炉窑设备节能潜力探究

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1、炉窑设备节能潜力探究摘要：本文结合实际工况对影响炉窑设备能耗因素加以分析，从改进炉体结构、釆用新型燃烧装置与燃烧技术、采用先进的自动控制技术、加强生产过程管理控制等方面分析节能措施，为机械行业炉窑设备的节能提供一定的参考。关键词：炉窑设备；节能；装载量全球气候变暖是世界各国共同面临的难题，也是急需解决的问题。温室气体的排放是导致气候变暖的直接原因，所以节能减排是控制气候变暖的主要途径。工业炉是工业生产中重要的加热设备，在我国经济发展中得到了广泛的应用，对于促进工业生产起到了重要的作用。在工业炉中燃料路占

2、据一半以上的数量，燃料路的能耗几乎占据了整个工业炉的比例，在工业生产耗能中也占据一半以上的比例。燃料炉在生产运行的过程中，会产生大量的热量气体，对气候造成严重的影响。所以说为了解决气候变暖这一难题，对工业燃料炉进行节能技术改造势在必行，也是调节生态环境的重要举措。改革开放以来，我国工业炉技术有了长足的进步，在节能方面取得了很大成绩，但工业炉的能源利用率总体水平仍很低，而国际上工业炉的热效率平均为50%以上。仅相当于发达国家60〜70年代水平［1］。近年来。能源价格FI益高涨。空气污染H渐严重，如何使炉窑

3、设备在高效率的条件下运转，以降低能耗，减少污染物排放，已成为刻不容缓的重要议题。降低炉窑设备能耗，不但可以降低生产成木，也可以提高设备效率，延长设备使用寿命。木文主要阐述机械行业天然气炉窑设备的节能。根据炉窑设备在实际工况中的运行监测，查找影响炉窑设备能耗的主要因素，并对分析降低设备能耗的冇效措施方法。1热处理燃料炉的节能控制热处理燃料炉的节能控制涉及的问题很多，如空燃比、炉内压力、炉内温度、装炉量等对节能都有很大的影响。1.1空燃比的控制燃料炉采用串级控制和双加插限幅式燃烧控制，实现低过剩空气量燃烧，

4、改进燃烧器的燃烧方式和过程，可以节能20%〜25%。如理想的空气比为1.01-1.03,实际生产中，一般都超出这个范围，废气带走了大量热量,使能量损耗增大。实现最优的空燃比，达到燃料燃烧的完全燃烧，能在提高热效率的同时，降低能耗［2］。1.2炉内压力控制炉内正压力会造成溢气，负压时会吸人冷空气，造成能量损失。调节炉压保证炉膛压力处于微正压状态，防止炉膛吸入冷空气或向外喷火、溢气，保证燃烧稳定和炉内的温度稳定。1.3装炉量的控制若要有效地使用燃料热处理炉，炉了的装载量必须饱满。工件正火与退火时需耍高温保温

5、，在高温保温期间，燃料消耗量同热处理炉内工件装载量无关。因此，增加炉床1的积或炉内装载量，效率会提高。对于任何炉子都必须研究适当的装载量和装载方法。装载量多，将形状相同的工件集中起来处理，有利于节能。2如何降低炉窑设备能耗2.1设备木体改进2.1.1采用全纤维炉衬结构采用硅酸铝耐火纤维代替耐火粘土砖的主耍优点是：硅酸铝耐火纤维是一种轻质的耐火纤维材料，它具有导热系数小、容重轻、绝热性能好的特点，适用龄中低温工业炉用。全耐火纤维炉子比耐火粘土砖砌体的炉子综合节约17〜20%,而使用寿命增加2〜3倍。机械行

6、业热处理大多为焊接退火，工艺温度在650。〜850。，利用耐火纤维筑炉费用并不高，维修方便，节能效果显著，对改善工件质量，提高炉子生产率起到重要作用。热处理炉是机械行业重点耗能设备，同时也是生产所离不开的主要设备，其节能及延长使用寿命对企业降成本、增效益的实现起着十分关键的作用。可结合设备的大、中修之机进行改造，以利改善设备状况。2.1.2先进的燃烧系统先进的控制系统可实现最优的空燃比燃烧，以我公司某台热处理炉为例，原炉采用GS-30高速调温烧嘴，烧嘴调节比大，气体出口速度可达120m/s，原设计燃料为

7、煤气，经过天然气置换改造后，只对烧嘴内部结构进行了调整，可适应天然气燃料燃烧，原炉共设置28个烧嘴，由于无自动控制系统，空燃比全靠人工调节，时长导致空燃比配比不准确，燃料燃烧不充分；炉子空气预热器年久失修，已几乎没有预热效果，热空气温度低；炉子满负荷约为9000kw,炉子热效率低下，在能量审计测试中测得热效率为9%,生产能力受到极大影响。重建后全炉共设置20个烧嘴，采用高速低NOx燃气烧嘴，单台功率为400kw,全炉满负荷较原炉降低约12%,由于采用PLC集散式控制加欧陆表分区控制，燃烧系统空燃比配比准

8、确稳定，燃料燃烧充分；炉子采用高效管式换热器，预热温度可达300°,热空气温度提高明显，热效率提20%以上，大量节约了燃气燃料，重建后炉子热效率可达到34%,较原炉有较人提升。2.2加强设备装载量的控制装炉量是影响炉窑设备能耗的重要因素，炉窑设备额定载额在原设计时参数按最大产品进行设计，机械行业产品结构形式较多，大多设备要承担多种工件的生产任务，这样就会造成装炉量不足，甚至很小的状况，导致设备单耗的大大增加。以我公司某台设备为例，该炉在20