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天然气熔铝炉节能技术知识总结

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天然气熔铝炉节能技术知识总结

发布日期:2018-12-26 作者:威光节能 点击:

天然气熔铝炉采用蓄热式换热技术,带来的直接经济效益主要是节省燃料。由于消除局部高温区,炉温分布均匀,使耐火材料使用寿命延长,同时提高了加热质量,减少了氧化烧损。由这些因素带来的经济效益也是相当可观的。


      从环境保护角度来说,燃料节省25%,烟气中CO2等温室气体总量也相应减少了25%。同时由于燃料在高温空气贫氧环境下,降低了NOX的产生。总之,蓄热技术应用到熔铝炉上,起到了很好的节能效果;也降低了CO2和NOX的排放,减轻环境污染。同时,蓄热技术还有待进一步研究,达到更好的节能、环保效果。


一、熔铝炉的能耗与节能


     国内铝加工行业熔铝炉使用传统的加热技术其能耗一般在75万大卡/吨铝左右;在国外,吨铝能耗一般低于55万大卡。因此,国内的熔铝炉节能潜力还有很大的空间。


     判断熔铝炉能耗高低以及是否节能,从两个方面来看,第一,熔化率,第二,炉子热效率。


北京11选5     熔化率是指单位时间单位熔池体积的熔化量(生产率),炉子升温速度越快,炉子熔池越大则炉子的熔化率越高,在一般情况下,炉子生产率越高,则熔化率的单位热量消耗就越低。炉子热效率是铝被加热熔化时吸收的热量与供入炉内的热量之比。


     为了降低能源消耗,应尽量提高炉子生产率,另一方面应充分回收利用出炉废气的余热。同时对燃烧装置实行燃料与助燃空气的自动比例调节,以防止空气量过剩或不足。减少炉体的蓄热和散热损失以及减少炉门开口等辐射热损失。


   早期的(现在也有一部分)熔铝炉一般离炉烟气直接排放,烟气温度在 750℃以上(图1)。

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                                图1  废热不利用的炉子


    为减少烟气带走的热量损失,人们在排烟管道上安装了热量回收装置即空气换热器,将助燃空气预热到一定的温度(200℃左右)后参与燃料的燃烧,但换热器后的排放温度还在500℃以上(图2)。

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   图2  安装空气预热器的炉子


      采用蓄热式燃烧技术可以将烟气排放温度降低到150℃以下,助燃空气温度预热到700℃以上,这样就大大地减少了离炉烟气所带走的热量,使炉子热效率大幅度提高,燃料消耗大量减少,达到节能的目的(图3)。

HTAC技术工作原理图.jpg

                          图3  HTAC技术的工作原图


       根据工业炉热工原理,助燃空气温度每升高100℃,能节省燃料约5%;或者烟气温度每降低100℃,能节省燃料约5.5%。因此,采用蓄热式燃烧技术相对换热器回收装置可以节能25%以上。


二、蓄热式燃烧系统工作原理


      蓄热式烧嘴成对布置,相对的两个烧嘴为一组(A、B烧嘴)。从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进蓄热式烧嘴A后,在流过蓄热式烧嘴A陶瓷小球蓄热体时被加热,常温空气被加热到接近炉膛温度(一般为炉膛温度的80%~90%)。被加热后的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,贫氧高温空气与注入的燃料混合,实现燃料在贫氧状态下燃烧;与此同时,炉膛内的热烟气经过蓄热式烧嘴B排出,高温热烟气通过蓄热式烧嘴B时将显热储存在蓄热式烧嘴B内的蓄热体内,然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀排出。当蓄热体储存的热量达到饱和时进行换向,蓄热式烧嘴A和B变换燃烧和蓄热工作状态,如此周而复始,从而达到节能和降低NOX排放量等目的。


      从热平衡角度来说,采用蓄热式换热技术的熔化炉燃料节约率与炉子砌体的蓄热量、炉体的表面散热损失有关。因为烧嘴是通过烟气回收余热的,炉体的蓄热量减小,表面散热损失越少,则排烟余热量越大,燃料节约率就越高。


     同时,由于熔铝炉间歇性工作特点,在不同工作状态时炉温、蓄热体中空气流速、烟气出口温度有较大波动。这样烧嘴换向时间也应随工作状态变化而变化,优化蓄热体的利用率,使余热回收达到更好的效果。


      由于空气通过蓄热体后温度升高,带进炉内大量显热,使得燃料的理论燃烧温度显著提高。在采用相同的炉型和燃料时,蓄热炉比常规炉有更高的综合加热温度和更快的加热速度。


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