3＞2＞2.5＞1.5＞1.9＞1.7荷重軟化點℃145014001400135013501300耐火度℃＞1750＞1750＞1750＞1700＞1700＞1700〔110℃熱面W/k0.260.240.260.240.260.24備注 注：荷重測試為0．1MPa。莫來石輕質(zhì)磚、低鐵輕質(zhì)磚、高鋁輕質(zhì)磚幾何尺寸依據(jù)GB3995—83執(zhí)行。三、 輕質(zhì)磚在設(shè)計和使用中應留意的問題：1、在設(shè)計爐窯時，對輕質(zhì)磚的耐火性能要留有余地，以防溫度波動，造成窯頂坍塌。2、在設(shè)計輕質(zhì)磚的幾何尺寸時，不易將異型磚設(shè)計的過大，因過大、過厚的磚在制作時不易燒透。盡管延長保溫時間，往往還是外熟里生。另外、磚越大，在冷卻時產(chǎn)生的熱應力越大，越簡潔剝落掉塊。3、應依據(jù)加熱過和臨界應力消滅的部位，確定爐窯膨脹的尺寸，予留好膨脹縫。4、選用比較適宜的粘結(jié)劑，特別是砌筑窯頂?shù)恼辰Y(jié)劑(泥漿)。5、不行片面強調(diào)輕質(zhì)磚的強度值，從試驗爭論結(jié)果說明，高強度值的材料，往往伴隨著脆性和相當?shù)偷臒嵴鹫穹€(wěn)定性。6、建立科學的熱工制度，是保證輕質(zhì)磚安全使用的重要措施，預防破壞性拉應力的產(chǎn)生，特別應引起留意的是在低溫階段(1000℃)1000可使應力降低，減緩破壞性，隨著溫度的降低，塑性漸漸消逝，拉應力集中，破壞性100025℃／h冷卻，一般不會消滅問題節(jié)能技術(shù)的最的進展爐，最高爐溫一般要求到達1300℃以上，假設(shè)使用發(fā)熱值只有1250x4.18KJ／Nm3，的發(fā)生爐煤氣作燃料()，爐子在高溫段升溫困難，因而要求空氣與煤氣雙預熱后燃燒。傳統(tǒng)的做法是爐后裝設(shè)空氣換熱器與煤氣換熱器，實際狀況煤氣換熱器往往因煤氣質(zhì)量問題壽命很短，很多廠家都嘗夠苦頭，最終舍棄不用。在煤氣不能預熱的狀況下，即使空氣換熱器將助燃空氣預熱到500℃也解決不了爐溫問題。有的工廠為了將空氣能預熱到600℃以上人爐，在爐子兩側(cè)的地下建設(shè)浩大的以格子磚為蓄熱體的老式蓄熱室(相對隔焰加熱而言)。依據(jù)爐內(nèi)傳動方式的不同有輥底式爐、鏈條式爐、鑄造鏈板式爐、隧道式爐等，它們的共同點是依據(jù)熱處理工藝曲線的要求，沿爐子長度方向設(shè)立假設(shè)干個區(qū)段：如預熱段、加熱段、保溫段、冷卻段等，每區(qū)段的升溫速度與保溫溫度衡定，爐子連續(xù)工作。從熱工制度來看，連續(xù)式熱處理爐與軋鋼加熱爐有一樣之處，但是熱處理爐的溫度制度一般更加嚴格，爐內(nèi)溫差要求更小燒產(chǎn)物與工作氣氛隔開，一般的做法是讓燃料在單獨的管狀空間內(nèi)燃燒，然后靠管子外表的熱輻射對爐內(nèi)供熱，此種管子裝置稱為“輻射管”燃燒器。安裝輻射管燃燒器的工業(yè)爐有各種保護氣氛的熱處理爐、真空熱處理爐、搪瓷行業(yè)的搪燒爐等。燃氣輻射管燃燒器一般使用優(yōu)質(zhì)氣體燃料，最早的燃氣輻射管燃燒器沒有余熱回收裝置，依據(jù)爐內(nèi)溫度水平和爐溫均勻性的要求，沿管子長度上的溫差不能過大(一般不能超過150℃~200℃)150℃~200℃。對于燃Qd=4130×4.18kJ／Nm31100℃的輻射管，排煙溫度900QyQy=5．09(單位煙氣生成量)×0.369(煙氣比熱容)×900×4.18=1690×4.18kJ／Nm3在無視冷態(tài)介質(zhì)顯熱和散熱等其他熱損失的前提下(這局部熱量很少)，輻射管燃燒器的熱效率為： (Qd－Qy)／Qd=(4130－1690)／4130=59％輻射管燃燒器技術(shù)