均熱爐采用蓄熱燃燒技術(shù)的節能分析及應用

技術(shù)交流《工業(yè)加熱》第38卷2009年第4期Do:10.3969j.issn.1002-16392009.04018均熱爐采用蓄熱燃燒技術(shù)的節能分析及應用雍海泉,陶明2(1.重慶賽迪工業(yè)爐有限公司,重慶40003;2.寶山鋼鐵股份有限公司寶鋼分公司,上海201900)摘要:從燃料熱利用率分析出發(fā),對均熱爐改造的方案進(jìn)行了節能情況分析,用于指導均熱爐的改造實(shí)施,從分析得知采用空氣單蓄熱、煤氣預熱的方案可以實(shí)現節能約16%,通過(guò)實(shí)際運行對計算結果進(jìn)行了驗證,該方案的成功實(shí)施對周期性的室式爐節能改造具有良好的指導意義。關(guān)縷詞:均熱爐;高溫空氣蓄熱燃燒;煤氣預熱中圖分類(lèi)號:TF062文獻標志碼:B文章編號:1002-1639(200904-0053-01Analysis and Application of Energy Saving of Regenerative Combustion Technology on Soaking PitsYONG Hai-quan, TAO Shu-ming?蓄熱燃燒技術(shù)是基于燒嘴交替燃燒,利用蕃熱室回κ℃時(shí)燃料的平均體積定壓熱容,kJ(m3·K),l與分別收廢氣的余熱來(lái)預熱助燃空氣,實(shí)現廢氣余熱極限回收為燃料預熱溫度和環(huán)境溫度,℃;3為空氣預熱帶入的物和助燃空氣的高溫預熱。在1858年蓄熱室被發(fā)明并用于理熱,kh,g3= Balo(c4k-cs),a為燃料燃燒時(shí)的空平爐,1980年研制出體積緊湊的高效蓄熱室,1982年首氣過(guò)剩系數,L為燃料燃燒時(shí)所需的理論空氣量,m3/m3,先由英國氣體公司( British Gas Plc)和 Hotwork Develop- c為4℃時(shí)空氣的平均體積定壓熱容,kJ(m3K),cement Lid共同開(kāi)發(fā)蓍熱式燒嘴加熱系統,并用于一座t℃時(shí)空氣的的平均體積定壓熱容,kJ(m3:K),41370℃的玻璃熔融爐上,以后美國、日本也先后開(kāi)發(fā)了為空氣的預熱溫度,℃;Q4為煙氣帶走的物理熱,kJ/h,高熱值煤氣的蓄熱式燒嘴并逐漸應用。Q4= 9v. xCl+ gv. ccle, q為進(jìn)入蓄熱體的煙氣量,m3/h,我國在20世紀90年代以后將蓄熱燃燒的節能與環(huán)cx為℃時(shí)進(jìn)入蓄熱體煙氣的平均體積定壓熱容km3·K),保相結合,進(jìn)行了大量的嘗試,并逐漸在高爐煤氣等多1為進(jìn)入蓄熱體的煙氣溫度,℃,qw為進(jìn)入常規煙道的煙種熱值燃料介質(zhì)領(lǐng)域獲得了實(shí)際應用2。氣量,m3/h,c為t℃時(shí)進(jìn)入常規煙道煙氣的平均體積定1蓄熱燃燒熱利用率分析壓熱容,kJ(m3·K),t為進(jìn)入常規煙道的煙氣溫度,℃。針對本次均熱爐改造情況:改造前燃料為9196k/m3均熱爐作為周期性生產(chǎn)的熱工設備,其排出的高溫的混合煤氣,空氣預熱520℃,煤氣預熱350℃;改造廢氣與爐溫基本一致,高達1300,如果通過(guò)蓄熱體將后擬采用燃料熱值為5434Jm的混合煤氣,空氣蓄熱廢氣排煙溫度降至200℃以下排出,將極大地回收廢氣1180℃,煤氣預熱350℃,改造前后均熱爐的爐坑結構余熱達到節能降耗。然而對于不同的燃料介質(zhì),采用不不變,爐溫水平不變,排出煙氣溫度均按1300℃考慮,同的蓄熱方式,其所利用的煙氣占燃燒總煙氣的量是不兩者的燃料熱利用率比較如表1同的。因此,需針對不同的燃料情況確定合理的蓄熱燃表1燃料熱利用率比較燒系統常規供熱(空蓄熱式供熱在不考慮爐子散熱和爐內坯料吸熱改變等因素的情項目況下,比較各種燃料在釆用不同的燃燒方式條件下燃料氣媒氣雙預熱)煤氣不預熱煤氣預熱熱利用率的變化情況煤氣熱值/k·m91965434燃料熱利用率定義4爐膛排煙溫度/℃(設定)130n=2i+2te2-24空氣預熱溫度/℃中國煤化工20式中:Q為燃料燃燒帶入的化學(xué)熱,kh,Q1=HCNMHG 61.8723B為燃料消耗量,mh,gBw為燃料的低發(fā)熱量,Q2為燃料預熱帶入的物理熱,kJ/h,Q2=B(cr-cnl)從上述分析看出,在該計算條件下,燃料的熱利用c為℃時(shí)燃料的平均體積定壓熱容,H(m3K),cm為率可以提高約16%(下轉第57頁(yè)技術(shù)交流《工業(yè)加熱》第38卷2009年第4期6并聯(lián)實(shí)驗結果IT(A)=lo1+lo2JA(A)=(Io1+lo2)/2實(shí)際應用中對兩臺50kKW的晶閘管中頻電源做并聯(lián)實(shí)驗Ie=Iomax-lomin已知:500kW中頻電源參數輸入電壓3相380V,C=(llA)×100%額定直流電壓500V,額定直流電流1000A,中頻電壓750V,頻率1000Hx,并聯(lián)實(shí)驗測量結果如表1所示。7結論表1兩臺500kW的晶閘管中頻電源并聯(lián)運行實(shí)驗測量結果均流芯片UC3902均流精度,尤其兩臺電源并聯(lián)運Iov/AJA精度%行時(shí),輸出電流越接近額定值,精度越高。外圍電路設計簡(jiǎn)潔,運行可靠平穩,由于釆用最大電流法控制兩臺電源并聯(lián)運行,比其他方法效率提高近75%,運行時(shí)間93546751532縮短8%,節電8.5l11355651712736365參考文獻7651515757515林渭勛.可控硅整流電源[M北京:機械工業(yè)出版社,19831745[2]潘天明現代感應加熱裝置M北京:北京冶金出版社,1996表1中,J為電源1的電流,l2為電源2的電流。如加機護加護機識》》機機機機加護機護》2(上接第53頁(yè))坑)未改造,系統投運后,對比兩種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的數2均熱爐改造的供熱方式選擇據收集目前整個(gè)系統運行1年以上,受改造后蕃熱燒嘴的本系統針對上述燃料熱利用率分析情況,在改造時(shí)交替燃燒,爐氣的強烈擾動(dòng)爐溫均勻性明顯優(yōu)于改造前采用空氣單蓄熱,利用剩余部分的煙氣再預熱煤氣進(jìn)一在停爐檢修期間,對燒嘴蓄熱箱開(kāi)箱檢査,蓄熱球步回收熱量的方案的黏結和堵塞現象沒(méi)有出現。但投運前幾個(gè)月,換向閥蓄熱體選用密度>3000kgm的蓄熱小球,采用較的卡死、閥門(mén)的開(kāi)關(guān)到位信號不準確等在系統運行中偶短的換向時(shí)間,換向周期50s,確保獲得較高的空氣預有發(fā)生,經(jīng)過(guò)設備的改進(jìn)該問(wèn)題已經(jīng)得到解決熱溫度,減小空氣預熱溫度的波動(dòng)。同時(shí)均熱爐的空間相對較小,換向造成爐壓波動(dòng)也設計上采用較高的空氣出口動(dòng)能,加大爐氣的循環(huán)是系統上需要注意的問(wèn)題,在本系統控制程序的調試運攪動(dòng)。行中,針對該問(wèn)題作了許多特殊處理,目前爐壓控制良同時(shí)在排煙系統上考慮將經(jīng)蓄熱體后的排煙風(fēng)機排好,爐壓波動(dòng)能夠控制在+15P以?xún)?系統運行穩定出約200℃的煙氣與均熱爐排煙口直接排出的高溫煙氣經(jīng)過(guò)系統對比運行比較,該系統投運后的實(shí)際燃料混合,在混合后的煙道上設置高效煤氣預熱器,將煤氣節約率在15%左右,節能效果顯著(zhù),達到預期效果預熱至350℃。供熱系統如圖1所示。4結論供至其余坊蓄熱燃燒技術(shù)作為一項節能降耗技術(shù),也有其相應熱排煙鳳的應用范圍,在周期性的均熱爐上合理應用,能夠取得供至其余坑較好的節能效果集中供風(fēng)風(fēng)機該項目的成功投運并取得顯著(zhù)的節能效果,對于周期性的其他室式爐的節能改造具有指導意義。參考文獻:[1]孫國宏.淺談蓄熱式燃燒技術(shù)及其發(fā)展前景[中國科技信息,2005(18):43中國煤化工燃燒技術(shù)改造均熱爐方圖1供熱系統圖CNMHG72(8):1033-1037.[3」鋼鐵廠(chǎng)工業(yè)爐設計參考3實(shí)施運行情況資料[M]北京:冶金工業(yè)出版社,1977:322-330本次改造共實(shí)施4組均熱爐(12坑),剩余2組(6{4]陳鴻復冶金爐熱工與構造隊M.北京:冶金工業(yè)出版社,1999:31-45