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    加熱爐節(jié)能重在廢氣熱量回收

    文章來(lái)源:許昌瑞豐換熱器有限公司

           加熱爐熱量的收入和支出是相等的,減少熱量的支出,就可以減少供入的熱量。加熱爐的熱支出項(xiàng)包括鋼坯有效吸熱、冷卻水熱損失、爐體散熱損失、門(mén)孔輻射熱損失、向爐外逸氣熱損失、燃料不完全燃燒損失等。在熱支出項(xiàng)目中,通常鋼坯有效吸熱占35%~45%、冷卻水熱損失占7%~20%、出爐煙氣熱損失占30%~40%,這三項(xiàng)是最主要的熱支出項(xiàng)。鋼坯有效吸熱是一定的,而且在鋼坯裝出爐溫度一定的條件下是不能改變的。由于爐底水管(或步進(jìn)梁)采取了雙層包扎等比較完善的隔熱措施,因此冷卻水熱損失一般降到了10%以下,再降低的幅度有限。爐底水管還可以采用汽化冷卻方式,產(chǎn)生的蒸汽可供采暖、浴室等使用,壓力較高的還可以用作工廠動(dòng)力源,這樣,冷卻水熱損失也得到了有效利用。而對(duì)于出爐煙氣余熱,以往通過(guò)安裝在煙道中的換熱器預(yù)熱助燃空氣加以回收利用,但是從換熱器排出的煙氣溫度仍有500~600℃,煙氣余熱回收不充分,煙氣熱損失占的比例仍然很大。因此,加熱爐節(jié)能的重點(diǎn)是更充分地回收煙氣余熱。

           在軋鋼加熱爐爐后煙道里裝設(shè)換熱器以預(yù)熱助燃空氣,是回收廢氣熱量的常用方法。一般助燃空氣每預(yù)熱100℃,加熱爐可以節(jié)能5%~6%,比如空氣預(yù)熱300℃可以節(jié)能15%~18%。因此空氣預(yù)熱溫度越高節(jié)能效果越好,但實(shí)際上預(yù)熱溫度受到一些條件的限制,一般預(yù)熱溫度很少超過(guò)500℃。換熱器的空氣預(yù)熱溫度受限制的主要原因是:首先,在煙氣溫度一定的條件下,空氣預(yù)熱溫度超過(guò)一定值時(shí),需要的換熱器傳熱面積急劇增大,例如煙氣溫度為700℃時(shí),空氣預(yù)熱500℃比250℃?zhèn)鳠崦娣e增大4倍。傳熱面積過(guò)分增大,不僅投資過(guò)大,而且?guī)?lái)氣體阻力損失大、設(shè)備布置困難等技術(shù)上的問(wèn)題;另一方面,為了獲得高的預(yù)熱溫度,空氣流向必須采取與煙氣流向逆流的方式,這種方式容易導(dǎo)致?lián)Q熱器管壁溫度過(guò)高。預(yù)熱溫度越高,管壁溫度越高,管壁溫度高到一定程度(700℃以上)后,很難選用到長(zhǎng)期耐用而又不是十分昂貴的金屬材料。由于以上兩方面的原因,限制了換熱器空氣預(yù)熱溫度的進(jìn)一步提高。

           如果我們使用其他材料,例如陶瓷材料,我們會(huì)克服這樣的問(wèn)題,碳化硅陶瓷,可以耐1000度以上高溫,而且導(dǎo)熱性較好,適用各種環(huán)境,抗熱震、耐腐蝕、高溫強(qiáng)度高、抗氧化性能好、使用壽命長(zhǎng)。

           換熱器是回收煙氣余熱的一種高效節(jié)能設(shè)備。軋鋼加熱爐采用煙氣余熱換熱器,可將煙氣中余熱的60%~70%進(jìn)行回收利用,縮短加熱時(shí)間,節(jié)約燃料消耗20%~30%,提高爐子產(chǎn)量15%~30%。目前節(jié)能換熱器種類很多,有片狀管式換熱器、管狀插入件式換熱器、噴流換熱器、熱管換熱器等。

           加熱爐的廢熱利用的潛力很大。從爐中排出的廢氣溫度比爐子指示溫度至少要高50℃。最后排出的廢氣溫度愈高,爐子的熱損失愈大。燃燒過(guò)程需要大量空氣,利用燃料廢氣熱量來(lái)預(yù)熱空氣是加熱爐的節(jié)能措施。例如廢氣溫度為900℃時(shí),空氣燃料比為1∶4。廢氣帶走的熱損失率為50%。如果用此廢氣把空氣預(yù)熱到250℃,可節(jié)約15%的燃料,使22%的廢氣熱量得到回收。同時(shí),空氣預(yù)熱溫度愈高,燃料節(jié)約率也愈大。

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