关于工业炉与其节能减排措施的探讨

科业炉 与其节 能减排措施 的探讨
郭 崇 文
（ 哈 尔滨松江电炉厂有限责任公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 节能减排 是近些年来我 国环保 以及 能源部 门所提倡 的重点项 目。其 本质 的要 求就是减少能源浪 费， 用更优化 的方法去使 用 现 有的能源 ， 并且 对环 境尽 可能的减 少排放 ， 工业炉燃烧燃料作为能源 消耗 的一 个大方向是不容 忽视 的 ， 并且在我 国工业生产过程 中也 是 不可取代 的一部分 ， 因此在 这一方向上努 力做到节能减排就需要 多方的努 力配合 。 关键词 ： 工业炉 ； 节能 减 排 ； 发展趋 势； 能 源 管 理 作为能源消耗大国中国的轻重工业发展对能源的消耗每一天都是 １ ４利用热工制度与检测节能。目前我国工业炉的能源消耗大浪费 笔巨大的数字 ，作为工业生产的领头羊工业炉的燃料使用量更是 晾 严重普遍存在空气系数过大的问题这主要是 由于燃料、空气检测和调 人的，对比西方发达 国家我国的工业路能源消耗所占的比例依 旧是 巨 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 大的， 因此能源危机接踵而至， 从能源消耗方面出发必须考虑工业炉能 高热工检测 与控制水平采用先进的自动控制技术特别是采用微机控制 源 的节 约 。 系统已经成为工业炉 自动控制的发展方 向。通过设置 自动控制系统以 工业炉是在工业生产中， 利用燃料燃烧或电能转化的热量 ， 将物料 各 相关 系统 的及时 精确 配合 和控制 来实 现节 能 。 或工件加热的热工设备 。广义地说 ， 锅炉也是一种工业炉， 在工业生产 ２ 我国工 业炉 节能减 排 的现状 中利用燃料燃烧所产生的或电能转化的热量将物料或工件加热的热工 工业窑炉是利用工业生产 中用燃料燃烧或电能转换产生的热量 ， 设备， 但习惯上人们不把它包括在工业炉范围内。 将物料或工件进行冶炼 、 焙烧 、 烧结 、 熔化、 加热等工序的热工设备 。 工业炉是工业加热 的关键设备 ， 广泛应用于国民经济的各行各业 ， 在我国以煤为主的能源结构下 ， 工业窑炉是主要污染排放源之一 ， 量大面广， 品种多 ， 同时工业炉又是高能耗装备。目前 ， 我 国共有各类工 也是耗能大户。 据前瞻产业研究院数据统计， 我国共有各类工业窑炉约 业炉约 １ ２ 万 台， 年总耗能达 ２ － ５ 亿ｔ ｅ ｃ ， 约 占全国总能耗的 １ ／ ４ ， 占工业 １ １ 万台， 其中燃煤工业窑炉约有 ６万多台， 主要分布在华北 、 西北和西 总能耗的 ６ ０ ％。 虽然我国工业炉技术 自改革开放以来有 了长足的进步 ， 南等地区。 但工业炉的能源利用总体水平不高 ， 仅相当于发达国家 ２ ０ 世纪 ５ ０～ ６ ０ 工业窑炉应用于国民经济 的各行各业， 量大面广。我国大部分工业 年代的水平 ， 工业炉的热效率平均不到 ３ ０ ％， 而国际上工业炉的热效率 窑炉在炉型结构 、 燃烧系统、 余热利用 、 绝热材料 、 热工检测 、 自控 、 微机 平均为 ５ ０ ％以上。我国在工业炉节能方面， 具有相 当大的潜力 ， 如何节 应用及环保等方面都 比较落后， 而且我国工业窑炉容量大多偏小 ， 造成 约能源提高能源利用水平 ， 仍是当务之急。 能源浪费 ， 同时环境污染严重 。目前我 国电石 、 铁合金 、 钢铁、 化工 、 建 １工业炉 节 能的一 般措 施 材、 有色等主要耗能行业的工业窑炉余热利用率仅在 ５ ％左右 ， 并且 以 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 烟气余热或直接燃烧制取蒸汽为主要利用方式， 有效利用率不足 ４ Ｏ ％， 都离不开优化设计 、 改进设备 、 回收余热利用 、 加强检测控制和生产管 没有达到真正的能源综合利用 ， 并且排放出大量的 Ｃ ｏ ２ ， 温室效应严重。 理 等几个 方 面 。 ３工 业炉 节能 的发展 趋势 Ｉ ． Ｉ 优化 设计 燃烧 装 置 和燃烧 技术 。燃烧 装置 是 炉子 的心 脏部 分 ， ３ ． １ 调整燃料结构。尽管煤炭在相当阶段内仍是我国的主力能源但 它工作的好坏直接影响到能源消耗量的多少。目前 ， 国内成功地应用在 其既污染严重又不利实施高温空气燃烧技术。所以用电、 油、 气取代煤 工业炉 的燃烧器有 ： 调焰烧嘴、 平焰烧嘴 、 高速喷嘴 、 自身预热烧嘴 、 低 等固体燃料是我国工业炉节能发展的战略ｆ 生 方 向。 氧化氮烧嘴等 ， 近来又研制成蓄热式烧嘴 ， 为适应煤气和柴油的使用提 ３ ． ２进一步开发、 完善先进的燃烧技术 。 完善高温空气燃烧技术仍是 供了多种先进的燃烧器。 正确地使用高效先进燃烧器—般可以节能 ５ ％ 今后工业炉节能发展的方向。 在保证高温 、 高效火焰的基础上控制 Ｎ Ｏ ｘ 以上。 其中应用较广的有 ： 平焰烧嘴 、 高速烧嘴和 自身预热烧嘴。 平焰烧 的排放。余热回收及充分利用低热值燃料是工业炉节能发展的重点。 嘴最适合在加热炉上使用， 高速烧嘴适用于各类热处理炉和加热炉 ， 自 ３ ． ３ 砌筑将向整体化和轻型化方向发展。随着不定形耐火材料的发 身预热烧嘴是一种把燃烧器 、换热器 、排烟装置组合为—体的燃烧装 展整体浇注和轻型结构将获更广泛的发展。采用新型耐火材料用耐高 置， 适用于加热熔化 、 热处理等各类工业炉。 温陶瓷和陶瓷纤维代替耐火砖使炉子升温陕热损失小。 １ ． ２改进 炉 型结构 与筑 炉材 料 。 对 炉子 进行 谢 十 或改 进时应 根据 生 ３ ． ４ 节能和环保并重。在进行节能改造的同时应进行污染治理努力 产工要求有尽量选择合适的炉型结构及新型节能材料提高机械化程度 降低或消除有害废气气和烟尘的排放 。对中国而言节能是最大的环保 和能 源利 用率 。 目前通 常采 用 的措施 有 ： 措施 之一 。 采用圆形炉膛替代箱形炉膛可强化炉膛对工件均匀传热的效果通 ３ － ５ 提高工业炉的“ 绿色度” 。通过凋整产业结构改善能源结构不断 过采 用合 理 的炉膛 空 间和 在不 增大 炉膛 空 间容 积 的前 提下 增大 与工 件 开发适合中国工业炉的新技术 、新设备强化余热 回收和资源的循环利 之间热交换面从而提高热效率 。由于采用圆形炉体使炉外壁面积减少 用 。 进而 炉壁 散热 损失 相应 减少 。 结束 语 采用高速烧嘴或在炉膛内设置风扇加强炉 内对流传热。特别是小 综 匕 所述 ，我 国工业可持续发展国家能源问题一直是我们格外关 型加热炉高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边 注的—个话题。 人们的生活离不开能源的支持， 从工业革命开始人们不 界底层起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用 。 断的学习利用各种能源， 从最基础 的燃烧木材 、 化石燃料 ， 到现在的火 １ ． ３ 余热回收与利用技术 。烟气带走的热量 占燃料炉总供热量的 力发电 、 太 阳能技术等方面， 不过在当今时代我们对化石燃料的依赖依 ３ ０ ％～７ ０ ％， 充分回收烟气余热是节约能源的主要途径。通常烟气余热 旧是巨大的 ， 全 国的大部分能源还是来 自于煤矿 、 石油等段时间不可再 利用途径有 ： 装设预热器 ， 利用烟气预热助燃空气 和燃料 ； 装设余热锅 生化石型能源 ，其中最为典型的就是第二次工业革命之后工业时代 的 炉， 产生热水或蒸汽 ， 以供生产或生活用 ； 利用烟气作为低温炉 的热源 工业生产 ， 工业炉节能减排问题一定要从根本上得以解决。 或用来预热冷的工件或炉料。 参考 文献 回收烟气余热的最有效和应用最广的是换热器 。我国近年来开发 ［ １ 广清． 工业炉节能措施探讨叨． 工程建设与设计 ， ２ ０ ０ ５ （ １ １ ） ． 和推广应用的高效换热器有片状换热器 ， 各种喷流换热器 ， 各种插入件 ［ ２ ］ 赵钰 ， 胡 江． 工业 炉 窑 节能技 术探 讨 叨． 科技 情报 开发 与 经济 ， ２ ０ ０ ２ ， １ ２ 管式换热器 ， 旋流管式换热器 ， 麻花管式换热器 ， 各种组合式换热器 ， 煤 （ ３ ） ． 气管状换热器和蓄热式换热器等。 蓄热式换热器是今后技术发展趋势 ， ［ ３ 】 陆 维励 ． 工 业炉 节能的 几点 意见叨． 江 苏机械 制造 与 自 动化， １ ９ ９ ９ （ １ ） ． 其余热利用后的废气排放温度在 ２ ０ ０ ￣ Ｃ 以下， 节能效益可达 ３ ０ ％以上。
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