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    1. 加熱爐節能重在廢氣熱量回收

      文章來源: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。加熱爐的熱支出項包括鋼坯有效吸熱、冷卻水熱損失、爐體散熱損失、門孔輻射熱損失、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%,這三項是最主要的熱支出項。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力源,這樣,冷卻水熱損失也得到了有效利用。而對于出爐煙氣余熱,以往通過安裝在煙道中的換熱器預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,加熱爐節能的重點是更充分地回收煙氣余熱。

             在軋鋼加熱爐爐后煙道里裝設換熱器以預熱助燃空氣,是回收廢氣熱量的常用方法。一般助燃空氣每預熱100℃,加熱爐可以節能5%~6%,比如空氣預熱300℃可以節能15%~18%。因此空氣預熱溫度越高節能效果越好,但實際上預熱溫度受到一些條件的限制,一般預熱溫度很少超過500℃。換熱器的空氣預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,空氣預熱溫度超過一定值時,需要的換熱器傳熱面積急劇增大,例如煙氣溫度為700℃時,空氣預熱500℃比250℃傳熱面積增大4倍。傳熱面積過分增大,不僅投資過大,而且帶來氣體阻力損失大、設備布置困難等技術上的問題;另一方面,為了獲得高的預熱溫度,空氣流向必須采取與煙氣流向逆流的方式,這種方式容易導致換熱器管壁溫度過高。預熱溫度越高,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熱溫度的進一步提高。

             如果我們使用其他材料,例如陶瓷材料,我們會克服這樣的問題,碳化硅陶瓷,可以耐1000度以上高溫,而且導熱性較好,適用各種環境,抗熱震、耐腐蝕、高溫強度高、抗氧化性能好、使用壽命長。

             換熱器是回收煙氣余熱的一種高效節能設備。軋鋼加熱爐采用煙氣余熱換熱器,可將煙氣中余熱的60%~70%進行回收利用,縮短加熱時間,節約燃料消耗20%~30%,提高爐子產量15%~30%。目前節能換熱器種類很多,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。燃燒過程需要大量空氣,利用燃料廢氣熱量來預熱空氣是加熱爐的節能措施。例如廢氣溫度為900℃時,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熱到250℃,可節約15%的燃料,使22%的廢氣熱量得到回收。同時,空氣預熱溫度愈高,燃料節約率也愈大。

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