節能爐襯在工業(yè)爐節能改造中的應用

合····合·?！ぴO備合····合··節能爐襯在工業(yè)爐節能改造中的應用杜艷菊,史國鋒,喬汝洨(山西長(cháng)治市熱處理中心站,山西長(cháng)治046011)摘要:工業(yè)爐運行過(guò)程中爐襯的能耗十分可觀(guān)。采用節能爐襯則可大大降低這種無(wú)效能耗。節能爐襯主要有纖維基預制件爐襯和全纖維爐襯,在井式爐、箱式爐和回火爐中的實(shí)際應用證明,與磚砌爐襯相比,均具有明顯的節能效果,具有良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:工業(yè)爐;節能減排;節能爐襯中圖分類(lèi)號:TG155.1·1文獻標識碼:B文章編號:10081690(2009)04-0060-003Application of Energy Saving Lining to Reconstruction of Industrial FurnaceDU Yan- ju, SHI Guo-feng, QIAO Ru-jiaoChangzhi Heat Treatment Center, Changzhi 046011, Shanxi)Abstract Considerable energy will be consumed by lining during the operation of industrial fumace. The adoption ofenergy saving lining may greatly decrease such unvariable energy consumption of industrial fumace. The prefabri-cated fibre-based lining and the entire fibre lining all belong to energy saving lining and through their application topit furmace, box fumace and tempering furnace, the energy consumption can be obviously reduced as compared withhat of a brickwork lining, providing good social and economic benefitsKey words: industrial fumace; energy saving and reduction in pollutant discharge; energy saving lining隨著(zhù)世界性的能源短缺,工業(yè)發(fā)展與能源短缺能“大戶(hù)”,占企業(yè)總能耗的40%~70%。由于我國的矛盾日益尖銳,溫室氣體排放又造成一系列環(huán)境不少工業(yè)爐仍用煤、油作能源所以溫室氣體排放量問(wèn)題。節約能源,減少溫室氣體排放已成為世界各也是巨大的。工業(yè)爐節能減排就顯得尤為重要。近國不斷努力的目標。我國對此十分重視因為我們十多年來(lái),工業(yè)爐制造水平雖有不小的提高能耗明目前的能耗水平與發(fā)達國家相比還有很大差距。我顯降低,溫室氣體排放量也有所減少。但由于種種國的能源消費已居世界第二位占世界總消費量的原因,一些已經(jīng)成熟的節能減排技術(shù)仍未得到廣泛10%左右而我國的經(jīng)濟總量(CDP)只占全球的采用。再加上一些老式工業(yè)爐目前仍在一些企業(yè)中37%。日本美國和德國的能源利用率分別高達使用,所以工業(yè)爐的節能減排改造仍需加大力度。57%、50%和40%,而我國只有32%。胡錦濤總本文以工業(yè)電爐為例以節能爐襯為主將作者多年書(shū)記在黨的“十七大”報告中強調:“必須把建設資的實(shí)踐和體會(huì )與同行共享,以期為推動(dòng)工業(yè)爐節能源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )放在工業(yè)化、現代化發(fā)展減排改造工作再做貢獻。戰略的突出位置,落實(shí)到每個(gè)單位、每個(gè)家庭。要完善有利于節約能源資源和保護生態(tài)環(huán)境的法律和政1爐襯的熱能消耗與節能爐襯策加快形成可持續發(fā)展體制。落實(shí)節能減排工作眾所周知,在工業(yè)爐運行過(guò)程的熱能消耗中,只責任制?！ㄔO科學(xué)合理的能源資源利用體系,有加熱工件的熱能是有效能耗。在無(wú)效能耗中,加提高能源資源利用效率?！睙峁A吊具和加熱控制氣氛的能耗是工藝所要求各行各業(yè)都必須節能減排已成為國人的共識。的,在設計合理和工藝正確的條件下,也不能節省。工業(yè)爐在不少行業(yè)中,尤其在冶金、機械行業(yè)中是耗在可節約的無(wú)效能耗中,爐襯的熱能消耗最大。它收稿日期:2008-09-17作者簡(jiǎn)介:社艷菊(1938)河北石家莊人,助理工程師中國煤化工分析及設備改造工作,今后主要工作方向為金屬材料熱處理工藝及CNMHG0090355084681E-mail: shanjuhua68@ 126《熱處理》209年第24卷第4期分為兩部分,一是蓄熱耗能二是散熱耗能。前者是3節能爐襯的節能原理次性”耗能,與工業(yè)爐連續工作時(shí)間長(cháng)短無(wú)關(guān)。如所周知,上述兩種節能爐襯是因導熱系數低后者則是工作時(shí)間的函數。但二者都與爐村材料和而節能,其與磚砌爐襯相比最大的區別在于整體性結構有關(guān)。和氣密性好。根據計算,每m2磚砌爐襯泥縫長(cháng)達隨著(zhù)工業(yè)與科技的發(fā)展我國工業(yè)爐爐襯材料19m以上按熱處理爐砌爐要求,按泥縫寬2m計和結構也在不斷進(jìn)步。從原來(lái)的輕質(zhì)耐火磚+蛭石算,泥縫面積為0.0938m2。而每m2節能爐襯接縫粉到微珠磚+硅酸鋁纖維氈+珍珠巖再到纖維基面積僅0.02m2。我們以珍珠巖爐襯作保溫層進(jìn)預制件結構和全纖維結構,節能效果在不斷提高。行計算,新?tīng)t時(shí),每m2磚砌爐襯的泥縫熱損失為我們將纖維基預制件結構和全纖維結構的爐襯稱(chēng)為893W而同面積節能爐襯泥縫熱損失為0.38W。節能爐襯”。這種爐襯與傳統磚砌爐襯相比,可比二者熱損失差異雖大但相差的絕對值每m2爐襯新?tīng)t節能10%-20%,比舊爐節能30%以上;與微不過(guò)855W,并不算大。然而使用一段時(shí)間后,由珠磚十硅酸鋁纖維氈+珍珠巖結構的節能爐相比,于震動(dòng)、碰撞、熱脹冷縮等原因,磚砌爐襯的泥縫發(fā)仍可節能5%-15%。但是毋庸諱言,至今仍有不生松動(dòng)開(kāi)裂、脫落,形成熱流短路,從而使熱損失大少企業(yè)尚未采用節能爐襯甚至一些工業(yè)爐依舊是增,嚴重時(shí)甚至可達到同面積爐墻的40-50倍。輕質(zhì)耐火磚+蛭石粉結構。所以工業(yè)爐節能改造仍按保守計算,這時(shí)每m2磚砌爐襯的泥縫熱損失也大有可為,節能爐襯的推廣任重而道遠達100W以上,相當于爐襯散熱損失的40%以上,2節能爐襯簡(jiǎn)介而節能爐襯卻無(wú)此問(wèn)題。這就是采用節能爐襯的電2.1纖維基預制件結構爐襯爐比微珠磚砌的節能爐還要節能的原因。這種爐襯的耐火部分是用以硅酸鋁耐火纖維為基4節能爐襯應用實(shí)踐的不定形材料搗打預制成型的,有較高的耐火度文獻[4,5]介紹了大量節能爐襯,尤其是纖維(1000℃以上)和低的導熱系數(0.2~0.5W/mK),基預制件爐襯的應用實(shí)例。本文對部分節能爐襯的再加上耐火纖維的增強作用配以?xún)?yōu)質(zhì)摻和料、膠合節能效果作些補充說(shuō)明。劑、添加劑等,可獲得理想的高溫強度。其保溫層則4.1海拉爾牧業(yè)機械總廠(chǎng)75KW井式爐可根據爐溫髙低和節能要求采用纖維氈+纖維棉或該爐是由原仿蘇Ⅲ55井式爐改制的,加深了爐纖維氈+珍珠巖結構。膛加大了功率。雖可用于生產(chǎn),但爐溫不均勻能耗這種爐襯不需事先燒制,因此也可節約大量能也大。2001年進(jìn)行改造,采用了纖維基預制件節能爐源,并減少溫室氣體的排放;低的導熱系數加上高的襯同時(shí)采取了其他一些技術(shù)措施如電阻絲均勻布氣密度,又使工業(yè)爐在使用過(guò)程中進(jìn)一步節能。由置保溫層多層結構、內表面涂高溫涂料等,取得了良于其整體性好縮短了維修周期,提高了設備壽命,好效果。在生產(chǎn)331件護刃器梁時(shí)進(jìn)行了實(shí)測結同時(shí)提高了爐溫均勻性,按有效加熱區考評,可提高果空爐升溫時(shí)比改造前節電503%保溫階段節電1~3個(gè)級別。另外,施工方便便于機械化生產(chǎn),可13.6%,綜合考核節電35%。實(shí)測數據見(jiàn)表1以制作各種復雜爐襯值得大力推廣。表155KWN井式爐改造前后節能效果22全纖結構爐襯Table 1 Operating characteristics of pit-type fumace of這種爐襯的耐火層由硅酸鋁耐火纖維壓制成55 kw before and after being energy-saving remade型。為解決硅酸鋁纖維高溫二次結晶粉化問(wèn)題測試項目改造后備注在其內表面涂刷氧化鋁涂料。保溫層則與纖維基預空爐升溫時(shí)間/h2冬季10h空爐升溫耗電/kWh370制件爐襯相同。熱爐裝料后升溫時(shí)間mn20~312-16這種爐襯導熱系數更低(01~0.18W/mK),節保溫時(shí)送電時(shí)間(%)80能效果更好應予大力推廣應用。但制作時(shí)要用鋼鐵外殼(側墻)溫度/℃構件部分影響了節能效果。另外壓縮比不合理也單件耗電/kWh10.947.166.16不計升溫達不到最佳節能效果,而且制作和維護沒(méi)有纖維澆注溫度凵中國煤化工好體方便在氣流沖刷較大的爐子中使用,其壽命也不工件CNMHG均如后者長(cháng)。其含又是川面達電時(shí)問(wèn)的日雙?！稛崽幚怼?09年第24卷第4期4.2承德曲軸連桿廠(chǎng)180KW臺車(chē)式回火爐②耗電量:總耗電200kWh,減去降溫階段風(fēng)這是按照北京國際經(jīng)濟合作公司提出的技術(shù)條扇電動(dòng)機耗電36kW·h,升溫和保溫階段耗電件研制的全纖爐。根據要求,該爐加熱室尺寸為164kW.h,平均每噸工件耗電492kWh4.8mx1m×0.9m,最大載荷3t,額定工作溫度節能效果:700℃,保溫精度<±10℃,外殼(爐墻)表面溫度(58596-492)÷585.9×100%=16.04%≯40℃。另一臺75kW回火爐,因改造前已停止使用該爐爐襯采用了全纖結構,為了爐溫均勻,電熱無(wú)法進(jìn)行對比測試。但據車(chē)間工人反映,原來(lái)從元件分3區控制,并采用了風(fēng)扇強制對流。為了防150℃升溫到410℃需1.25h,改造后同樣裝爐量止硅酸鋁纖維高溫二次結晶和強對流循環(huán)風(fēng)對纖維情況下,升溫只需0.75h。降溫時(shí)間卻增加了0.5的損壞,在爐襯內表面涂了氧化鋁高溫涂料,結果完倍,節能效果可見(jiàn)一斑全達到了技術(shù)要求,受到用戶(hù)好評5結束語(yǔ)4.3內蒙古華德牧草機械有限公司75KW箱式爐(1)纖維基預制件爐襯和全纖爐襯容重小,具該爐原爐膛長(cháng)1800m,由于待處理工件的需有較高的耐火度優(yōu)良的絕熱性能和較高的熱強度,要,要求加長(cháng)到2200m。如果按原爐襯結構功蓄熱損失和散熱損失都較小,是兩種非常實(shí)用的節率最少需要增加到90kW。改造時(shí)采用了纖維基預能型爐襯。制件節能爐襯,對電熱元件進(jìn)行了重新布置,降低了(2)兩種節能爐襯均施工方便,可以制造各種爐膛高度,81kW功率便達到了要求。在烘爐階段復雜爐襯。同時(shí),可以預制,從而節省大修或改造施當溫度達到950℃時(shí)保溫1h,兩側墻爐殼外表面工時(shí)間。由于氣密性很好,又不需事先燒制,在節能溫度為47℃,低于國家規定的50℃。對該廠(chǎng)兩種的同時(shí)還能減少控制氣氛的用量和溫室氣體的排典型工件熱處理耗電進(jìn)行了實(shí)測改造前,單位工件放量,節能、降耗又減排,一舉三得,值得在工業(yè)爐設耗能為1323kWh,改造后為94.kWh/t,下降計、制造、大修和改造中大力推廣。了378.5kW·h/t,節電率28.61%。加上空爐升溫(3)全纖爐襯制作時(shí)應盡量減少鋼鐵構件,采用的節電數據,總節電率在30%以上。此外,由于爐合理的壓縮比而且內表面應涂刷氧化鋁涂料,以防膛長(cháng)度增加,爐底面積加大,因而提高了生產(chǎn)率。高溫二次結晶粉化。這樣才能發(fā)揮其最佳作用。4.4山西長(cháng)治某軍工廠(chǎng)36kW回火爐(4)兩種節能爐襯與磚砌爐襯相比,主要因為減2001年該爐曾進(jìn)行過(guò)一次節能改造,采用微珠少了泥縫,增加了爐子的氣密性因此更加節能。尤磚+硅酸鋁纖維+纖維棉結構。200年2月我們其在使用一段時(shí)間后更顯示出其節能的優(yōu)越性。采用纖維基預制件節能爐襯對其進(jìn)行了又一次改這是任何輕質(zhì)磚砌爐襯所無(wú)法比擬的有著(zhù)廣闊的造。改造前后對同一工件、同一工藝處理的實(shí)際能應用前景耗測試結果如下:(1)改造前的測試改造前因為電控柜未裝電參考文獻度表所以采用了通斷時(shí)間計算法。①裝爐量:工件凈重242.9kg;[]宋湛蘋(píng),史競.工業(yè)爐的節能與環(huán)保[J]機械工人,2005,②升溫時(shí)間:72min,主電路耗電43.2kWh,(7):10-13風(fēng)機耗電36kWh,共耗電46.8kWh;2]中國機械工程學(xué)會(huì )熱處理專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì )《熱處理手冊》編委會(huì )熱③保溫時(shí)間4h,主電路耗電84.53kWh,風(fēng)處理手冊(第2版)第3卷[M].北京:機械工業(yè)出版社,1992:機耗電12kW·h,共耗電96.53kWh;[3]南京機器制造學(xué)校熱處理爐及車(chē)間設備[M]北京機械工業(yè)不計降溫時(shí)風(fēng)扇電動(dòng)機耗電,總耗電量為出版社,1978:75143.33kW·h,平均每噸工件耗電58596kWh[4]職工技協(xié)北京市熱處理技術(shù)協(xié)會(huì ),等熱處理加熱設備技術(shù)改(2)改造后的測試改造后電控柜裝有電度中國煤化工2023表,所以可直接讀數[5]CNMHG在熱處理爐上的應用①裝爐量:工件凈重333kg;開(kāi)…人念文集天津2002.《熱處理》2009年第24卷第4期