PDF《富氧燃烧蓄热式竖式天然气熔炼炉》

富氧燃烧蓄热式竖式天然气熔炼炉 在国家实行新的环保排放标准后,成本低廉的燃焦冲天炉已被 完全排除;

感应电炉成本居高不下, 很多地方限制高耗能设备的使用, 还有部分地区耗电量与税收挂钩,也使感应电炉的使用严重受限.

目前国内企业推广层面的铸造行业使用的天然气熔炼炉主要有 两种,一种是针对产量高、连续生产性强的燃气冲天炉,这种冲天炉 基本上是欧洲国家燃气冲天炉的山寨产品,国内成功案例不多;

另一 种就是针对产能要求低、非连续生产的中、小、微企业的天然气回转 炉. 这里要说的是第三种天然气熔炼炉―富氧燃烧蓄热式竖式天然气 熔炼炉.

一、主体结构 天然气竖炉与传统结构的燃焦冲天炉结构类似, 也与国外现代的 燃气冲天炉结构类似.竖炉采用蓄热式富氧燃烧系统,与国外的燃气 冲天炉比较,在获得高温的同时,大幅度减少炉体组件.

1、降低后 炉高度,竖炉只起对炉料的预热作用,不作为排烟通道;

2、高温烟 气通过蓄热式烧嘴的蓄热室后,烟气温度降低至 180℃以下排除或进 入除尘系统;

3、取消热风管路;

4、取消炉体冷却系统;

5、取消水 冷炉栅等. 在结合使用便利性的设计中, 也派生出竖炉的另外一种结构―斜炉. 斜炉是将竖炉的预热及进料通道斜放, 在预热效果不变的条件下, 再次降低高度,方便维修、维护.

二、富氧燃烧 正常情况下,我们空气中的氧含量约为 21%,助燃空气中氧含量 超过 21%,即为富氧燃烧,富氧燃烧的极致就是全氧燃烧. 富氧空气通过烧嘴蓄热体后,其温度可达 1200℃以上,理论火 焰温度超过 2000℃,其燃烧效率接近 100%,热效率可达 80%.蓄热 式竖式天然气熔炼炉是目前所有的天然气熔炼炉中,是热效率最高、 单位成本最低的一种结构. 富氧燃烧是否是含氧量越高, 其燃烧效果就越好?助燃空气含氧 量的高低,国内外都做过大量的实验,其关系如下图所示: 为防止铁水氧化,一般出铁温度控制在 1450℃~1480℃,熔化 室控制在 1550℃左右,按该要求,选择 25%~28%的富氧率即可满足 要求.

三、如何获得富氧 富氧的获得目前主要有两种途径:

1、购买液氧或压缩氧气(气瓶) ,然后按比例对助燃空气进行充氧;

该方法简单易行,氧气设备可以租赁,投资成本最低,适用范围广, 无论使用量大小,均可采用,但某些区域氧气来源会受到限制,用气 成本稍高.

2、使用膜分离法制氧设备或变压吸附法制氧设备, 一次性投入较高, 但使用相对较低成本低,换算成纯氧,制备 1m?氧气,需要消耗约 0.45 度的电,基本无其它消耗.

四、能耗成本(不计设备折旧、人力等) 以每小时出铁量

2 吨,出铁温度 1480℃的竖炉来计算:

1、使用含氧量为 27%的富氧空气助燃,其空燃比为:7.41:1;

2、7.41m?(27%富氧率)=6.86m?(常规空气)+0.545m?(纯氧) ;

3、熔化 1T 固体炉料(生铁+废钢)需要消耗天然气 62.44m?,扣除 6%的损耗,每吨铁水需天然气 66.43m?;

4、熔化 1T 铁水需要补充纯氧 66.43*0.545=36.2m?;

5、吨铁水能耗: 天然气(单价 3.2 元/m?)费用=66.43*3.2=212.58 元 氧气费用(液氧单价 1.2 元/m?)=36.25*1.2=43.5 元 电力费用约=10 元 吨铁能耗成本=212.58+43.58+10=266.16 元/吨.

五、以上内容是建立在简单数学模型基础上的一些粗浅结果,部分数 据来源于网络,欢迎热加工论坛中铸造大师们指正、指导、交流.有 对天然气熔炼炉感兴趣的朋友,无论是竖炉、燃气冲天炉还是回转炉 均可与济南威光节能科技有限公司或论坛坛主张小震联系. 谢谢大家! Zyf0001 2018.08.29