大型厂1号加热炉热平衡测试与诊断分析
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（４） 蓄热式加热炉的炉门及孔洞逸气热损 失与炉压密切相关。 对于操作工况良好的蓄热式 加热炉， 尤其是炉压控制在 ＋３０Ｐａ 以下的双蓄 热加热炉， 炉门及孔洞逸气热损失与常规加热炉 相近， 占总热支出项的 １％左右。 对于炉压控制 在 ＋３０Ｐａ 以上的双蓄热加热炉， 炉墙及炉顶常 有冒火现象发生， 造成炉况恶化， 炉门及孔洞逸 气热损失有可能达到 １０％或更高， 也是加热炉 单耗居高不下的主要原因之一［１］ 。
（１） 蓄热式加热炉化学不完全燃烧的主要 影响因素有： 加热炉内蓄热式烧嘴煤气和空气混 合配比的偏差； 燃烧换向过程中， 管道内残存煤 气被废气直接带走； 煤气快切阀内漏等。 对于分 散换向的燃烧系统， 由于换向阀与烧嘴很近， 残 留在换向阀与烧嘴间的煤气量较少； 对于集中分 侧换向及集中换向， 该部分残留的煤气量就相对 多些。 而且换向周期的长短也影响到该部分煤气 的损失， 换向越频繁， 该部分损失越大， 所以该
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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大型厂 １ 号加热炉热平衡测试与诊断分析
朱善合１，２ 宋中华１，２ 欧阳德刚１，２ 罗 巍１，２ 李明晖１，２ 田大鹏１，２ 王海清１，２
（１畅武汉钢铁 （集团） 公司研究院， ２畅湖北省冶金工艺模拟工程实验室）
（２） 针对排烟热损失高的问题， 根据对烟 气温度的检测结果， 分析认为蓄热箱内的部分蜂 窝陶瓷蓄热体存在堵塞、 变形或坍塌等破损问 题。 蓄热体的堵塞、 变形会造成高温烟气偏流， 部分蓄热体没有发挥蓄热与释热作用。 蓄热体的 坍塌会造成高温烟气短路， 即高温烟气不流经倒 塌的蓄热体， 而是直接从倒塌蓄热体与蓄热箱上 部间隙排出， 烟气余热没有得到回收。 两种情况 最终都会导致蓄热箱内蓄热体蓄热与释热性能下 降、 排烟温度升高、 排烟热损失增大。
９８畅４０ ０畅００ ０畅００ １畅６０ １００
百分比 ％
５０畅６５ ０畅０３ ６畅４８ ０畅６２ ２畅１９ １０畅５１ １畅４８ ２０畅５２ ８畅５２
－１ １００
２ 热平衡测试结果分析
根据上述热平衡测试结果，大型厂 １ 号加热炉 的燃料化学不完全燃烧热损失 、排烟热损失与炉墙 散热损失远高于正常水平，炉门及孔洞逸气热损失 也偏高，最终导致加热炉热效率仅为 ５０畅６５％，单耗 高达 １畅６ＧＪ ／ｔ 以上。 具体分析如下：
武汉钢铁 （ 集团） 公司条材总厂大型分厂 （下称大型厂） １ 号加热炉于 ２００３ 年进行了双蓄 热式改造， ２０１１ 年 ６ 月进行了最近一次大中修， 至 ２０１２ 年 ５ 月， 加热炉的炉墙烧红、 冒火部位 明显增多， 能耗一直居高不下。 为评价大型厂 １ 号双蓄热式加热炉的使用状况， 确定该炉的能 耗、 热效率等技术经济指标， 以改进加热工艺技 术和管理水平， 提高设备效能， 降低加热炉煤气 消耗， 提高钢坯加热质量， 于 ２０１２ 年 ６ 月对其 进行了热平衡测试与诊断， 分析了影响加热炉能 耗的主要因素， 提出了加热炉节能对策与建议， 以改进和完善加热炉的能源利用状况， 实现节能 减排， 提高加热炉的经济效益。
摘 要 针对武钢大型厂 １ 号双蓄热式加热炉能耗较高等问题， 通过加热炉的热平衡测试与 诊断， 分析了影响加热炉能耗的主要因素， 提出了降低加热炉煤气消耗的具体措施与建议。 关键词 蓄热式加热炉 热平衡计算 节能
Ｔｅｓｔ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ Ｎｏ畅１ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｓｅｃｔｉｏｎ ｂｒａｎｃｈ ｍｉｌｌ
３ 节能措施与改进建议
３畅１ 减少化学不完全燃烧热损失
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为减少化学不完全燃烧热损失， 需要改进燃 烧器燃烧状况， 使空气与煤气充分混合达到最佳 燃烧状态； 改进加热炉的操作， 减少燃烧换向过 程中被废气带走的管道残留煤气［２］ ； 加强煤气 快切阀的检修维护， 防止煤气内漏。 具体改进措 施如下：
（３） 加热炉炉墙的散热损失与炉墙外表面 温度直接相关， 而炉墙外表面温度与炉墙各部位 所使用的耐火材料和炉膛温度有关。 根据测试过 程中炉墙外表面温度的测试结果与炉墙表面状况 的观察结果， 加热炉高温段炉墙存在严重的串气 冒火、 钢板烧红现象， 炉墙表面平均温度高达 １７０℃， 烧红区域温度高达 ４５０℃。 分析认为， １ 号加热炉炉衬经过长时间的使用后已出现开裂、 剥落等问题， 导致炉衬隔热性能下降、 炉墙表面 温度升高、 散热损失增大。
（２） 适当增加燃烧换向时间及蓄热体的蓄 热 ／释热时间， 增强热交换过程， 降低排烟温度， 提高空煤气预热温度， 以减少排烟热损失， 从而 降低煤气消耗。
（３） 加强煤气质量检测。 高炉煤气中的尘 含量和水含量增加，不仅会影响蓄热式烧嘴的使 用寿命、炉膛燃烧状况和加热炉排烟的调节控制， 而且会造成蓄热体的堵塞等问题，降低蓄热体的 使用性能，增加排烟损失。 因此，要利用加热炉检 修机会定期清理煤气管道、排水口和煤气换向阀 等部位，确保加热炉燃烧用的煤气质量［２］ 。 ３畅３ 减少炉墙散热损失
（３） 在炉顶和炉墙粘贴耐火纤维块并喷涂 高温红外辐射节能涂料， 提高炉墙保温性能的同 时， 强化炉内传热以减少煤气消耗［２ －４］ 。 ３畅４ 减少逸气热损失
蓄热式加热炉的炉门及孔洞逸气热损失与炉 压、 炉门开启时间及频率等直接相关， 其中炉压 控制是蓄热式加热炉燃烧控制的一个难点和重要 组成。 蓄热式加热炉炉内的压力水平受烧嘴结构 与布置方式、 风机与排烟管道布置、 局部阻力等 因素的影响。 炉压过高、 波动过大不仅影响加热 炉炉内气流流动状态， 还影响炉内气氛环境和炉 温调节， 不利于对加热件表面质量地精确控制。 因此， 蓄热式加热炉的炉压水平控制在 ＋３０Ｐａ 以下为宜。 同时， 可以通过生产调节、 合理控制 炉门的开启时间来减少炉门逸气热损失。
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在入炉钢坯品种及规格不变， 炉子工况稳 定， 轧机作业正常的情况下连续测定， 并在一个 白班 （８ｈ） 内完成。 各测试项目的测试间隔时 间按有关要求执行。 １畅３ 测定结果
Ｚｈｕ Ｓｈａｎｈｅ１，２ Ｓｏｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａ１，２ Ｏｕｙａｎｇ Ｄｅｇａｎｇ１，２ Ｌｕｏ Ｗｅｉ１，２ Ｌｉ Ｍｉｎｇｈｕｉ１，２ Ｔｉａｎ Ｄａｐｅｎｇ１，２ Ｗａｎｇ Ｈａｉｑｉｎｇ１，２
（１畅Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＷＩＳＣＯ ， ２畅Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｌｉｅｓ ｏｎ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｓ ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔ－ ｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ Ｎｏ．１ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｍｉｌｌ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｗｉｒｅ Ｒｏｄ Ｍｉｌｌ ｏｆ ＷＩＳＣＯ．Ｓｏｍｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇａｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ －ｓａｖｉｎｇ
（１） 选用高性能蜂窝陶瓷蓄热体。 具体有： ①选用比热容较大的材料制作蓄热体或增加蓄热 体的体积， 以增加蓄热体的蓄热量， 降低烟气的 排烟温度； ②在蓄热体材料中添加高发射率材料 或在蓄热体表面喷涂高发射率材料， 提高蓄热体 的黑度， 强化换热过程以提高蓄热箱内的热交换 效率， 减少排烟热损失； ③选用正方形格孔夹角 圆弧过渡的低应力蜂窝陶瓷蓄热体， 减少蓄热体 堵塞、 变形与倒塌等问题， 使蓄热体与高温烟气 充分接触， 以减少排烟热损失。
减少炉墙串气、冒火与强化炉墙隔热保温等 措施可以有效减少炉墙的散热损失。 具体措施如 下：
（１） 选用适合蓄热式加热炉高温频繁换向 工作条件的炉衬浇注料， 改善炉衬开裂破损状 况， 延长炉衬使用寿命， 从而减少炉墙串气、 冒 火问题。
（２） 在炉膛内表面喷涂隔热保温材料， 提 高炉墙保温性能［２］ 。
（１） 根据空气消耗系数和炉内烟气含氧量， 及时调整煤气和空气的配比 （ 空燃比）， 使燃料 充分燃烧， 以降低煤气过量造成的能源损耗。
（２） 优化燃烧控制。 燃烧时， 先打开空气 阀门， 再打开煤气阀门； 排烟时， 先关煤气阀 门， 再关空气阀门， 以解决换向控制造成的煤气 消耗问题。
（３） 定期进行设备检修维护， 保证煤气快 切阀开启 ／闭合正常， 减少煤气内漏造成的能源 损耗。 ３畅２ 减少排烟热损失
数量 ＭＪ ／ｈ １４５４０１畅９８ ０畅０００ ０畅０００ ２３５６畅１ １４７７５８畅０８
数量 ＭＪ ／ｈ ７４８３９畅１４ ５０畅４４ ９５７４畅７２ ９２０畅８１ ３２３６畅３８ １５５２９畅３７ ２１７９畅５８１ ３０３１９畅３７ １２５８８畅９９ －１４８０畅７２ １４７７５８畅０８
百分比 ％
测定基准包括基准温度、 燃料的发热量和测 定范围等。 具体如下：
（１） 采用加热炉的环境温度 （距炉子 １ｍ 处） 为基准温度。
（２） 采用煤气湿成分的低位发热量为燃料 的发热量， 由现场取样测量获得。
（３） 以加热炉主体为热平衡测算体系， 热 平衡计算单位采用 １ｔ 入炉加热钢坯的热量， 即
ＭＪ ／ｔ。 １畅２ 测定时间
１ 号双蓄热式加热炉热平衡表见表 １。
表 １ 大型厂 １ 号双蓄热式加热炉热平衡表
热量收入项
符号 名称
Ｑ１ 燃料化学热 Ｑ２ 预热空气物理热 Ｑ３ 预热燃料物理热 Ｑ４ 金属氧化放热 ∑Ｑ 合计
热量支出项
符号 名称
Ｑ′１ 出炉钢坯带出的物理热 Ｑ′２ 氧化铁皮 （ 炉渣） 带出的物理热 Ｑ′３ 冷却损失热量 Ｑ′４ 炉门及孔洞辐射热 Ｑ′５ 炉门及孔洞逸气热损失 Ｑ′６ 排烟热损失 Ｑ′７ 燃料机械不完全燃烧热损失 Ｑ′８ 燃料化学不完全燃烧热损失 Ｑ′９ 炉顶、 炉墙、 炉底散热损失 ΔＱ 差值 ∑ Ｑ ′合 计
部分损失 与 管 路 设 计 及 换 向 系 统 的 运 用 很 有 关 系。 根据部分加热炉的统计及计算结果， 全分散 换向系统的不完全燃烧化学热损失为煤气总量的 １％ ～３％； 分侧集中换向系统的为煤气总量的 ２％ ～５％； 集中换向系统的为煤气总量的 ４％ ～ １０％［１］ 。 根据测试过程中对烟道与炉内成分的 检测结果， 认为其主要原因在于快切阀的闭合不 严。 由于快切阀的内漏， 部分煤气未能喷入炉内 燃烧而被引风机直接抽入烟道， 造成烟道内 ＣＯ 含量偏高， 最终导致加热炉能耗增加。
１ 热平衡测试与计算
加热炉的热平衡是表示一定时间内加热炉热
收稿日期：２０１３ －０７ －１５ 朱善合（１９８１ － ），工程师；４３００８０ 湖北省武汉市。
量收入和支出在数量上的平衡关系。 对于蓄热式 连续加热炉来说， 热平衡就是小时热平衡。 根据 原冶金工业部 １９８３ 年 ６ 月颁布的 枟 轧钢连续加 热炉热平衡测定与计算方法 暂行规定枠 及 枟 钢 铁行业蓄 热 式 工 业 炉 窑 热 平 衡 测 试 与 计 算 方 法 送审稿枠， 对大型厂 １ 号双蓄热式加热炉进行了 热平衡测定。 １畅１ 测定基准
（１） 蓄热式加热炉化学不完全燃烧的主要 影响因素有： 加热炉内蓄热式烧嘴煤气和空气混 合配比的偏差； 燃烧换向过程中， 管道内残存煤 气被废气直接带走； 煤气快切阀内漏等。 对于分 散换向的燃烧系统， 由于换向阀与烧嘴很近， 残 留在换向阀与烧嘴间的煤气量较少； 对于集中分 侧换向及集中换向， 该部分残留的煤气量就相对 多些。 而且换向周期的长短也影响到该部分煤气 的损失， 换向越频繁， 该部分损失越大， 所以该
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朱善合１，２ 宋中华１，２ 欧阳德刚１，２ 罗 巍１，２ 李明晖１，２ 田大鹏１，２ 王海清１，２
（１畅武汉钢铁 （集团） 公司研究院， ２畅湖北省冶金工艺模拟工程实验室）
（２） 针对排烟热损失高的问题， 根据对烟 气温度的检测结果， 分析认为蓄热箱内的部分蜂 窝陶瓷蓄热体存在堵塞、 变形或坍塌等破损问 题。 蓄热体的堵塞、 变形会造成高温烟气偏流， 部分蓄热体没有发挥蓄热与释热作用。 蓄热体的 坍塌会造成高温烟气短路， 即高温烟气不流经倒 塌的蓄热体， 而是直接从倒塌蓄热体与蓄热箱上 部间隙排出， 烟气余热没有得到回收。 两种情况 最终都会导致蓄热箱内蓄热体蓄热与释热性能下 降、 排烟温度升高、 排烟热损失增大。
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５０畅６５ ０畅０３ ６畅４８ ０畅６２ ２畅１９ １０畅５１ １畅４８ ２０畅５２ ８畅５２
－１ １００
２ 热平衡测试结果分析
根据上述热平衡测试结果，大型厂 １ 号加热炉 的燃料化学不完全燃烧热损失 、排烟热损失与炉墙 散热损失远高于正常水平，炉门及孔洞逸气热损失 也偏高，最终导致加热炉热效率仅为 ５０畅６５％，单耗 高达 １畅６ＧＪ ／ｔ 以上。 具体分析如下：
武汉钢铁 （ 集团） 公司条材总厂大型分厂 （下称大型厂） １ 号加热炉于 ２００３ 年进行了双蓄 热式改造， ２０１１ 年 ６ 月进行了最近一次大中修， 至 ２０１２ 年 ５ 月， 加热炉的炉墙烧红、 冒火部位 明显增多， 能耗一直居高不下。 为评价大型厂 １ 号双蓄热式加热炉的使用状况， 确定该炉的能 耗、 热效率等技术经济指标， 以改进加热工艺技 术和管理水平， 提高设备效能， 降低加热炉煤气 消耗， 提高钢坯加热质量， 于 ２０１２ 年 ６ 月对其 进行了热平衡测试与诊断， 分析了影响加热炉能 耗的主要因素， 提出了加热炉节能对策与建议， 以改进和完善加热炉的能源利用状况， 实现节能 减排， 提高加热炉的经济效益。
摘 要 针对武钢大型厂 １ 号双蓄热式加热炉能耗较高等问题， 通过加热炉的热平衡测试与 诊断， 分析了影响加热炉能耗的主要因素， 提出了降低加热炉煤气消耗的具体措施与建议。 关键词 蓄热式加热炉 热平衡计算 节能
Ｔｅｓｔ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ Ｎｏ畅１ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｓｅｃｔｉｏｎ ｂｒａｎｃｈ ｍｉｌｌ
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３畅１ 减少化学不完全燃烧热损失
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ＶｏＮｌ畅ｏ３ｖ２畅 ２０Ｎ１３ｏ畅６
为减少化学不完全燃烧热损失， 需要改进燃 烧器燃烧状况， 使空气与煤气充分混合达到最佳 燃烧状态； 改进加热炉的操作， 减少燃烧换向过 程中被废气带走的管道残留煤气［２］ ； 加强煤气 快切阀的检修维护， 防止煤气内漏。 具体改进措 施如下：
（３） 加热炉炉墙的散热损失与炉墙外表面 温度直接相关， 而炉墙外表面温度与炉墙各部位 所使用的耐火材料和炉膛温度有关。 根据测试过 程中炉墙外表面温度的测试结果与炉墙表面状况 的观察结果， 加热炉高温段炉墙存在严重的串气 冒火、 钢板烧红现象， 炉墙表面平均温度高达 １７０℃， 烧红区域温度高达 ４５０℃。 分析认为， １ 号加热炉炉衬经过长时间的使用后已出现开裂、 剥落等问题， 导致炉衬隔热性能下降、 炉墙表面 温度升高、 散热损失增大。
（２） 适当增加燃烧换向时间及蓄热体的蓄 热 ／释热时间， 增强热交换过程， 降低排烟温度， 提高空煤气预热温度， 以减少排烟热损失， 从而 降低煤气消耗。
（３） 加强煤气质量检测。 高炉煤气中的尘 含量和水含量增加，不仅会影响蓄热式烧嘴的使 用寿命、炉膛燃烧状况和加热炉排烟的调节控制， 而且会造成蓄热体的堵塞等问题，降低蓄热体的 使用性能，增加排烟损失。 因此，要利用加热炉检 修机会定期清理煤气管道、排水口和煤气换向阀 等部位，确保加热炉燃烧用的煤气质量［２］ 。 ３畅３ 减少炉墙散热损失
（３） 在炉顶和炉墙粘贴耐火纤维块并喷涂 高温红外辐射节能涂料， 提高炉墙保温性能的同 时， 强化炉内传热以减少煤气消耗［２ －４］ 。 ３畅４ 减少逸气热损失
蓄热式加热炉的炉门及孔洞逸气热损失与炉 压、 炉门开启时间及频率等直接相关， 其中炉压 控制是蓄热式加热炉燃烧控制的一个难点和重要 组成。 蓄热式加热炉炉内的压力水平受烧嘴结构 与布置方式、 风机与排烟管道布置、 局部阻力等 因素的影响。 炉压过高、 波动过大不仅影响加热 炉炉内气流流动状态， 还影响炉内气氛环境和炉 温调节， 不利于对加热件表面质量地精确控制。 因此， 蓄热式加热炉的炉压水平控制在 ＋３０Ｐａ 以下为宜。 同时， 可以通过生产调节、 合理控制 炉门的开启时间来减少炉门逸气热损失。
ＶｏＮｌ畅ｏ３ｖ２畅 ２０Ｎ１３ｏ畅６
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在入炉钢坯品种及规格不变， 炉子工况稳 定， 轧机作业正常的情况下连续测定， 并在一个 白班 （８ｈ） 内完成。 各测试项目的测试间隔时 间按有关要求执行。 １畅３ 测定结果
Ｚｈｕ Ｓｈａｎｈｅ１，２ Ｓｏｎｇ Ｚｈｏｎｇｈｕａ１，２ Ｏｕｙａｎｇ Ｄｅｇａｎｇ１，２ Ｌｕｏ Ｗｅｉ１，２ Ｌｉ Ｍｉｎｇｈｕｉ１，２ Ｔｉａｎ Ｄａｐｅｎｇ１，２ Ｗａｎｇ Ｈａｉｑｉｎｇ１，２
（１畅Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＷＩＳＣＯ ， ２畅Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｌｉｅｓ ｏｎ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｓ ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔ－ ｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｆｏｒ Ｎｏ．１ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｍｉｌｌ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｗｉｒｅ Ｒｏｄ Ｍｉｌｌ ｏｆ ＷＩＳＣＯ．Ｓｏｍｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｇａｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ －ｓａｖｉｎｇ
（１） 选用高性能蜂窝陶瓷蓄热体。 具体有： ①选用比热容较大的材料制作蓄热体或增加蓄热 体的体积， 以增加蓄热体的蓄热量， 降低烟气的 排烟温度； ②在蓄热体材料中添加高发射率材料 或在蓄热体表面喷涂高发射率材料， 提高蓄热体 的黑度， 强化换热过程以提高蓄热箱内的热交换 效率， 减少排烟热损失； ③选用正方形格孔夹角 圆弧过渡的低应力蜂窝陶瓷蓄热体， 减少蓄热体 堵塞、 变形与倒塌等问题， 使蓄热体与高温烟气 充分接触， 以减少排烟热损失。
减少炉墙串气、冒火与强化炉墙隔热保温等 措施可以有效减少炉墙的散热损失。 具体措施如 下：
（１） 选用适合蓄热式加热炉高温频繁换向 工作条件的炉衬浇注料， 改善炉衬开裂破损状 况， 延长炉衬使用寿命， 从而减少炉墙串气、 冒 火问题。
（２） 在炉膛内表面喷涂隔热保温材料， 提 高炉墙保温性能［２］ 。
（１） 根据空气消耗系数和炉内烟气含氧量， 及时调整煤气和空气的配比 （ 空燃比）， 使燃料 充分燃烧， 以降低煤气过量造成的能源损耗。
（２） 优化燃烧控制。 燃烧时， 先打开空气 阀门， 再打开煤气阀门； 排烟时， 先关煤气阀 门， 再关空气阀门， 以解决换向控制造成的煤气 消耗问题。
（３） 定期进行设备检修维护， 保证煤气快 切阀开启 ／闭合正常， 减少煤气内漏造成的能源 损耗。 ３畅２ 减少排烟热损失
数量 ＭＪ ／ｈ １４５４０１畅９８ ０畅０００ ０畅０００ ２３５６畅１ １４７７５８畅０８
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测定基准包括基准温度、 燃料的发热量和测 定范围等。 具体如下：
（１） 采用加热炉的环境温度 （距炉子 １ｍ 处） 为基准温度。
（２） 采用煤气湿成分的低位发热量为燃料 的发热量， 由现场取样测量获得。
（３） 以加热炉主体为热平衡测算体系， 热 平衡计算单位采用 １ｔ 入炉加热钢坯的热量， 即
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１ 号双蓄热式加热炉热平衡表见表 １。
表 １ 大型厂 １ 号双蓄热式加热炉热平衡表
热量收入项
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Ｑ１ 燃料化学热 Ｑ２ 预热空气物理热 Ｑ３ 预热燃料物理热 Ｑ４ 金属氧化放热 ∑Ｑ 合计
热量支出项
符号 名称
Ｑ′１ 出炉钢坯带出的物理热 Ｑ′２ 氧化铁皮 （ 炉渣） 带出的物理热 Ｑ′３ 冷却损失热量 Ｑ′４ 炉门及孔洞辐射热 Ｑ′５ 炉门及孔洞逸气热损失 Ｑ′６ 排烟热损失 Ｑ′７ 燃料机械不完全燃烧热损失 Ｑ′８ 燃料化学不完全燃烧热损失 Ｑ′９ 炉顶、 炉墙、 炉底散热损失 ΔＱ 差值 ∑ Ｑ ′合 计
部分损失 与 管 路 设 计 及 换 向 系 统 的 运 用 很 有 关 系。 根据部分加热炉的统计及计算结果， 全分散 换向系统的不完全燃烧化学热损失为煤气总量的 １％ ～３％； 分侧集中换向系统的为煤气总量的 ２％ ～５％； 集中换向系统的为煤气总量的 ４％ ～ １０％［１］ 。 根据测试过程中对烟道与炉内成分的 检测结果， 认为其主要原因在于快切阀的闭合不 严。 由于快切阀的内漏， 部分煤气未能喷入炉内 燃烧而被引风机直接抽入烟道， 造成烟道内 ＣＯ 含量偏高， 最终导致加热炉能耗增加。
１ 热平衡测试与计算
加热炉的热平衡是表示一定时间内加热炉热
收稿日期：２０１３ －０７ －１５ 朱善合（１９８１ － ），工程师；４３００８０ 湖北省武汉市。
量收入和支出在数量上的平衡关系。 对于蓄热式 连续加热炉来说， 热平衡就是小时热平衡。 根据 原冶金工业部 １９８３ 年 ６ 月颁布的 枟 轧钢连续加 热炉热平衡测定与计算方法 暂行规定枠 及 枟 钢 铁行业蓄 热 式 工 业 炉 窑 热 平 衡 测 试 与 计 算 方 法 送审稿枠， 对大型厂 １ 号双蓄热式加热炉进行了 热平衡测定。 １畅１ 测定基准