铝熔炼炉热平衡测试及节能分析_李世轩

冶金能源 , , 一
衬 · ℃
头— 热支出
液体燃料应用基低 位 发热量 ,
每小 时 内炉孔 敞开 时 间 ,
冷材 吸收 热量 冷 材 吸 收 的热 量 包括 冷 材 熔 化 吸 收 的热 量和
烟 气 带走 热量
矶
式中 , 、 , —
, 一 , ,。
℃至烟 气 温度 , 和
熔 化 的冷材 加热 到最 终温 度 吸收 的热量 。 冷 材熔 化 吸收 的热量 牙 乏 ` 了 , 式中 ` — 冷材 的量 , 炉 , — 冷 材 的熔 化热 , 。 冷 材加 热到 最终 温度 吸收 的热 量
况 , 因此 应
的热 效率 降低 。 在 所 有 的热 工 炉 窑 中 , 炉 体 表 面 的 散热 是 不可避 免 的 。 熔 炼炉 的炉 体散 热 损失包 括 炉 顶散 热损 失 、炉 侧 散 热 损 失 和 炉 底 散 热损 失 。 在此 熔 炼 炉 热 平 衡 测 试 中 , 炉 体散 热 损 失 的 比例 为 。 由于 每 炉 产 生 的 炉 渣 较 少 , 故 炉 渣 带 走 的 热量 较少 。 冶金 炉漏 气 损 失一般 包括 炉 口及炉 门散热 损 失和 炉 墙砌 砖缝 隙漏 气 损失 。 一 般新 炉子 应 不 存在 缝 隙漏 气 问题 , 但 经 多次 开停 炉后 , 没 有钢 板 外壳 的炉 子 或 多 或 少 都 出现 缝 隙 , 在炉 内外 有 压 差 的情 况 下 , 必 有气 体 漏 出或 吸入 从表 。所测试熔炼 炉 的炉墙 为 钢 板 , 故 只存 在 路 口及 炉 门散 热 损 失 。 可 以看 出 , 漏 气 热 损 失 占 总热 量 收 入 的 比例
结论
本 文 以现场 测试 数据 为 基础 , 利 用 国家 标准 对 铝熔 炼炉 进行 热平 衡 计 算 误 差 为 解 了熔 炼炉 热 量的 流 向和 热 量 的利用 水 平 。 在 热平 衡计 算 的基础 上 , 对铝 熔 炼炉 的热 量 收入 、支 出情 况 进行 了分 析 , 铝熔 炼炉 可 以依 据此 次 热平 衡 测试 数据 及 分 析 结 果 进行 改 造 , 以达 到 降 低 能耗 的 目的 。 〔 参考 文献 〕
意义 。
热平衡 测试结果及 分析
计 算公 式
热 收入
空气带 入 的物理 热
、 兀一 、
热平衡 测试方案
热平 衡 体 系一 般指 炉 膛 或包括 炉 膛和 余热 回收 装置 的 全 炉 的 热 平 衡 体 系 。 测试所选熔 炼热平
式中
珠 —
助燃 空气 实测 空 气量 ,
炉
坛—
— ' —
空气进 入体 系 时的 温度 , ℃
物理 热 及燃 烧热 占总热 量收 入的
由于 熔炼 炉 的物 料 直接 来 自铝 电解 槽 , 故 物 料 带 入 熔 炼炉 的热 量 较大 。 由于 进炉 的 空 气 来 自车 间 , 没
热收入 总 量不 变 的情 况 下 , 在 不 消耗 系统 以外 能 源
有
色
冶
金
节
能
口设 备节 能
有经 过 预热 , 所 以 空气带 入 的物理 热 比较 小 。 从表 收入 的 中可 以看 出 , 烟 气 带 走 的 热量 占总 热 量 。 烟 气 带 走 的热 量 偏 大 , 熔 炼 炉
。 很大 , 达 到
减 小炉 门 敞开的 时 间 。 当某一 工 序 加冷 材 或拔 渣 操作 完成 , 应及 时关 闭炉 门 , 减 小 炉 门 的 漏 气量 。 物料 入炉 后 , 应 及 时 封 闭加 料 口 物 料 出 炉 后 , 应 及 时关 闭 出料 口 。 定期 检查炉 门 、加 料 口及 出料 口的 气密性 。
,了
赵世明 铝熔炼 炉用特种高 铝砖 的抗 侵蚀 性研 究 【
耐火材料 , , 一
工 业燃 料炉热 平衡 测定 与计算 基 本规 则
一
一
的热 量 , 降低 能耗 。 降低 烟 气带 走 热量 从 以上 的分 析可 以看 出 , 烟气 带 走大 量的 热量 , 引起熔 炼 炉烟 气 带走 热量 偏大 的 主要 原 因有 熔 炼炉 产 生 的 烟 气 没 有 经 过 回收 利 用 或余 热 回收 系统 效 率 不 高 , 致 使 排 放 到 大 气 中 的烟 气 的 温 度较 高 。
,` , 飞
降低 熔 炼 炉 能 耗 的建 议
增 加空 气 带人 的热 空气 的 预 热 温 度 越 高 , 理 论 燃 烧 温 度 也 越 高 。进 入熔 炼 炉 的 空 气 的 温 度 升 高 , 需 要 的 燃 料 量 降低 , 炉子 的 效率 提高 。 在工业 中 , 空 气一 般是 利 用烟 气余 热 通 过 热 交 换 的 方 式 提 高进 炉 空 气 的 温 度。 增 加进 炉物 料 的温 度 加入 熔 炼 炉 的物 料 直 接 来 自电解 槽 的 电解 液 。 当加入 熔 炼炉 的 物 料 温 度 较 低 时 , 物 料 在熔 炼 炉 中 需要摄 入 燃 料燃 烧热 相 反 , 则需 要 的热量 较 小 。 故 在物 料在 加入 熔 炼炉 之前 , 应 保持 其 温度 , 保证 物 料
科 , 工程师 , 主要从事 热能技术研 究工 作 。
200 9 年
月第
期
铝 熔炼 炉热 平衡 测试 及节 能分 析 —
李 世轩
李
· ℃
浩
燃 料带 入 的物理 热
二 声 一 , 。
与— 。—
—
炉 墙 外表 面温度 , ℃ 炉 墙周 围 空气 的温度 , ℃
散 热面 积 , “
式中
— 。 —
燃 料 用量 ,
收稿 期 一 一
一 , 男 , 江苏 苏 州人 , 大学 本
空 气在 。 ℃至基 准 温 度 之 间 的平 均
物料 带入 的物 理 热
二 二 研二一 姗 。
式中
—
入 炉物 料 的质 量 ,
炉
掩· ℃。
〔 作者简介 〕 李世 轩
几 、几 —
分 别为 。 ℃至入炉温 度 气 和基 准
温度 间的平均 比热容 ,
内 ︸ 、
飞 ,
汪和平 , 童剑辉 , 冯青
技术分析 〕 业炉 ,
一
基于热平 衡的 陶瓷隧道 窑节 能
, 一
冶金炉 教研 室
长沙 ,
厂
有 色 冶金炉 设 计及 计算 【
湖南 ,
一 ` 气
,
韩昭沧
燃 料及 燃 烧 仁 〕 北 京 冶金 工 业 出版 社 ,
李刚 , 周萍 , 等 再生铜反射炉 的用能分析与技能措施
有
色
冶 金
节 能
口设备节能
铝 熔 炼 炉热 平 衡 侧 试 及 节 能 分 析
李世轩 ` 李
苏 州新 长光 热 能科技 有 限公 司 , 江 苏 苏 州
〔 摘 要
浩
中南大 学 , 湖 南 长沙
本文针对 国内某铝厂铸造车 间的熔炼炉 进行 热平衡 测试和计 算 , 分析 了影 响熔炼炉 热效 率的 因素 , 并
烟气带走热量
合 金 产 品带 走 热 量 炉体散热 炉渣带走热量
燃料带入的物理热 燃料燃烧热
漏 气散热
冷 材 吸收 热 量
其 他热量损失 说 明 所 测试熔炼 炉的工 作周期 为 。 热平衡计算的误差为 小于 。
由表
可 知 , 在热 收入 项 目中 , 燃 料带 入 的热 量 。在
的基 础 上
, 降 低 其 所 占 比例 , 可 达 到 节 能 目 的 。
· ℃。
—
冷 材熔 化 时的温 度 , ℃ 。 所示 。
炉 体散 热 二 式中 — 二一 。 外表 面对 空气 的总换 热 系数 ,
表
热收入
热 平衡 计算 结果 该熔 炼炉 的 热平 衡测试 结 果如 表
铝熔炼炉热平衡表
热支 出
项目
数值
· 炉 一`
比例
项目
数值
· 炉一`
比例
空气带人的物理热
物料带入的物理热
分别 为 在
· ℃
基准 温 度 间 的 平 均 比热 容 ,
矶 —
烟气量 , 易 舀
, 炉。 窃一 伽 。
炉 式中
合 金产 品 带走 热量 式中 几— 出炉 铝合 金的质 量 ,
了
窃、 —
,
枷窃一 声
冷材 在 出炉温 度及熔 化 温度 下到 基准 温度 的平 均 比热容 ,
' ℃
二、 切 —
铝合 金在 。 ℃至 出炉 温 度 和基 准 温 度 间 的 平 均 比热 容 ,
熔炼炉 热平衡 节能
提 出了相 应的节能措 施 。 〔 关键词
中图分类号 〕
文献标识码
文章编号
一
一
一
一
, , 塔 一 一
节 能与 环保 是 当今 世 界 所 有 工 业 炉 赖 以 生 存 、 发展 的基 本 要 素 。 随着 国民经 济 的发展 和社 会 的进
热平 衡测 试使 用 的主要 仪器 有 干 湿球 温度 计 、 德图烟 气分 析 仪 、表 面 热 电偶 、低 温 红 外 测 温 仪 、高 温 红外 测 温仪 、烟尘 分析 仪 等 。
炉
燃 料 入炉 温度 , ℃
、
—
分别为 ℃ 至入炉温度和基准温度 间燃料的平均 比热容 , 灯 掩 · ℃。
,
— · 式中
熔 炼炉 每炉 的时 间 ,
漏气 散热
对 于液 体燃 料 式—
岛 式印 声
漏气 量 ,
· 式中
燃 料燃 烧 热
、 羞 二
吼—
— 吨。 —
漏 气 的平均 比热 容 ,
漏 气的 温度 , ℃
熔 炼炉 每周 期 内产 生的烟 气 量太 大 。 针对 此 熔 炼 炉 , 需 对 烟 气 进 行 余 热 回 收 利 用 。 在烟 道 出 口处增 加 换 热 器 , 利 用 换 热 将 烟 气 中的 热 量 转移 到助 燃 空气 中 。 减 少 炉子 的漏 气量 考 察热 平衡 测试 结果 可 以看 出 , 漏 气 损 失过大 , 降 低 了熔 炼炉 的热 效 率 , 增 加 了 能耗 。 针 对 此 种 情
步 , 铝 及 铝 合金 不但 在军 事 工业 , 而 且在 民用 工业 中
也 占有重 要 的地 位 , 起 到 日益 重 要 的 作 用 。 熔 铝 炉 是 目前 我 国铝 加 工 行 业 主 要 的 熔 炼 设 备 , 因其 具 有 容量大 、 操 作较 容 易 等 特 点 而 被 广 泛 采用 川 。 铝熔 炼 炉 的热 平衡 测 试对 评 价熔 炼炉 运 行状况 有着 重要
空气 在 。 ℃至进 入 体 系 的温 度 坛 间 的平均 比热 容 ,
比热 容 , · ℃。
衡体 系包 括 物料 进 口 、出 口 、燃 料进 口 、助燃 空气 进
口、 烟 道及 熔 炼 炉外 表 面 炉体 侧面 和炉 顶 。
”· ℃
在测 试状 态 时 , 该熔 炼 炉 使用 重油 作为燃 料 , 热 平 衡计 算 的基 准 温 度 采 用 ℃,基准压力为 个大 气 压 , 燃 料 的发热 值 按 低位 发热 量计 算 。