


随着人们企业对节能环保的日益重视,蓄热式燃烧技术越来越受到关注。蓄热式加热炉实质上是高效蓄热式换热器与常规加热炉的结合体,是通过蓄热室最大限度地回收烟气余热,以达到提高空气(或煤气)预热温度,提高炉子热效率的目的。
20世纪70~80年代,以小径陶瓷球和超薄壁陶瓷蜂?#28895;?#20026;蓄热体的新一代蓄热室首先在日本开始使用,其良好节能效果得到工业领域一致认同。新型蓄热体的比表面积(单位体积蓄热体具有的表面积)是传统蓄热体的10~100倍,因此,可在短时间内将烟气温度降到150℃以下,将空气预热到800~1000℃。20世纪90年代初,蓄热室开始在中国的钢铁生产领域推广应用。到目前为止,国内钢铁企业大型轧钢加热炉已有百余座,加热能力在50吨到200吨,节能率在25%~30%。
传统的燃烧方式是空气和煤气预混和扩散燃烧,在燃烧器周围存在一个局部高温区,造成炉温不均匀,影响加热质量。同?#20445;?#22312;高温区内,氮气参与燃烧反应,导致烟气中NOx含量高,造成大气污染。蓄热式燃烧则完全不同,在蓄热式炉中,整个炉膛为一个反应体,空气和煤气充满炉膛,在这个炉膛内弥散燃烧,不存在局部高温区,炉温非常均匀。在轧钢加热炉中,炉两侧温差小于10℃,在大型锻件热处理炉中,保温期整个炉膛温差小于5℃。在蓄热式炉中,由于燃料在相对?#31995;?#27687;浓度下燃烧,因此金属氧化烧损可大幅度降低,平均?#19978;?#38477;0.5%~1.0%。此外,由于蓄热式燃烧是在相对的低氧状态下弥散燃烧,没有火焰中?#27169;?#22240;此,不存在大?#21487;?#25104;NOx的条件,烟气不用处理即可达到国家规定的排放标准。
例如熔铝炉的平均热效率不到20%,排烟热损失高达50%以上。虽然大型熔铝炉安装了空气预热器,但由于技术、价格、寿命等原因,通常也只能将空气预热到300℃左右,节能率只有20%左右,仍有30%以?#31995;?#28909;量随烟气排放到大气中去,排烟温度普遍在300℃以上。采用蓄热式高温空气燃烧技术,不但克服了常规熔铝炉的缺点,将余热回收率提高到70%-90%,空气预热到800℃左右,烟气排放温度低于150℃,达到余热回收的极限,而且投资少,见效快。
炉膛废气余热回收的主要设备




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蓄热式余热回收的优点:
传统的燃烧方式是空气和煤气预混和扩散燃烧,在燃烧器周围存在一个局部高温区,造成炉温不均匀,影响加热质量。同?#20445;?#22312;高温区内,氮气参与燃烧反应,导致烟气中NOx含量高,造成大气污染。蓄热式燃烧则完全不同,在蓄热式炉中,整个炉膛为一个反应体,空气和煤气充满炉膛,在这个炉膛内弥散燃烧,不存在局部高温区,氮气几乎不参与燃烧反应。与传统燃烧方式相比,其优势表现在下面几个方面:
炉温更加均匀
?#29615;?#38754;,由于煤气和空气在炉膛内弥散燃烧,肉眼观察无明显火焰,因此,炉温更均匀,而且无局部高温区;另?#29615;?#38754;,由于在每一对蓄热室中都是燃烧侧和排烟侧隔几?#31181;?#23601;交替换位,因此,不存在烧偏的情况,使炉子两侧温度异常均匀。实测表明,在普通加热炉中,炉两侧温差小于10℃;在大型锻件热处理炉中,整个炉膛温差小于5℃。
由于炉温分布均匀,加热质量大大改善,产?#27867;细?#29575;大幅度提高。
燃料选择范围更大
采用蓄热式燃烧技术,空气预热温度由过去的400~600℃可提高到800~1100℃。由于燃?#31995;?#29702;论燃烧温度大幅度提高,使燃?#31995;?#36873;择范围更大,特别是可燃用800kcal/m3以下的低热值燃料,如高炉煤气或其他低热值劣质燃料。
适合轻油、重油、天然气、液化石油气等各种燃料,尤其是对低热值的高炉煤气、发生炉煤气具有很好的预热助燃作用,扩展了燃?#31995;?#24212;用范围。铝熔化燃油单耗指标在60kg/t.A以内。
大幅度节能
由于烟气经蓄热体后温度降低到150℃以下(特殊情况下可降至70~80℃),将烟气的绝大部分显热传给了助燃空气,做到了烟气余热的“极限回收?#20445;?#22240;此,炉子燃料消耗量大幅度降低。对于一般大型加热炉,可节能25%~30%;对于热处理炉,可节能30%~65%。烟气排放温度低于150℃,余热回收率可达到70%-90%。
NOX生成量更低
采用传统的节能技术,助燃空气预热温度越高,烟气中NOX含量越大;而采用蓄热式高温空气燃烧技术,在助燃空气预热温度高达800℃的情况下,炉内NOX生成量反而大大减少。由于蓄热式燃烧是在相对的低氧状态下弥散燃烧,没有火焰中?#27169;?#22240;此,不存在大?#21487;?#25104;NOx的条件。烟气中NOx含量低,有利于保护环境。
金属氧化烧损低
低氧燃烧的另一个好处是可降低被加热金属的氧化烧损。 此外,蓄热式燃烧还可以提高火焰辐射强度,强化辐射传热,提高炉子产量。
改造简单
既适合新建熔铝炉或加热炉,更适合旧型熔铝炉或加热炉的蓄热式技术改造,可保留原炉基础?#26696;?#32467;构不动,在炉两侧或同侧增?#26377;?#28909;式烧嘴,施工简单,技术先进成熟。

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高效蓄热式余热回收燃烧技术的应用简介:
21世纪,中国将成为世界第一大机械制造国和机械出口国。机械制造业是高耗能行业,其大量能源消耗在铸造、锻件加热和机件的热处理上。目前,机械行业的许多加热炉和热处理炉都比?#19979;?#21518;,能耗高,自动化程度低,工人?#25237;?#24378;度大,机件加热质量差。
蓄热式加热炉具有炉温均匀、金属氧化烧损少、炉温控?#35889;?#21160;化程度高、节能环保等优点,适合燃用天然气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气以?#23433;?#27833;、煤油?#28909;加停?#32780;且对燃料热值要求低,特别适合在机械行业的加热炉和热处理炉上推广使用。
钢铁企业的轧钢加热炉
20世纪90年代中期,蓄热式燃烧技术开始在我国应用于轧钢加热炉。经过10年的发展,目前已遍及国内各大钢铁企业。宝钢、首钢、武钢、唐钢、济钢、邯钢、马钢、酒钢等大钢铁企业都有多台蓄热式加热炉在运行,为这些企业节约了大量的燃料,产生?#21496;?#22823;的经济效益。
效益:节能25%~30%;
吨钢氧化烧损?#25216;?#23569;5kg;
可燃烧钢厂的劣质燃料——高炉煤气,解决了高炉煤气放散问题。
机械制造企业的工件加热炉、热处理炉
机械制造企业有大量各种用途的工件加热炉、热处理炉,这些炉子普遍对炉温均匀性要求较高,而且要求便于调节热负荷,蓄热式燃烧技术正好适合这些要求。?#26696;只?#20462;公司和沈阳机床厂等单位都已经采用这项技术,节约燃料20%~40%,炉膛温差在5℃以下。
钢丝热处理炉
国内某钢绳厂于2004年将一台传统的马弗砖钢丝热处理炉改成了蓄热式热处理炉。改造前后效果形成了鲜明对比:
效益: 炉子热效率从17%提高到51%,节能66%;
钢丝氧化烧损从6‰下降到2‰;
产?#27867;细?#29575;从70%提高到100%。
各个行业的其他炉窑
蓄热式燃烧技术还可以应用在许多工业炉窑上,例如:熔铝炉、钢水包烘烤炉、玻璃窑、热风炉和台车式退火炉等。
蓄热式燃烧技术可应用的领域,除了钢铁和机械行业外,还有建材、有色和石化等行业,甚至可用于轻工和日常生活。
蓄热式燃烧技术对燃?#31995;?#30446;前还仅气体燃料和液体燃料,对燃烧煤粉和固体燃?#31995;?#28809;窑还存在一定的风险。
下面介绍蓄热式技术在热处理炉上应用的几个实例:
某机械制造公司的大型铸件热处理炉



























