均热炉采用蓄热燃烧技术的节能分析及应用

技术交流《工业加热》第38卷2009年第4期Do:10.3969j.issn.1002-16392009.04018均热炉采用蓄热燃烧技术的节能分析及应用雍海泉,陶明2(1.重庆赛迪工业炉有限公司,重庆40003;2.宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司,上海201900)摘要:从燃料热利用率分析出发,对均热炉改造的方案进行了节能情况分析,用于指导均热炉的改造实施,从分析得知采用空气单蓄热、煤气预热的方案可以实现节能约16%,通过实际运行对计算结果进行了验证,该方案的成功实施对周期性的室式炉节能改造具有良好的指导意义。关縷词:均热炉;高温空气蓄热燃烧;煤气预热中图分类号:TF062文献标志码:B文章编号:1002-1639(200904-0053-01Analysis and Application of Energy Saving of Regenerative Combustion Technology on Soaking PitsYONG Hai-quan, TAO Shu-ming?蓄热燃烧技术是基于烧嘴交替燃烧,利用蕃热室回κ℃时燃料的平均体积定压热容,kJ(m3·K),l与分别收废气的余热来预热助燃空气,实现废气余热极限回收为燃料预热温度和环境温度,℃;3为空气预热带入的物和助燃空气的高温预热。在1858年蓄热室被发明并用于理热,kh,g3= Balo(c4k-cs),a为燃料燃烧时的空平炉,1980年研制出体积紧凑的高效蓄热室,1982年首气过剩系数,L为燃料燃烧时所需的理论空气量,m3/m3,先由英国气体公司( British Gas Plc)和 Hotwork Develop- c为4℃时空气的平均体积定压热容,kJ(m3K),cement Lid共同开发蓍热式烧嘴加热系统,并用于一座t℃时空气的的平均体积定压热容,kJ(m3:K),41370℃的玻璃熔融炉上,以后美国、日本也先后开发了为空气的预热温度,℃;Q4为烟气带走的物理热,kJ/h,高热值煤气的蓄热式烧嘴并逐渐应用。Q4= 9v. xCl+ gv. ccle, q为进入蓄热体的烟气量,m3/h,我国在20世纪90年代以后将蓄热燃烧的节能与环cx为℃时进入蓄热体烟气的平均体积定压热容km3·K),保相结合,进行了大量的尝试,并逐渐在高炉煤气等多1为进入蓄热体的烟气温度,℃,qw为进入常规烟道的烟种热值燃料介质领域获得了实际应用2。气量,m3/h,c为t℃时进入常规烟道烟气的平均体积定1蓄热燃烧热利用率分析压热容,kJ(m3·K),t为进入常规烟道的烟气温度,℃。针对本次均热炉改造情况:改造前燃料为9196k/m3均热炉作为周期性生产的热工设备,其排出的高温的混合煤气,空气预热520℃,煤气预热350℃;改造废气与炉温基本一致,高达1300,如果通过蓄热体将后拟采用燃料热值为5434Jm的混合煤气,空气蓄热废气排烟温度降至200℃以下排出,将极大地回收废气1180℃,煤气预热350℃,改造前后均热炉的炉坑结构余热达到节能降耗。然而对于不同的燃料介质,采用不不变,炉温水平不变,排出烟气温度均按1300℃考虑,同的蓄热方式,其所利用的烟气占燃烧总烟气的量是不两者的燃料热利用率比较如表1同的。因此,需针对不同的燃料情况确定合理的蓄热燃表1燃料热利用率比较烧系统常规供热(空蓄热式供热在不考虑炉子散热和炉内坯料吸热改变等因素的情项目况下,比较各种燃料在釆用不同的燃烧方式条件下燃料气媒气双预热)煤气不预热煤气预热热利用率的变化情况煤气热值/k·m91965434燃料热利用率定义4炉膛排烟温度/℃(设定)130n=2i+2te2-24空气预热温度/℃中国煤化工20式中:Q为燃料燃烧带入的化学热,kh,Q1=HCNMHG 61.8723B为燃料消耗量,mh,gBw为燃料的低发热量,Q2为燃料预热带入的物理热,kJ/h,Q2=B(cr-cnl)从上述分析看出,在该计算条件下,燃料的热利用c为℃时燃料的平均体积定压热容,H(m3K),cm为率可以提高约16%(下转第57页技术交流《工业加热》第38卷2009年第4期6并联实验结果IT(A)=lo1+lo2JA(A)=(Io1+lo2)/2实际应用中对两台50kKW的晶闸管中频电源做并联实验Ie=Iomax-lomin已知:500kW中频电源参数输入电压3相380V,C=(llA)×100%额定直流电压500V,额定直流电流1000A,中频电压750V,频率1000Hx,并联实验测量结果如表1所示。7结论表1两台500kW的晶闸管中频电源并联运行实验测量结果均流芯片UC3902均流精度,尤其两台电源并联运Iov/AJA精度%行时,输出电流越接近额定值,精度越高。外围电路设计简洁,运行可靠平稳,由于釆用最大电流法控制两台电源并联运行,比其他方法效率提高近75%,运行时间93546751532缩短8%,节电8.5l11355651712736365参考文献7651515757515林渭勋.可控硅整流电源[M北京:机械工业出版社,19831745[2]潘天明现代感应加热装置M北京:北京冶金出版社,1996表1中,J为电源1的电流,l2为电源2的电流。如加机护加护机识》》机机机机加护机护》2(上接第53页)坑)未改造,系统投运后,对比两种情况进行实时的数2均热炉改造的供热方式选择据收集目前整个系统运行1年以上,受改造后蕃热烧嘴的本系统针对上述燃料热利用率分析情况,在改造时交替燃烧,炉气的强烈扰动炉温均匀性明显优于改造前采用空气单蓄热,利用剩余部分的烟气再预热煤气进一在停炉检修期间,对烧嘴蓄热箱开箱检査,蓄热球步回收热量的方案的黏结和堵塞现象没有出现。但投运前几个月,换向阀蓄热体选用密度>3000kgm的蓄热小球,采用较的卡死、阀门的开关到位信号不准确等在系统运行中偶短的换向时间,换向周期50s,确保获得较高的空气预有发生,经过设备的改进该问题已经得到解决热温度,减小空气预热温度的波动。同时均热炉的空间相对较小,换向造成炉压波动也设计上采用较高的空气出口动能,加大炉气的循环是系统上需要注意的问题,在本系统控制程序的调试运搅动。行中,针对该问题作了许多特殊处理,目前炉压控制良同时在排烟系统上考虑将经蓄热体后的排烟风机排好,炉压波动能够控制在+15P以内,系统运行稳定出约200℃的烟气与均热炉排烟口直接排出的高温烟气经过系统对比运行比较,该系统投运后的实际燃料混合,在混合后的烟道上设置高效煤气预热器,将煤气节约率在15%左右,节能效果显著,达到预期效果预热至350℃。供热系统如图1所示。4结论供至其余坊蓄热燃烧技术作为一项节能降耗技术,也有其相应热排烟凤的应用范围,在周期性的均热炉上合理应用,能够取得供至其余坑较好的节能效果集中供风风机该项目的成功投运并取得显著的节能效果,对于周期性的其他室式炉的节能改造具有指导意义。参考文献:[1]孙国宏.浅谈蓄热式燃烧技术及其发展前景[中国科技信息,2005(18):43中国煤化工燃烧技术改造均热炉方图1供热系统图CNMHG72(8):1033-1037.[3」钢铁厂工业炉设计参考3实施运行情况资料[M]北京:冶金工业出版社,1977:322-330本次改造共实施4组均热炉(12坑),剩余2组(6{4]陈鸿复冶金炉热工与构造队M.北京:冶金工业出版社,1999:31-45