PDF《蓄热 式烧嘴 在锻 造加 热炉 上的应用》

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2 O O

4 文章 编号 :

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0 1 ―6

9 8

8 (

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0 4 )

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3 0 -

0 3 蓄热 式烧嘴 在锻 造加 热炉 上的应 用 王秋 生 ,肖延 东,毕秀红 , 于杰. (

1 .中国一汽集团公司 锻造公 司, 长春

1 3

0 0

1 1 ;

2 . 哈 尔滨汽轮机厂有限责任公 司, 哈 尔滨

1 5

0 0

0 0 ;

3 . 铁岭市新星蓄热烧嘴厂, 铁岭

1 1

2 6

0 0 ) 摘要:介绍新型" 自身" 蓄热烧嘴 , 单个使用 , 安装方便 , 在锻造炉上实现 了高温空气燃烧 , 提高了加热质量 , 降低 了 燃料消耗 , 取得 了满意 的效果 . 关键词 : 蓄热烧嘴 ;

单个使 用;

锻造 炉 中图分类号 : T F O ~、

1 3 文章标识码 : B App l i c a t io n f o r Re g e n e r a t i v e Bu r n e r i n Fo r g e He a t i n g Fu r n a c e WA N G Q i u . s h e n g , X I A O Y a h . d o n g , B I X i u . h

0 n , Y U J i e

3 (

1 . F i r s t A u t o m o b i l e G r o u p C o m p a n y ,C h a n g c h u n

1 3

0 0

1 1 ,C 赫;

2.HarbinSteamTurbineCo.,Haerbin150000,;

3.TidingXinxingRegener a t i v e B u r n e r P l a n t ,T i d i n g

1 1

2 6

0 0 ,C h / n a ) Ab s t r a c t : T h e n e w t y p e r e g e n e r a t i v e b u r ne r C a l l b e u s e d a l o n e a n d i n s t a l l i n g e a s y.Us i n g t h e r e g e n e r a t i v e b u r ne r ,H T A C C a n b e r e a l i z a t i o n i n t h e f o r g e h e a t i n g f u r n a c e a n d t he e f f e c t i s s a t i s f i e d . Ke y wo r d s:r e g e n e r a t i v e b u r ne r ;

u se d a lo n e d;

f o r ge h e a t i n g f l / r n a c e

1 前言锻造加热炉是机械行业毛坯件加工的主要生产 设备, 现在普遍应用 的是电感应加热炉 , 燃气、 燃油 和燃煤等火焰加热炉. 据有关资料统计 , 全 国现有约

1 7

0 0 0台锻造加 热炉, 它的特点是炉型普遍较小 , 单 台能耗不大, 但 数量多 , 占机械行业 能耗 比例还是 比较大的.以长 春一汽集团锻造公 司2002年全年能耗统计为例, 锻 造公司燃气加热炉年能耗

2 0

4 3

4 .

1 4 t 标煤 , 锻造公 司年总能耗

5 5

4 8

8 .

5 8 t 标煤 , 加热炉能耗 占锻造公 司总能耗 的36.83%, 占一 汽集 团公 司(不含 合资厂) 总能耗的

6 .

8 %. 根据加热炉的热平衡测试 , 锻造加热炉的排 烟 热损失 占全部能耗 的40%~6

0 %.多年来为提 高 炉子热效率做 了很多工作 , 如采用高效预热器 、 耐火 收稿 日期 :

2 0

0 3―

0 9 ―2

0 作者简介: 王秋生 (

1 9

4 9 一) , 男,高级工程师 , 主要 从事热工设备 的技术管理工作 .

3 0 纤维、 硅酸钙板等新技术 、 新 材料 , 在节 能降耗方面 取得一定效果 , 但不显著.

2 蓄热 式烧 嘴 高温空气燃烧技术 ( H T A C ) 是20世纪

9 0年代 以来发达国家开始普遍推广应用的一种新型燃烧技 术,它具有" 极限" 回收烟气余热 , 高温预热空气 , 低 空气系数燃烧和低 N O 排放 的多重优越性 , 广泛应 用于各种工业燃料炉 .

2 .

1 蓄热式烧嘴 我 国工业炉和热工行业都在研究和推广该技 术,在冶金轧钢加热炉的成功应用已多见报道 , 其工 作原理不再赘述. 蓄热式烧嘴, 必须成对使用, 换向燃烧, 因此 占用 炉体 、 炉外空间较大, 连接管道复杂.换 向燃烧需两个 燃料电磁阀和一个空气换向阀,

4 0 ―5

0 s 左右动作一 次,有―个出现故障, 影响系统运行, 而且 由于燃料电 磁阀动作频繁, 易形成泄漏 , 造成燃料损失. 维普资讯 http://www.cqvip.com 《 工业炉》 第26卷 第2期2OO4年

3 月2.2自身蓄 热式烧 嘴 在对烧蓄热式烧嘴的基础上 , 根据锻造加热炉 的具体特点, 借鉴国外先进技术 , 铁岭市新星蓄热烧 嘴厂研制、 开发 出 自身蓄热式烧嘴 , 结 构简 图见 图1.该技术 已获 国家专利 ( Z L

0 1

2 1

1 2

7 6 .

3 ) .工作原 理 如下 : 在一个烧嘴上 , 分成 两组通道 , 每组通道分别 和四通换 向阀相连.通道内装蓄热体.两组通道中 间是燃料枪 , 燃料连续供给.两组蓄热体交替蓄热 、 放热, 实现蓄热燃烧 .该烧嘴有如下特点 : (

1 ) 整个蓄热、 放热过程在一个烧嘴上完成 , 换 向用一个 四通切换阀, 四通切换 阀固定在烧嘴上 , 管 路简单.燃料不需 中断供 给, 整个系统只有一个小 的气动电磁阀, 成本降低 , 可靠性提高. 至引风 系统 I 图1自身蓄热式烧嘴结构简图 (

2 ) 普通、 蓄 热两套燃 烧系统集成在一个烧 嘴上.点火时使用普通烧嘴 , 燃烧稳定炉内有一定温 度后再切换到蓄热系统上 , 这样点火容易、 可靠 , 燃 烧比较合理.在蓄热系统 出现故障时 , 可切换到普 通烧嘴上继续工作 , 不必停炉. (

3 ) 燃料范围广, 适用于各种气体和液体燃料.烧 油时只需增加雾化压缩空气, 油气两用也非常简单. (

4 ) 适应小炉安装方便 , 设计了喷射排烟, 可不用 引风机.单个烧嘴的小炉, 安装只需接上鼓风机即可.

3 自身 蓄热式烧 嘴在 锻造炉上的应用长春一汽燃气锻造炉 , 燃料是天然气 , 炉子排烟 温度

5 0

0 1 o o o c c , 排烟热损失大 .为节能增效 , 在 室式和半连续锻造加热炉使用 了新型 自身蓄热式烧 嘴.烧嘴及布置见图

2 、 图3.蓄图2室式锻造炉烧嘴布置示意 图 ////// , . ///////J / 蓄热式烧 嘴I/ W 图3半连续锻造炉烧 嘴布置示意图

3 .

1 改造中的注意事项 (

1 )烧嘴中心线距炉底高度 蓄热式烧嘴预热空气温度高, 提高了燃料的燃烧 温度, 因此火焰不能接触到加热工件.由于该烧嘴天 然气与空气是边混合边燃烧, 若烧嘴位置低 , 将加重高 温工件 氧化.因此 烧嘴中心 线距 炉底

5 0

0 1 T I I T I

6 O O

1 T I I T I 为宜 . (

2 )烧嘴中心线距炉门距离 由于蓄热烧 嘴每隔一段时间排烟和供风换 向, 造成炉内气流变化, 这种变化可使炉温均匀 , 但如果 烧 嘴位置不 当, 会造成炉 门冒火 , 使热损失加大, 同 时也不利于工作环境和工人操作 .因此烧嘴中心线 距 出口拱内墙距离

6 O O

1 T I I T I 左右比较适宜 .

3 .

2 改造 效果 一 汽锻造加热炉经改造后 , 效果见表

1 . 表1锻造加热炉 改造前后对 比31 维普资讯 http://www.cqvip.com 经验交流 : 蓄热式烧嘴在锻造加热炉上 的应用 哈尔滨气轮机厂有限责任公司,

2 0

0 2年l0月改 造一室式炉 , 炉底 面积

1 .

0 7 m

2 , 应用了 自身蓄热式 烧嘴, 燃城市煤气, 改造后效果很好.

3 .

3 存在 问题 加热炉在使用过程 中, 由于烧嘴偏低, 氧化层偏 大.换向阀运行三个月后 , 有松动现象 , 经调整没有 影响正常使用.

4 结论 通过在室式炉上

1 8 个月, 半连续炉上 6个月的 生产运行 , 自身 蓄热式烧嘴节能效果 显著 , 运行 可靠,取得了提高加热质量 , 降低燃料消耗的效果. ( 上接 第2 9页) 阀发生故障, 造成换向时煤气关闭不严密, 有泄漏煤 气在烧嘴中燃烧产生的结果 . (

3 ) 发生故障的煤气开闭阀经拆开检查 , 发现阀 腔中普遍存在结焦现象 , 清除结焦后阀板恢复 了动 作.经过分析 , 是 由于新建轧线生产不正常 , 经常停 炉,造成热脏发生炉煤气 中的焦油蒸汽温度降低, 在 煤气开闭阀内冷却凝结造成的, 只要生产正常, 热脏 发生炉煤气 的温度保持 的450%以上 , 上述 的现象 均可得到改善.

6 经济 效益本加热炉建成投产后, 不仅为该 厂带来了非常 可观的经济效益 , 而且在环保方面也减少 了烟气对 大气的污染程度 , 大大改善 了生活和工作环境.主 要经济效益计算如下.

6 .

1 节约燃料的经济效益 如果该厂新建 了一座普通加热炉 , 按该厂现有 的一座燃用热脏发生炉煤气 的加热炉估算 , 平均煤 耗应在

1 0

0 k g烟煤/ t 以上 , 蓄热式加热炉的平均煤 耗在

7 0 k g 烟煤/ t 左右.后者 比前 者降低

3 0 烟煤/ t , 则每年节约的燃料 ( 烟煤 ) 费用计算如下 : 该厂现在采购的烟煤价格为4

00 元/ t , 按年产量

4 0 万t钢材计算, 则有 :

3 0 *

0 .

4 0 *

4 0 *1

0 4 :

4 8

0 万元.

6 .

2 减少钢坯氧化烧损增加的效益 按该厂现有的一座燃用热脏发生炉煤气的加热 炉估算 , 其平均氧化烧损率为

1 .

5 %, 蓄热式加热炉 的氧化烧损率平均 为1.0%, 取氧化烧损率平均降 低0.5%计算 , 年产量按

4 0万t材计算 , 每年少损失

3 2 钢材量为 :

4 0

0 0

0 0 t *0 .

5 % =2

0 0

0 t , 钢材价格 按2500元/ t 计算, 则 每年 减少 氧化 烧损 的效益 为:2000*2

5 0

0 =5

0 0万元.6.3项目实施后直 接 经济效 益 该项 目实施 后年直接经济效 益在

9 8 0万元 以上, 本加热炉总包工程总投资为

5 8

0 万元 , 回收期不 到一年.

6 .

4 间接 效益(1)炉子的加热能力 提高, 带来 的效益是显而 易见 的.(2)蓄热式燃烧技术是一种先进 的燃烧方式 , 炉温均匀 , 钢坯上、 下表 面温差以及表面与 内部温差 降低.提高了加热质量 , 可以提高产品质量 . (

3 )由于采用 了1000℃高温空气预热, 可以确 保烟囱不 冒黑烟 , C o

2 排放量很低 , N O 排放也达到 了国家标准 , 具有 良好的环保效益 .

7 结论 热脏发生炉煤气在天津江天型钢厂蓄热式加热 炉上应用是成功的, 从该炉 目前 的运行情况看 , 达到 了原设计中的各项指标, 这为热脏发生炉煤气在 蓄 热式加热炉上应用提供了一个可以借鉴的经验 . 参 考文献 : [

1 】 吴道洪,阎承沛. 现代制造业的节能环保关键技术――高温空气 燃烧技术 [ R ] . 澳门 : 澳门高科技论坛学术研讨会 ,

2 0 (

1 2 .

2 1 ―

2 9 [

2 ] 吴道洪 , 谢善清 , 杨泽未 . 蓄热式高温空气燃烧技术在 中国冶金 企业 中的应用 ( 高温空气燃烧新技术讲座 ) [ z ] . 北京 : 中国科学 技术协会联合会 ,

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9 9.

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8 维普资讯 http://www.cqvip.com