工業(yè)爐蓄熱式燃燒技術

1、 工業(yè)爐發(fā)展趨勢工業(yè)爐發(fā)展趨勢一、一、大力推進工業(yè)爐先進節(jié)能、精度達標技術，促進工業(yè)爐大力推進工業(yè)爐先進節(jié)能、精度達標技術，促進工業(yè)爐技術技術 進步進步主要措施：主要措施： （1）強化爐內(nèi)傳熱為核心，優(yōu)化工業(yè)爐整體設計強化爐內(nèi)傳熱為核心，優(yōu)化工業(yè)爐整體設計 （2）推廣蓄熱式高溫空氣燃燒技術等先進的節(jié)能技術，擴大推廣蓄熱式高溫空氣燃燒技術等先進的節(jié)能技術，擴大 技術應用領域技術應用領域 （3）采用輕型爐襯材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)采用輕型爐襯材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu) （4）注重爐子結(jié)構(gòu)與操作的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)工業(yè)爐科學操作注重爐子結(jié)構(gòu)與操作的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)工業(yè)爐科學操作1.強化爐內(nèi)傳熱為核心，優(yōu)化工業(yè)爐整體設計

2、強化爐內(nèi)傳熱為核心，優(yōu)化工業(yè)爐整體設計 （1）爐子的核心問題是爐內(nèi)傳熱問題，強化爐內(nèi)熱交換）爐子的核心問題是爐內(nèi)傳熱問題，強化爐內(nèi)熱交換是根本的節(jié)能途徑。是根本的節(jié)能途徑。 美國金屬學會提出了美國金屬學會提出了2020年目標：能源消耗減少年目標：能源消耗減少80%，工藝周期縮短工藝周期縮短50%，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)成本降低75%，熱處理實現(xiàn)零畸變，熱處理實現(xiàn)零畸變，加熱爐價格降低加熱爐價格降低50%，實現(xiàn)生產(chǎn)零污染。這些目標的核心是，實現(xiàn)生產(chǎn)零污染。這些目標的核心是研究爐內(nèi)傳熱問題，如爐內(nèi)定向輻射代替漫反射及控制實現(xiàn)研究爐內(nèi)傳熱問題，如爐內(nèi)定向輻射代替漫反射及控制實現(xiàn)等。等。 （2）強化爐內(nèi)傳

3、熱的技術：富氧燃燒技術、脈沖燃燒）強化爐內(nèi)傳熱的技術：富氧燃燒技術、脈沖燃燒技術、蓄熱式燃燒技術及強化傳熱技術技術、蓄熱式燃燒技術及強化傳熱技術。 強化爐內(nèi)傳熱技術永遠是工業(yè)爐節(jié)能前瞻性主題。采用富氧燃燒技術采用富氧燃燒技術 富氧助燃技術具有減少工業(yè)爐排煙的熱損失、提高火焰溫度、提高富氧助燃技術具有減少工業(yè)爐排煙的熱損失、提高火焰溫度、提高工業(yè)爐產(chǎn)量、縮減設備尺寸、利于工業(yè)爐產(chǎn)量、縮減設備尺寸、利于CO2和和SO2的回收綜合利用和封存等的回收綜合利用和封存等優(yōu)點。優(yōu)點。采用高溫空氣燃燒技術采用高溫空氣燃燒技術 高溫空氣燃燒技術是高溫空氣燃燒技術是20世紀世紀90年代發(fā)展起來的一項燃燒技術。高溫

4、年代發(fā)展起來的一項燃燒技術。高溫空氣燃燒技術通過蓄熱室將煙氣熱量進行熱交換，可使空氣預熱溫度達空氣燃燒技術通過蓄熱室將煙氣熱量進行熱交換，可使空氣預熱溫度達煙氣溫度的煙氣溫度的95%，接近極限地回收煙氣余熱。，接近極限地回收煙氣余熱。2.推廣蓄熱式高溫空氣燃燒技術等先進的節(jié)能技術，擴大推廣蓄熱式高溫空氣燃燒技術等先進的節(jié)能技術，擴大技術應用領域技術應用領域采用脈沖燃燒技術。采用脈沖燃燒技術。 脈沖燃燒技術是高速氣流燃燒技術與脈沖控制技術的聯(lián)合應用，可脈沖燃燒技術是高速氣流燃燒技術與脈沖控制技術的聯(lián)合應用，可使燃燒器在燃燒過程始終在最佳狀態(tài)下工作，通過控制實現(xiàn)爐內(nèi)強烈使燃燒器在燃燒過程始終在最佳

5、狀態(tài)下工作，通過控制實現(xiàn)爐內(nèi)強烈的氣體循環(huán)，增加爐內(nèi)對流傳熱量和爐溫均勻溫度，尤其適合中低熱的氣體循環(huán)，增加爐內(nèi)對流傳熱量和爐溫均勻溫度，尤其適合中低熱處理爐子的應用。處理爐子的應用。三大主體技術與國外相比仍存在較大差距。 工業(yè)爐爐襯的蓄熱和散熱，一般占爐子總能耗的工業(yè)爐爐襯的蓄熱和散熱，一般占爐子總能耗的20%20%45%45%，選用耐高溫、容重小、導熱系數(shù)低的耐火纖維代替，選用耐高溫、容重小、導熱系數(shù)低的耐火纖維代替耐火磚做爐襯，可減少爐體的蓄熱和散熱損失，提高熱效耐火磚做爐襯，可減少爐體的蓄熱和散熱損失，提高熱效率，率，節(jié)約能源節(jié)約能源35%35%左右左右。同時，無拱頂推力，爐門輕，爐。

6、同時，無拱頂推力，爐門輕，爐子骨架負荷大為減少，可節(jié)約建爐鋼材子骨架負荷大為減少，可節(jié)約建爐鋼材1/31/3左右，同時可左右，同時可簡化爐體基礎。由于爐襯熱容量小，爐子升溫快，有利操簡化爐體基礎。由于爐襯熱容量小，爐子升溫快，有利操作周期的縮短，爐子作業(yè)率和熱效率的提高，使爐子同時作周期的縮短，爐子作業(yè)率和熱效率的提高，使爐子同時獲得節(jié)能、增效的目的。獲得節(jié)能、增效的目的。 目前，國外輕質(zhì)爐襯已普遍使用，國內(nèi)僅在低溫熱處目前，國外輕質(zhì)爐襯已普遍使用，國內(nèi)僅在低溫熱處理爐上獲得應用，在加熱爐上的全纖維爐襯加熱爐不足理爐上獲得應用，在加熱爐上的全纖維爐襯加熱爐不足5%5%。 輕質(zhì)爐體節(jié)能顯著，應給

7、予高度重視。3.采用輕型爐襯材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)采用輕型爐襯材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)4.注重爐子結(jié)構(gòu)與操作的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)工業(yè)爐科學操作注重爐子結(jié)構(gòu)與操作的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)工業(yè)爐科學操作 根據(jù)工業(yè)爐的熱工特性，工業(yè)爐節(jié)能包括結(jié)構(gòu)節(jié)能與操作節(jié)能。操根據(jù)工業(yè)爐的熱工特性，工業(yè)爐節(jié)能包括結(jié)構(gòu)節(jié)能與操作節(jié)能。操作因素的影響占有相當?shù)谋戎亍Ｒ⒁馊齻€層面的操作節(jié)能問題：作因素的影響占有相當?shù)谋戎?。要注意三個層面的操作節(jié)能問題： （1）對于人工操作的爐子，要注意爐子工作的經(jīng)濟點，減少空燒。）對于人工操作的爐子，要注意爐子工作的經(jīng)濟點，減少空燒。 （2）對于已具基礎控制的爐子，動態(tài)過程的溫度設定，空燃比調(diào)整十分）對于

8、已具基礎控制的爐子，動態(tài)過程的溫度設定，空燃比調(diào)整十分重要。重要。 （3）實現(xiàn)爐子動態(tài)過程的數(shù)學模型化，即計算機二級最佳控制，達到真）實現(xiàn)爐子動態(tài)過程的數(shù)學模型化，即計算機二級最佳控制，達到真正意義的工業(yè)爐過程科學操作。正意義的工業(yè)爐過程科學操作。工業(yè)爐自動化水平有待提高，尤其關鍵性應用技術。爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)熱工操作參數(shù)熱工操作參數(shù)熱工過程參數(shù)熱工過程參數(shù)爐子生產(chǎn)指標爐子生產(chǎn)指標1.1.蓄熱式高溫燃燒技術的主要優(yōu)勢蓄熱式高溫燃燒技術的主要優(yōu)勢和取得的成績和取得的成績 二、二、 著力推廣蓄熱式燃燒技術，促進工業(yè)爐節(jié)能減著力推廣蓄熱式燃燒技術，促進工業(yè)爐節(jié)能減排排 蓄熱式高溫燃燒技術的主要

9、特點是煙氣接近極限的余熱回收和較蓄熱式高溫燃燒技術的主要特點是煙氣接近極限的余熱回收和較高的換熱溫度效率，從而與傳統(tǒng)的熱換熱器相比可實現(xiàn)高的換熱溫度效率，從而與傳統(tǒng)的熱換熱器相比可實現(xiàn)20%-50%20%-50%的節(jié)的節(jié)能效果，同時具有下列優(yōu)點：能效果，同時具有下列優(yōu)點： 節(jié)能潛力大，燃耗低；節(jié)能潛力大，燃耗低； 爐溫均勻，加熱質(zhì)量好；爐溫均勻，加熱質(zhì)量好； 燃燒噪音低；燃燒噪音低； 氧化燒損少；氧化燒損少； 煙氣中煙氣中NOxNOx含量低，環(huán)境污染??；含量低，環(huán)境污染??； 使高爐煤氣等低熱值燃料可以用于各種工業(yè)爐。使高爐煤氣等低熱值燃料可以用于各種工業(yè)爐。 自自19971997年開始，蓄熱式

10、燃燒技術開始在我國軋鋼加熱爐等加熱設年開始，蓄熱式燃燒技術開始在我國軋鋼加熱爐等加熱設備上推廣使用，并且發(fā)展迅速，目前據(jù)不完全統(tǒng)計，已在備上推廣使用，并且發(fā)展迅速，目前據(jù)不完全統(tǒng)計，已在400400多座加多座加熱爐上獲得應用。尤其是空煤氣雙蓄熱技術（中國創(chuàng)造）的使用，取熱爐上獲得應用。尤其是空煤氣雙蓄熱技術（中國創(chuàng)造）的使用，取得了節(jié)能、減排顯著成果。得了節(jié)能、減排顯著成果。 2.2.蓄熱式燃燒技術蓄熱式燃燒技術國內(nèi)發(fā)展特點國內(nèi)發(fā)展特點（1）冶金行業(yè)是該項技術應用的先行者。軋鋼連續(xù)加熱爐冶金行業(yè)是該項技術應用的先行者。軋鋼連續(xù)加熱爐 為最早的應用對象。為最早的應用對象。（2）民營公司和民營企業(yè)

11、成為了該項技術推廣和使用的先民營公司和民營企業(yè)成為了該項技術推廣和使用的先 行者。如北島、神霧、力通、嘉德等民營工業(yè)爐企業(yè)，行者。如北島、神霧、力通、嘉德等民營工業(yè)爐企業(yè)， 萍鄉(xiāng)、唐山國豐等民營鋼鐵企業(yè)。萍鄉(xiāng)、唐山國豐等民營鋼鐵企業(yè)。（3）大型國有企業(yè)反應遲鈍。如國內(nèi)幾個大型的工業(yè)爐公司，大型國有企業(yè)反應遲鈍。如國內(nèi)幾個大型的工業(yè)爐公司， 大型國有鋼鐵企業(yè)。大型國有鋼鐵企業(yè)。（4）在機械、建材等其他行業(yè)起步略晚，推廣應用程度不高。在機械、建材等其他行業(yè)起步略晚，推廣應用程度不高。用戶爐型燃料燃燒方式燒嘴型式 蓄熱體 設計單位使用情況及問題寶鋼熱軋廠步進爐 混合煤氣平焰燒嘴+單蓄熱燒嘴美國套筒式

12、小球單耗1.4GJ/t問題：煤氣熱值低，蓄熱式效果不明顯均熱段大量平焰燒嘴馬鋼中板廠推鋼爐 高爐煤氣雙蓄熱左右噴口布置小球較好問題：設副煙道，爐壓高，有爆燃現(xiàn)象濟鋼推鋼爐 混合煤氣雙蓄熱左右噴口布置小球問題較多，單耗不清問題：噴口過大，混合不好，排煙含碳量高蓄熱室排煙不足首鋼推鋼爐 混合煤氣單蓄熱自制套筒式小球問題較多，單耗不清問題：蓄熱室排煙不足有副煙道，爐壓大爐況較差首秦步進爐 高爐煤氣雙蓄熱上下噴口布置蜂窩體單耗高2.4GJ/t問題：爐壓大副煙道不靈操作不當蓄熱室排煙不足 蓄熱式燃燒技術在國內(nèi)獲得迅猛的發(fā)展，同時也帶來了諸多負面問題。為蓄熱式燃燒技術在國內(nèi)獲得迅猛的發(fā)展，同時也帶來了諸多

13、負面問題。為了深入了解國內(nèi)蓄熱燃燒技術的使用情況，對寶鋼、馬鋼、濟鋼、首鋼、首秦了深入了解國內(nèi)蓄熱燃燒技術的使用情況，對寶鋼、馬鋼、濟鋼、首鋼、首秦5 5家企業(yè)的蓄熱式爐進行了調(diào)研。家企業(yè)的蓄熱式爐進行了調(diào)研。 總體情況：由于設計和操作上的原因，使五家的蓄熱式加熱爐均未收到應有總體情況：由于設計和操作上的原因，使五家的蓄熱式加熱爐均未收到應有節(jié)能效果，致使有些鋼鐵企業(yè)對蓄熱式技術達到了談虎色變的程度。節(jié)能效果，致使有些鋼鐵企業(yè)對蓄熱式技術達到了談虎色變的程度。3.3.蓄熱式燃燒技術蓄熱式燃燒技術存在的問題存在的問題 （1 1）蓄熱式技術的推廣是在民營企業(yè)開始的，由于研發(fā)能力）蓄熱式技術的推廣是

14、在民營企業(yè)開始的，由于研發(fā)能力的不足使理論研究和應用脫節(jié)。在缺乏大量中間實驗的環(huán)節(jié)下，的不足使理論研究和應用脫節(jié)。在缺乏大量中間實驗的環(huán)節(jié)下，使蓄熱式技術使蓄熱式技術“帶病帶病”投入應用。投入應用。 （2 2）由于市場條件下，各企業(yè)間的競爭激烈，忽視蓄熱式技）由于市場條件下，各企業(yè)間的競爭激烈，忽視蓄熱式技術關鍵性問題的研究和解決，只為市場尋找賣點，出現(xiàn)了諸如術關鍵性問題的研究和解決，只為市場尋找賣點，出現(xiàn)了諸如“內(nèi)置式與外置式的爭論內(nèi)置式與外置式的爭論”、“小球與蜂窩體的爭論小球與蜂窩體的爭論”、“分散分散換向與集中換向的爭論換向與集中換向的爭論”，最終引起了應用中的許多失誤。，最終引起了應

15、用中的許多失誤。 （3 3）目前國內(nèi)蓄熱式加熱爐普遍存在兩個問題，一是爐壓偏）目前國內(nèi)蓄熱式加熱爐普遍存在兩個問題，一是爐壓偏高，造成爐子竄火嚴重；二是蓄熱不足，節(jié)能未到達預期效果。高，造成爐子竄火嚴重；二是蓄熱不足，節(jié)能未到達預期效果。為了有效解決爐壓偏高和蓄熱室蓄熱量問題，副煙道的設置是必為了有效解決爐壓偏高和蓄熱室蓄熱量問題，副煙道的設置是必不可少的調(diào)節(jié)措施，用于調(diào)節(jié)壓力平衡和供排的能量平衡。不可少的調(diào)節(jié)措施，用于調(diào)節(jié)壓力平衡和供排的能量平衡。 （4 4）值得深入討論的問題是對于連續(xù)式加熱爐蓄熱式技術的）值得深入討論的問題是對于連續(xù)式加熱爐蓄熱式技術的適應性問題，這里也有許多誤區(qū)。如熱裝

16、條件下蓄熱燃燒技術的適應性問題，這里也有許多誤區(qū)。如熱裝條件下蓄熱燃燒技術的必要性，脈沖燃燒技術取代蓄熱技術等。其結(jié)論是肯定的，就其必要性，脈沖燃燒技術取代蓄熱技術等。其結(jié)論是肯定的，就其回收煙氣余熱而言蓄熱式燃燒技術是不可取代的?；厥諢煔庥酂岫孕顭崾饺紵夹g是不可取代的。4.4.蓄熱燃燒技術存在的問題及分析蓄熱燃燒技術存在的問題及分析（1 1）蓄熱式燃燒技術是一項有顯著節(jié)能技術，應著力擴大）蓄熱式燃燒技術是一項有顯著節(jié)能技術，應著力擴大HTACHTAC技術的應用領域：機械、建材等行業(yè)、電廠鍋爐、垃圾焚技術的應用領域：機械、建材等行業(yè)、電廠鍋爐、垃圾焚燒爐等。燒爐等。（2 2）用蓄熱式燃燒技

17、術改造燃煤工業(yè)爐節(jié)能潛力巨大，在國內(nèi)）用蓄熱式燃燒技術改造燃煤工業(yè)爐節(jié)能潛力巨大，在國內(nèi)應用前景廣闊。應用前景廣闊。（3 3）要求爐溫均勻性較高的熱處理爐的技術研發(fā)和應用，將成）要求爐溫均勻性較高的熱處理爐的技術研發(fā)和應用，將成為蓄熱式燃燒技術新的攻關點，蓄熱式高速燒嘴技術將成為蓄熱式燃燒技術新的攻關點，蓄熱式高速燒嘴技術將成為研發(fā)熱點。為研發(fā)熱點。（4 4）蓄熱式燃燒技術的發(fā)展將使一批周期性工業(yè)爐取代連續(xù)爐，）蓄熱式燃燒技術的發(fā)展將使一批周期性工業(yè)爐取代連續(xù)爐，甚至可使周期性工作的爐子能耗水平優(yōu)于連續(xù)性工作的爐甚至可使周期性工作的爐子能耗水平優(yōu)于連續(xù)性工作的爐子，從而改變周期爐與連續(xù)爐的應用比例。子，從而改變周期爐與連續(xù)爐的應用比例。5.5.蓄熱式燃燒技術的發(fā)展蓄熱式燃燒技術的發(fā)展趨勢趨勢（1 1）蓄熱式燃燒技術是一項有顯著節(jié)能技術，應著力擴大）蓄熱式燃燒技術是一項有顯著節(jié)能技術，應著力擴大HTACHTAC技術的應用領域：機械、建材等行業(yè)、電廠鍋爐、垃圾焚技術的應用領域：機械、建材等行業(yè)、電廠鍋爐、垃圾焚燒爐等。燒爐等。（2 2）用蓄熱式燃燒技術改造燃煤工業(yè)爐節(jié)能潛力巨大，在國內(nèi)）用蓄熱式燃燒技術改造燃煤工業(yè)爐節(jié)能潛力巨大，在國內(nèi)應用前景廣闊。應用前景廣闊。（3 3）要求爐溫均勻