步進式加熱爐節(jié)能技術(shù)

　　1空氣儲熱式燃燒技術(shù)

　　加熱爐采用空氣蓄熱和煤氣換熱綜合燃燒技術(shù)，煤氣經(jīng)過麻花插件管式換熱器預熱，煤氣預熱溫度350 cc?？諝獠捎眯顭崾饺紵夹g(shù)。把20℃的助燃空氣預熱到850～900 cc高溫。達到煙氣余熱的極限回收。提高燃燒介質(zhì)物理熱，從而降低燃料消耗。提高加熱爐熱效率30%，是節(jié)能、環(huán)保的新技術(shù)。

　　采用蓄熱式燃燒技術(shù)。爐內(nèi)火焰流動與傳統(tǒng)加熱爐比有很大的區(qū)別。廢氣橫向流動。燒嘴成對工作。燒嘴布置于加熱爐兩側(cè)。其中一側(cè)燒嘴工作時另一側(cè)燒嘴排煙蓄熱。一側(cè)燒嘴噴出的火焰被對側(cè)燒嘴吸引。這相當于加長了火焰長度。因此加熱爐寬度方向的溫度較傳統(tǒng)加熱爐均勻。

　　采用蓄熱式燃燒技術(shù)后。加熱溫度均勻。鋼坯加熱質(zhì)量好，不發(fā)生粘爐事故。煤氣、空氣蓄熱后，采用低氧擴散燃燒技術(shù)。形成與傳統(tǒng)火焰迥然不同的新型火焰型，爐內(nèi)燃燒氣氛較好。鋼坯升溫較快，鋼坯氧化燒損可減少0.3%～0.5%。

　　2燃燒裝置和燃燒方式

　　棒材廠型鋼車間加熱爐采用空氣單蓄熱上下組合式燒嘴，共計52個單蓄熱燒嘴。單蓄熱組合式燒嘴，每段燒嘴可以單獨調(diào)節(jié)，蓄熱式燒嘴成對工作，二者交替變換燃燒和排煙工作狀態(tài)。燒嘴內(nèi)的蓄熱體相應變換放熱和吸熱狀態(tài)，成對的燒嘴分設于爐膛的A側(cè)和B側(cè)。當A側(cè)燒嘴燃燒時。空氣流經(jīng)積蓄了熱量的蓄熱體而被加熱，與此同時，B側(cè)燒嘴排煙，煙氣熱量被蓄熱體吸收進行蓄熱。如此周而復始。通過蓄熱體這一媒介，出爐煙氣的余熱被轉(zhuǎn)換成空氣的物理熱，而得到回收利用，見圖1。

　　蓄熱式燒嘴的空氣噴口和煤氣噴口為上下組合。燒嘴安裝在爐膛上部時?？諝鈬娍谠谏?，煤氣噴口在下，空、煤氣流上下斜交混合，燒嘴安裝在爐膛下部時則反之，是煤氣噴口在上，空氣噴1：1在下，也就是靠近坯料上表面和下表面的都是煤氣流?？?、煤氣混合燃燒有～個短暫的過程，在這個過程中，與坯料表面接觸的氣氛是還原性或微還原性的。坯料氧化較緩慢。氧化燒損減少0.45%。這是組合式蓄熱式燒嘴的明顯特性。上下組合式燒嘴結(jié)構(gòu)見圖2。

　　通過蓄熱式燒嘴。煙氣排出溫度可降到150 ℃以下?？諝饪深A熱到850 ℃以上。熱回收率達到85%以上。溫度效率達到90%以上。這樣不僅可以節(jié)約大量能源。向大氣排放的煙氣量也大幅下降。有很好的環(huán)保效果。

　　3高熱值煤氣換熱式燃燒技術(shù)

　　由于棒材廠加熱爐采用混合煤氣做燃料。燃料熱值10450 kJ/m，以上。該燃料熱值較高。若煤氣也采用蓄熱式。這樣空氣和煤氣的溫度都在1000℃。燃燒產(chǎn)物的理論燃燒溫度很高。在以往的工程項目中高熱值煤氣采用蓄熱式燃燒存在運行不十分穩(wěn)定。且不適合優(yōu)特鋼的低溫人爐要求。根據(jù)實際情況，為了更好地降低燃料消耗。適應優(yōu)特鋼低溫入爐、緩慢加熱的要求，對煤氣采用常規(guī)預熱。煤氣預熱溫度350℃。

　　4變頻調(diào)速技術(shù)的應用

　　變頻調(diào)速技術(shù)是通過改變電動機定子電源頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速。相應地改變風機的轉(zhuǎn)速和工況。使其工況適應加熱爐運行的變化。采用變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)電效果明顯。由于軸功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。即功率與轉(zhuǎn)速n成3次方的關(guān)系下降，轉(zhuǎn)速降低后運行風機降耗作用明顯。鼓風機與引風機采用變頻調(diào)速技術(shù)?？刂齐姍C轉(zhuǎn)速在額定值的65%左右，在滿足加熱爐供風、排煙條件下調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)數(shù)，節(jié)電率可達30%，節(jié)電經(jīng)濟效益顯著。

　　5爐墻結(jié)構(gòu)及材料

　　棒材廠加熱爐采用性能良好的耐火澆注料進行整體澆注爐墻，采用復合絕熱層結(jié)構(gòu)完善爐體絕熱。復合爐墻分為4層，工作層的低水泥澆注料具有良好的耐高溫性能。尤其是加熱段爐墻。使得爐襯整體壽命得到很大提高。次工作層的輕質(zhì)磚一方面具有良好的高溫隔熱性能。另一方面起到了錨固磚托架的作用，避免澆注料振搗中錨固磚懸臂受力。最外層的耐火纖維板和耐火纖維毯制品具有突出的隔熱效果，由于材料的比熱容小。熱導率低，所以爐襯的蓄熱量少，促使爐子升溫速度快。提高了燃燒效率。

　　6穩(wěn)定爐內(nèi)壓力

　　控制爐內(nèi)壓力不僅與節(jié)約燃料有關(guān)。而且能通過控制爐內(nèi)壓力分布。達到強化爐氣循環(huán)和均勻爐溫的作用。爐內(nèi)壓力過高時，高溫煙氣將逸出爐外，造成熱損失。爐內(nèi)壓力過低時。爐口及不嚴密處吸入冷空氣，導致離爐煙氣帶走的熱損失增加。爐內(nèi)壓力與吸入空氣及逸出煙氣熱損失的關(guān)系見圖1。

　　爐內(nèi)壓力過高過低都將導致熱損失的增加。為了減少上述熱損失。采取控制技術(shù)方式達到適時調(diào)整煙道閘板開度，以保持在正常爐內(nèi)壓力值。

　　7汽化冷卻技術(shù)的應用

　　步進式加熱爐采用強制汽化冷卻技術(shù)。等質(zhì)量的飽和水蒸氣，壓力越高，汽化潛熱越大，帶走的熱量越多，可實現(xiàn)省能、省電、省水。能夠?qū)⒒厥盏臒崃坑行У赜枰岳?。減少被加熱鋼坯上的黑印。延長爐內(nèi)冷卻構(gòu)件的壽命。使加熱爐運行更加安全可靠。

　　步進梁式加熱爐強制汽化冷卻系統(tǒng)是由軟水處理系統(tǒng)、給水泵、汽包、循環(huán)泵、柔性組件等設備組成。冷卻工藝流程為：軟水一軟水箱一軟水泵一除氧器一給水泵一汽包一下降管一熱力循環(huán)泵一分配聯(lián)箱一(固定梁)一進El步進裝置一活動梁一出口步進裝置一上升管一汽包一蒸汽分離送入廠區(qū)網(wǎng)管。

　　循環(huán)水進入每組固定梁、活動梁時，采用自動控制進行水量調(diào)節(jié)。使水量根據(jù)每組熱負荷的大小得到合理分配。汽水混合物回到汽包后。進行汽水分離，蒸汽貯存于汽包上部，并按外供需要的參數(shù)將蒸汽送到用戶。水則貯存于汽包下部。與補充水一起參加再循環(huán)。

　　加熱的鋼坯與水冷卻梁接觸處。由于采用強制汽化冷卻技術(shù)。使水梁冷卻溫度較傳統(tǒng)水冷卻升高。改善鋼坯加熱質(zhì)量。減少因“黑印”而造成成材率降低的因素，成材率提高0.5%。提高循環(huán)水循環(huán)倍率，減少設備安裝空間。

　　技術(shù)水平及經(jīng)濟效果

　　經(jīng)過5個月的生產(chǎn)運行，已達到設計產(chǎn)能，且各項經(jīng)濟技術(shù)指標均達到國家先進水平。依據(jù)生產(chǎn)運行統(tǒng)計結(jié)果分析。步進梁式加熱爐的煤氣消耗為1.1 GJ/t鋼。綜合能耗降低5kg/t鋼。成材率提高0.5%，排放物明顯減少。同時延長了步進梁式加熱爐冷卻構(gòu)件的使用壽命。減少了停產(chǎn)檢修時間，提高了作業(yè)率。

　　結(jié)論

　　步進梁式加熱爐在設計過程中采用了多項節(jié)能技術(shù)，特別是空氣單蓄熱與煤氣預熱綜合應用技術(shù)、強制汽化冷卻技術(shù)成功應用于線材生產(chǎn)線加熱爐，經(jīng)生產(chǎn)實踐檢驗證明，節(jié)能減排效果明顯，值得推廣應用。