蓄热式加热炉燃烧技术.ppt

蓄热式加热炉目录1.国内外现状随着我国国民经济的飞速发展，我国各行业工业炉窑的燃料消耗迅速增加，绝大多数工业炉窑的燃料消耗长期高于国际先进水平有害物的超标排放相当严重，世界10个环境污染最严重的城市，我国已占了7座。因此提高工业炉窑的燃料利用率和大幅度降低氮化物的排放量，已成为我国亟待解决的问题。目前由于能源和环境问题日益突出，要求各轧钢单位全面推行高效清洁生产技术，而高效蓄热技术（简称HTAC式）目前世界上先进的燃烧技术，可以从根本上提高企业能源及用率，对低热值煤气进行合理利用，最大限度地减少污染排放，很好的解决燃油炉成本高、燃煤炉污染中的问题。
2.发展历程90年代初期,很多厂家采用高效预热装置,利用高温烟气预热助燃空气,使空气预热到350～450℃,但通过空气预热器后的烟气仍在450～500℃,将这部分热量排放掉也是一种浪费。
在其后再用其预热煤气,将煤气预热到150～250℃,就能进一步降低排烟温度,充分利用烟气余热,提高加热炉效率。这种空气煤气双预热是一种高效的余热回收方式。对于燃油加热炉来说,空气预热到一定温度后,可以在预热器后安装余热锅炉或过热器,产生过热蒸汽或热水用来预热液体燃料或供生产、生活用汽,达到降低排烟温度,提高加热效率的目的。
这种预热装置有管式预热器、针状和片状预热器、辐射预热器。采用预热器后,炉子热效率大大提高了。
加热炉烟气余热回收,虽然取得了很大的进展,但也存在一些问题,如空气、煤气预热器普遍没有清灰装置,特别是烧重油的加热炉用的预热器,长期运行在高温烟道中,烟尘较大,如不经常清理,会影响预热器的效果,达不到预期的目的。
为了解决这些问题,充分利用加热炉烟气的余热,进一步提高加热炉的热效率,大连北岛能源技术发展有限公司研制出了高效蓄热式余热回收系统,并在加热炉上应用,效果很好。如韶钢1997年7月投产的蓄热式加热炉,炉内空气煤气可预热到1100℃,排放废气温度仅130℃,这种炉子为全封闭的,热效率高,也不需要回收热能抚顺特钢公司500分厂2#炉于1993年8月结合大修,进行改造后,单耗由1879m3/t减少至285197m3/t,热效率由3185%增至31149%,平均温度由58℃减少到9℃,节能率为85172%,装炉量增加一倍,生产率提高30%。包头钢铁公司初轧厂新建2座RCB式长坑均热炉,使用高焦炉混合煤气,空气和煤气均预热到900～1100℃,排烟温度低于150℃,与该厂原有长坑均热炉相比,节约燃料41%,产量提高了13%,减少基建投资200万元。
欧美一些工业发达国家已建成了近500套RCB系统,在钢的加热、退火及钢带的热处理中应用。日本从1985年左右开始研制这项工作,他们多采用压力损失少、比表面积大4～5倍的陶瓷蜂窝体作为蓄热体。我国研究应用起步较晚,只有少数几座炉子采用,效果都很好。因此,研究应用蓄热式加热炉是节能降耗的一项重要工作。3.蓄热式燃烧(RCB系统)工作原理及系统组成图1蓄热式燃烧技术工作原理3.1蓄热烧嘴(RCB烧嘴)图2蓄热烧嘴示意图
3.2蓄热室蓄热室填充材质要求耐高温,且密度高、导热系数高和比热容高。常见的有陶瓷、高纯氧化铝和耐火耐蚀钢。采用填充球作为蓄热体,具有传热半径小、热阻小、导热性好,以及流动性能良好和可方便地清洗、更换和重复使用等优点。
蓄热室的几何特性对热交换影响不大,而填充球直径与它在蓄热室中堆砌高度是两个重要参数。填充球直径越小,蓄热能力越大,但气体通过的阻力损失也越大。一般来说,填充球直径约为12～15mm。蓄热室可容易地将空气预热至1000℃或更高,不仅节约燃料,而且提高燃烧温度。传统的蓄热室是蓄热砖格子,单位换热面积小,蓄热室体积庞大且造价高昂。在近10多年中,蓄热技术有了较大的突破和发展,把蓄热室改为由陶瓷小球或碎砾填充的散料球床作为蓄热体。
蓄热体比表面积达250m／m3,众多的小球将气流分割成很小的气流通道,形成强烈的紊流区,有效地冲破了蓄热体表面的附面层。球径小,传热半径小,热阻小,致密度高,导热性好。实验表明:高温烟气经蓄热体后,在很短的行程(500～600mm)内可将烟气中90%的热量吸收,能将近似于炉温的烟气降至150℃以下排出。蓄热体体积小,小球流动性能良好,即使积灰后阻力增加,也可很方便地更换、清洗,并可重复使用。蓄热室具有预热温度高、使用寿命长、没有漏气问题和价格便宜等优点。3.3换向装置(换向阀)

图4换向装置与蓄热室、加热炉示意图
图5换向原理示意图
图5(a)是采用独立的快速截断阀进行换向。这种方法安全可靠,还可实现烧嘴自由组合配对,缺点是阀体较多,阀位控制回路复杂。
图5(b)采用四通切换阀(CEM)
图5(c)是采用双位五通阀进行换向。这两种方式阀位控制方便,一对蓄热室只需安装一套换向阀。当炉子废气