蓄熱式熔鋁爐節(jié)能技術(shù).doc

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1、蓄熱式熔鋁爐節(jié)能技術(shù)一、熔鋁爐的能耗與節(jié)能國內(nèi)鋁加工行業(yè)熔鋁爐使用傳統(tǒng)的加熱技術(shù)其能耗一般在75萬大卡/噸鋁左右；在國外，噸鋁能耗一般低于55萬大卡。因此，國內(nèi)的熔鋁爐節(jié)能潛力還有很大的空間。判斷熔鋁爐能耗高低以及是否節(jié)能，從兩個方面來看，第一，熔化率，第二，爐子熱效率。熔化率是指單位時間單位熔池體積的熔化量（生產(chǎn)率），爐子升溫速度越快，爐子熔池越大則爐子的熔化率越高，在一般情況下，爐子生產(chǎn)率越高，則熔化率的單位熱量消耗就越低。爐子熱效率是鋁被加熱熔化時吸收的熱量與供入爐內(nèi)的熱量之比。為了降低能源消耗，應(yīng)盡量提高爐子生產(chǎn)率，另一方面應(yīng)充分

2、回收利用出爐廢氣的余熱。同時對燃燒裝置實行燃料與助燃空氣的自動比例調(diào)節(jié)，以防止空氣量過?；虿蛔?。減少爐體的蓄熱和散熱損失以及減少爐門開口等輻射熱損失。早期的（現(xiàn)在也有一部分）熔鋁爐一般離爐煙氣直接排放，煙氣溫度在750℃以上（圖1）。?圖1?廢熱不利用的爐子為減少煙氣帶走的熱量損失，人們在排煙管道上安裝了熱量回收裝置即空氣換熱器，將助燃空氣預(yù)熱到一定的溫度（200℃左右）后參與燃料的燃燒，但換熱器后的排放溫度還在500℃以上（圖2）。?圖2?安裝空氣預(yù)熱器的爐子采用蓄熱式燃燒技術(shù)可以將煙氣排放溫度降低到150℃以下，助燃空氣溫度預(yù)熱到70

3、0℃以上，這樣就大大地減少了離爐煙氣所帶走的熱量，使?fàn)t子熱效率大幅度提高，燃料消耗大量減少，達(dá)到節(jié)能的目的（圖3）。圖3?HTAC技術(shù)的工作原理圖根據(jù)工業(yè)爐熱工原理，助燃空氣溫度每升高100℃，能節(jié)省燃料約5%；或者煙氣溫度每降低100℃，能節(jié)省燃料約5.5%。因此，采用蓄熱式燃燒技術(shù)相對換熱器回收裝置可以節(jié)能25%以上。二.熔煉爐概述:傳統(tǒng)上有火焰爐、電阻爐、中頻感應(yīng)爐、反射爐以及坩堝爐等。為了獲得質(zhì)量高又經(jīng)濟的鋁合金溶液，各企業(yè)對熔煉設(shè)備的選擇越來越重視，近幾年來，火焰爐、電阻爐、中頻感應(yīng)爐、反射爐都有所改進(jìn)。熔煉爐結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向是:

4、操作自動化、應(yīng)用更新化、原料節(jié)能化等。新型加熱材料、新型耐火材料和新溶劑得到新的應(yīng)用。1、采用蓄熱式煙氣余熱回收裝置，交替切換空氣和煙氣，使之流經(jīng)蓄熱體，能夠最大程度上回收高溫?zé)煔鉄崃?，將助燃空氣預(yù)熱800度-1000度以上，其余熱回收率可達(dá)85%以上。2、合理組織燃燒工況，使?fàn)t內(nèi)形成與傳統(tǒng)火焰迥然不同的新型火焰型，創(chuàng)造出爐內(nèi)均勻的溫度場分布。1、通過空氣與燃料氣流的合理組織，交替使用，是燃料在低氧環(huán)境中進(jìn)行燃燒，消除爐內(nèi)局部高溫區(qū)。三、蓄熱式燃燒系統(tǒng)工作原理蓄熱式燒嘴成對布置，相對的兩個燒嘴為一組(A、B燒嘴)。從鼓風(fēng)機出來的常溫空氣由

5、換向閥切換進(jìn)蓄熱式燒嘴A后，在流過蓄熱式燒嘴A陶瓷小球蓄熱體時被加熱，常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般為爐膛溫度的80％~90％）。被加熱后的高溫空氣進(jìn)入爐膛后，卷吸周圍爐內(nèi)的煙氣形成一股含氧量大大低于21％的稀薄貧氧高溫氣流，貧氧高溫空氣與注入的燃料混合，實現(xiàn)燃料在貧氧狀態(tài)下燃燒；與此同時，爐膛內(nèi)的熱煙氣經(jīng)過蓄熱式燒嘴B排出，高溫?zé)釤煔馔ㄟ^蓄熱式燒嘴B時將顯熱儲存在蓄熱式燒嘴B內(nèi)的蓄熱體內(nèi)，然后以低于150℃的低溫?zé)煔饨?jīng)過換向閥排出。當(dāng)蓄熱體儲存的熱量達(dá)到飽和時進(jìn)行換向，蓄熱式燒嘴A和B變換燃燒和蓄熱工作狀態(tài)，如此周而復(fù)始，從而達(dá)到節(jié)

6、能和降低NOX排放量等目的。蓄熱式燃燒技術(shù)改變了傳統(tǒng)的燃燒方式，主要表現(xiàn)為燃料與空氣以適當(dāng)速度從不同的噴嘴通道進(jìn)入爐內(nèi)，并卷吸爐內(nèi)的燃燒產(chǎn)物，空氣中的O2含量被稀釋，燃料在爐膛中高溫（1000℃以上）低氧濃度場（5%～6.5%）工況下燃燒，此種燃燒方式帶來了許多優(yōu)點：（1）節(jié)能效果顯著，比傳統(tǒng)熔化爐平均節(jié)能25%以上由于蓄熱體“極限回收”了煙氣中大部分的余熱，并由參與燃燒的介質(zhì)帶回爐內(nèi)，大大降低了爐子的熱支出，所以采用蓄熱式燃燒技術(shù)的爐子比傳統(tǒng)熔化爐節(jié)能。（2）消除了局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻燃料在高溫低氧濃度工況下燃燒，在爐內(nèi)形成沒有明顯

7、火焰的彌漫燃燒，消除了火焰產(chǎn)生的局部高溫區(qū)，火焰邊界幾乎擴大到整個爐膛，使?fàn)t溫更加均勻。蓄熱式燒嘴工作狀態(tài)頻繁交換，使燃燒熱點的位置及爐氣流動方向頻繁改變，強化了爐氣對流，減小爐內(nèi)死角，也使?fàn)t溫更加均勻。（3）提高加熱質(zhì)量均勻的爐溫使鋁錠加熱更均勻，降低了局部高溫以及富氧環(huán)境對鋁液的揮發(fā)和氧化作用。?（4）延長爐子耐火材料使用壽命爐溫均勻和消除局部高溫區(qū)使耐火材料受熱均勻，并保證耐火材料始終工作在合理的使用溫度范圍內(nèi)。（5）減少溫室效應(yīng)氣體CO2排放量及NOX生量燃料節(jié)省25%，相應(yīng)的CO2排放量也減少25%。由于局部高溫區(qū)的消除，有效的

8、降低了NOX的生成量。四、蓄熱體材料蓄熱體是蓄熱式燃燒技術(shù)關(guān)鍵部分，它要求蓄熱體具有蓄熱量大、換熱速度好、高溫強度好、阻力損失小、抗氧化抗渣性強，而且經(jīng)濟耐用。陶瓷球的原理就是在蓄熱室內(nèi)填沖直