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技术文献

工业电炉节能减排技术的分析研究

    工业炉是高能耗设备,品种多,是工业加热的关键设备, 广泛应用于国民经济的许多行业。目前, 我国共有各类工业炉约 12 万台, 年总耗能达2.6 亿 tce, 约占全国总能耗的 1/4, 占工业总能耗的60%。虽然工业炉技术自改革开放以来有了长足的进步, 但工业炉的能源利用总体水平不高, 仅相当于发达国家 20 世纪 60~ 70 年代的水平, 工业炉的热效率平均不到 36%, 而国际上工业炉的热效率平均为50%以上。我国在工业炉节能方面, 具有相当大的潜力, 如何节约能源提高能源利用水平, 仍是当务之急。 
  
目前工业炉节能的一般措施 
  
    工业炉的能耗受许多方面因素的影响, 但是节能的主要措施一般都离不开优化设计、 改进设备、 回收余热利用、 采用新技术、 新工艺、 加强检测控制和生产管理等几个重要方面。 
 
炉型结构与筑炉材料 
 
      对工业炉进行设计或改进时, 应根据生产工艺要求, 尽量选用新型节能炉型和节能耐火材料。炉型结构是加热炉节能与否的先天性条件, 因此在加热炉新建时应该尽量考虑到加热炉节能的需要。炉型结构的新建或改造, 要使燃料燃烧尽可能多的在炉膛内发生, 即燃料在炉内存在合适的燃烧空间和燃烧时间, 减少排出炉膛的烟气热损失; 要尽可能多的将烟气余热回收到炉膛中来, 提高炉子的燃料利用系数;尽量地减少炉膛各项热量损失, 提高炉子热效率。 在优化炉型结构, 提高能源利用率和机械自动化程度方面, 目前通常采用的节能措施有以下几方面。 
 
工业炉热工测试 
 
    节能必须有科学的计量与对比测试方法。目前所采用的测试方法一般是热平衡测试法。通过对工业炉的热工测定, 全面地了解工业炉的热工过程, 分析、 诊断加热炉的 “病情” , 找出其 “病因” , 进行节能技术改造, 使加热炉的热效率进一步提高, 单耗下降, 同时通过获得加热炉运行经济技术性能指标的各项参数, 分析加热炉运行情况, 及时调整加热炉工况, 使其达到运行的最佳状态, 找出节约能源的有效途径和方向。
 
炉型结构与筑炉材料 
 
      对工业炉进行设计或改进时, 应根据生产工艺要求, 尽量选用新型节能炉型和节能耐火材料。炉型结构是加热炉节能与否的先天性条件, 因此在加热炉新建时应该尽量考虑到加热炉节能的需要。炉型结构的新建或改造, 要使燃料燃烧尽可能多的在炉膛内发生, 即燃料在炉内存在合适的燃烧空间和燃烧时间, 减少排出炉膛的烟气热损失; 要尽可能多的将烟气余热回收到炉膛中来, 提高炉子的燃料利用系数;尽量地减少炉膛各项热量损失, 提高炉子热效率。 在优化炉型结构, 提高能源利用率和机械自动化程度方面, 目前通常采用的节能措施有以下几方面。
 
采用步进式炉型 
 
     步进式加热炉的实践表明, 它与传统推钢式加热炉相比有很多优点: 由于钢坯之间留有间隙, 因此钢坯可实现四面受热, 加热质量好、 钢材加热温度均匀; 加热速度快, 钢坯在炉内停留时间短, 有利于降低钢坯的氧化烧损, 有利于易脱碳钢种对脱碳层深度的控制;操作灵活, 可前进、 后退或踏步, 可改变装料间距, 控制工业炉产量; 生产能力大, 且生产能力比较灵活, 炉子不受钢坯厚度和形状控制, 不会拱炉;便于连铸坯热装料的生产协调。
 
在炉膛内设置用耐火材料制作而成的砌体
 
    以增加炉体对钢坯辐射换热面积, 相当于在原有的炉膛空间下增加了炉墙和炉顶表面积, 增强了辐射换热面积。在炉内适当设置隔墙可以起到稳定炉压、控制炉气流动、 控制炉温、 减少烟气外溢、 降低排烟温度和减少炉头吸冷风等作用。 因此, 根据实际情况在炉内增设耐火材料砌体, 对工业炉节能降耗有明显的效果, 经天津轧一钢铁集团东益公司实践运行证明, 此方法可以实现节能, 改善钢坯加热的效果。 
 
炉体密封, 包括炉膛内各引出构件
 
    炉壳, 炉门、扒渣孔等处的密封。炉体密封不严, 将会造成到处跑火、 漏火、 吸冷风等, 造成能源大量浪费、 设备烧坏、 环境恶劣等状况, 因此炉体密封直接影响工件加热质量和能耗水平, 同时密封也是炉内气氛控制的关键。 而耐火纤维制品的出现, 为解决炉体密封创造了条件, 实现了软密封。 采用浇注料炉衬、 外加保温层和护炉钢板的密封结构, 能达到炉体密封好的效果。 
 
增加涂层 
 
    在炉内衬炉壁上涂一层厚度 3 mm~ 5 mm高温高辐射涂料, 强化炉内的辐射传热, 增大炉内辐射系数,有助于热量的充分利用, 可以节能 3%~ 5%, 同时可以保护工业炉内衬表面, 延长工业炉寿命, 是近期较先进的节能方法之一。 
 
热工检测与控制 
 
   目前我国工业炉的能源消耗大, 浪费严重, 普遍存在空气过剩系数过大的问题, 这主要是由于调节手段的落后, 工人的劳动强度较大, 难以保证理想的燃烧工况。因此提高热工检测与控制水平, 具有很大的节能潜力。采用先进的自动控制技术已经成为工业炉自动控制的发展方向。通过设置自动控制系统, 严格控制各段燃烧的空燃比以及各段炉压情况, 运用自动控制系统来实现节能。实时运用氧化锆测氧仪检测排放烟气中氧气含量, 实现自动调节空煤气的配比, 以达到最佳燃烧效果, 降低能源消耗。 
 
能源管理 
 
    工业炉节能除了从设备和技术方面挖掘潜力外,还应从能源管理方面人手。从组织、 生产、 操作三方面着手, 加强能源管理工作。高效组织生产, 加强设备维护, 发挥设备的最大潜能, 使炉子高效运行。提高操作水平, 加强计划调度, 及时对能源消耗情况进行,找到能源浪费的主要环节, 对此制定相应的解决措施, 并对能源使用过程中造成的跑、 冒、 滴、 漏等能源浪费现象进行检查和处理, 有效杜绝各种有形损失。
 
节能技术说明
 
    中宇电炉致力于电炉自动化控制的研发设计,有二十多年的热处理行业经验。在电炉的节能降耗方面,中宇电炉拥有一套行业类领先的设计方案。
 
●电流、电压、电量监测技术,电能不同班次监测及费用报表
●负载监测技术,碳棒老化程度及电量损耗。
●自动同步升温程序控制技术,再次升炉一键操作,全过程记录,自动高效完成。
●负载恒流、恒压、恒功控制技术,根据不同负载特性,有效的保护断电引起损坏负载问题。

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