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高效蓄熱式工業電爐
時間:2019-06-28 14:19點擊量:

   高效蓄熱式工業爐可使煙氣餘熱極限回收,廢氣排放溫度僅為130℃,空、煤氣雙預熱溫度僅比爐溫低80~100℃,可在高溫工業爐上直接使用低熱值的高爐煤氣,變廢為寶,同時可減少鋼鐵廠大量的高爐煤氣放散及燃燒其他燃料所造成的雙重汙染。此技術淘汰了常規工業爐所必須的燒嘴、換熱器以及煙道,使工業爐變得簡潔,維護費用低,操作環境好。采用低氧擴散燃燒技術,形成與傳統火。

蓄熱式工業電爐,電爐廠

2 高效蓄熱工業爐的工作原理
  高效蓄熱式工業爐由高效蓄熱式熱回收係統、換向式燃燒係統和控製係統組成。其熱效率可達75%,這種換向式燃燒方式改善了爐內的溫度均勻性。由於能很方便地把煤氣和助燃空氣預熱到高達1100℃,可以在高溫工業爐使用高爐煤氣為燃料,從根本上解決了因高爐煤氣大量放散而產生的能源浪費及環境汙染問題。煤氣和來自鼓風機的助燃空氣經換向係統分別進入左側各自通道,而後由下向上通過蓄熱室。預熱後的煤氣與空氣從左側各自的通道噴出並混合燃燒。工業電爐燃燒產物對鋼坯進行加熱後進入右側通道,在蓄熱室內進行熱交換將大部分熱量留給蓄熱體後,以130℃左右的溫度進入換向係統,經排煙機排入大氣。幾分鍾以後控製係統發出指令,換向機構動作,空氣、煤氣同時換向。此時煤氣和空氣從右側通道噴口噴出並混合燃燒,這時左側噴口作為煙道。在排煙機的作用下,使高溫煙氣通過蓄熱體排出,一個換向周期完成。高效蓄熱式工業爐取消了常規工業爐上的燒嘴、換熱器、高溫管道、地下煙道及高大的煙囪。操作及維護簡單,無煙塵汙染,換向設備靈活,控製係統功能完備,爐內溫度均勻,節能30%~50%,鋼坯氧化燒損可減少1%。

3 高效蓄熱式工業爐的技術特點
3.1 可實現空氣、煤氣雙預熱、直接使用高爐煤氣
  我國多數軋鋼加熱爐使用發熱值較低的混合煤氣或高爐煤氣為燃料,燃用低熱值煤氣時空氣和煤氣雙預熱可以最大限度地回收熱量,爐子的煙氣可以全部經空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室排出,爐子無需設置輔助煙道和煙囪,使爐子的構造和布置簡單化。空氣、煤氣雙預熱後帶來了一係列的優點。 
3.1.1 燃燒溫度大幅度提高,因此擴大了燃料的適用範圍,當空氣、煤氣雙預熱溫度分別達到1100℃,熱值為800× 4.18kJ/m3,高爐煤氣的理論燃燒溫度達到 2540℃,其燃燒效果與高熱值的焦爐煤氣及天然氣幾乎相同,從而可實現在高溫工業爐上燃用全高爐煤氣代替高熱值燃料。低熱值高爐煤氣作為煉鐵的副產品,一般不能直接在鋼鐵企業的耗能設備上使用,工業電爐一部分高爐煤氣與焦爐煤氣混合後使用,還有相當一部分被直接排放到大氣中,這不但造成大量的能源浪費,而且造成環境汙染。同時企業不得不外購重油作為燃料,增加生產成本。高爐煤氣的利用,不僅具有巨大的節能效益和經濟效益,還有重大的一套換向係統可實現空、煤、煙氣的同步換向,占地麵積小,換向係統穩定可靠。 
3.3 采用球形蓄熱體,綜合技術指標好
  蓄熱體也是蓄熱式熱回收/燃燒技術中的關鍵材料。它要求蓄熱體具有比熱大,高溫強度好,抗氧化抗渣性強。目前業內多使用的主要有兩種:蜂窩體和陶瓷球。蜂窩體單位體積比表麵積高,導熱性好,其熱工3.1.2 火焰穩定效應增強。傳統的燒嘴燃燒的穩定是依賴火焰傳播速度與氣流速度的平衡以及高溫熱源的傳熱來保證的,而在空氣、煤氣雙預熱達到1000℃的條件下,空、煤氣溫度均在煤氣的燃點以上,燃燒反應自發進行,空、煤氣濃度已不再是穩定燃燒的條件,任何濃度都能保證穩定的燃燒。因此可實現低氧擴散燃燒,達到減少鋼坯氧化及NOX 排放的目的,這是常規燒嘴燃燒技術所無法達到的。 3.1.3 係統排煙溫度低於130℃,已接近餘熱回收的極限值,爐子熱效率高達75%。空氣、煤氣預熱溫度接近爐內溫度,從而大大改善爐內溫度均勻性。 3.1.4 高效蓄熱式技術可實現任何溫度下的爐溫,排煙溫度始終保持在130℃,軋鋼加熱爐的預熱段失去作用,單位麵積的供熱強度增加,同樣產量的爐子長度可以縮短20%~30%。3.2 采用內置式換向燃燒,結構簡單,運行可靠換向式燃燒使高溫煙氣在加熱爐的寬度方向交替流動,減少了加熱爐寬度方向的溫度差,對於加熱長鋼坯的加熱爐尤其有利。高爐煤氣的燃燒火焰可以與高熱值的煤氣燃燒相媲美。這種換向燃燒方式在工業爐上應用,可以大幅度提高能源利用率及爐溫的均勻性,因此可以顯著提高熱處理質量。 電爐廠家采用內置式燃燒室,即將燃燒室(排煙通道)置於爐牆內,既方便噴口的布置,有利於燃燒組織,又可使空氣、煤氣管道簡化,爐子外形整潔,同時可減少爐體的散熱,提高工業爐的熱效率。因為空、煤氣預熱溫度超過1000℃,燃燒機理發生很大變化,燃燒反應自發進行,空、煤氣不存在預混過程,因此從根本上避免了爆炸的可能性。換向係統是為實現換向式燃燒所特殊設計的,性能優良,但因製造困難成品率低而價格昂貴,且因煙氣含塵量高易堵塞,單位體積質量小,蓄熱量小,必須靠頻繁換向方能工作,所以綜合多方麵因素,本係統所用的蓄熱體采用陶瓷球,球狀蓄熱體的比表麵積240m2/m3。眾多的小球將氣流分割成很小流股,氣流在蓄熱體中流過時,形成強烈的紊流,有效地衝破了蓄熱體表麵的附麵層,又由於球徑很小,傳熱半徑小、熱阻小、密度高、導熱性好,加之換向係統設計獨特,故可實現頻繁且快速的換向。因此,蓄熱體可利用 20~30次/h,高溫煙氣流經蓄熱體床層後內便可將煙氣降至130℃左右排放。常溫煤氣和空氣流經蓄熱體在相同路徑內即可分別預熱到僅比煙氣溫度低100℃左右,溫度效率高達90%以上。因蓄熱體體積十分小巧,加之小球床的流通能力強,即使積灰後阻力增加也不影響熱換指標。陶瓷小球的更換、清洗非常方便,並可重複使用。 3.4 氧化燒損低減少了NOX 的排放,降低氧化燒損在高溫預熱條件下形成的火焰特性與傳統燃燒火焰迥然不同,後者是靜態火焰並有局部高溫區;前者則產生於均勻高溫的反應,不具有靜態的火焰,峰值火焰溫度下降,整個爐內溫度分布均勻,這一特殊性能有效地減少NOX 的排放。在低空氣消耗係數下便可以實現完全燃燒,煤氣噴口靠近鋼坯表麵,在鋼坯表麵形成還原性氣氛,有利於減少鋼坯氧化燒損。







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