大型井式热处理燃气炉的节能改造

工件 氧 化 性试 验 ，结果 证 明 ，新 炉 的 温 度均 匀 性 大
图３ 新式炉盖用电液机构
大优 于 旧炉 子 ，工件 的 氧 化情 况也 减 轻 了 约 １％ ， ５
（）改进燃烧控制技术 ３
用 户对 产 品 质 量 的
达到了预期效果 。
要求逐渐严格 ，迫使对炉内温度场的均匀性 及对燃
２ 节能 改造 的主要方 向及具体措 施 ．
（ ）改进 炉衬材质 １ 原先 使用砖砌体 ，吸热
结构简单 ，成本低 ，与传统机械传动相比 ，故障率 低 ，平稳性好 ，整体美观 （ 图３ 见 ）。
参 … 磊
热
耋 ３ ５
内 １ 层 ，水 平 面 内分 布 排 列 共 计 ４ 个 燃 烧 器 ，操 ４ ２
决 定 对４井式 炉 进 行 改造 。
热损失 ，优化 了炉衬结构 （ 图２ 见 ）。同时 ，炉衬
在 保证 炉子 结 构 强 度 和耐 热度 的 前 提 下 ，应 尽 量 提
高保温能力和减少蓄热 ，因此单纯依靠增加炉衬厚
度 来 降低 炉 外 壁 温 度 不仅 会 增 加 炉 衬 蓄热 和 成 本 ， 而 且相 应 地 减 少 了炉 底面 积 的 有 效 利用 率 ，采 用新
象 ，造 成 安 全 隐 患 。
解决 炉体密封创造 了条件 ，实现 了软密封 。旧的４
炉炉 盖 采 用 低 碳钢 材料 铸 造 成 形 ，再 用 重 质 耐火 砖 填砌 的两 半 圆对接 而 成 ，经 周 期性 加 热 后 ，变形 加 大 ，跑 火 冒烟 及热 鼠敞失 严 重 。新 式 炉 盖 采 用焊 接 件 成 形 ，再 用耐 火 纤 维 填 充 隔 热而 成 的 两半 平移 加 子扣 垂 直 升 降 双 重软 密封 炉 盖 ，并 采 用 电液 推 杆 ，
图４ 亚高速调温烧嘴燃烧器
４ 指标对 比分析 ．
新 式 热处 理 炉 经过 一 时 间 的生 产使 用 后 ，以 一定
１ 万ｋ 电机 转 子 （ 量约 １ｔ ． Ｗ ８ 重 ５）的热 处理 为例 ，做
冲燃烧控制的主要优 点为传热效率高 ，大幅降低能 耗 ，可提高炉 内温度场 的均匀性 。无需在线调整 ，
１ 原 设备存在 的问题 ．
（ ） 炉 衬 为 砖 砌 体 ，炉 体 吸 热 、蓄 热 量 大 ； １
型耐火纤维等优质保温材料后使得炉子热效率得到
提高。
采用高 压无烟 喷射式燃烧器 （ 图１ ，依靠人工 见 ）
调 节 空 气 配 比和 烧 嘴 大 小 ，工人 劳 动 强 度 大 ；炉 门
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采用低碳钢材料铸造成形 ，重 质耐火砖填砌的半 圆
对 接 炉 盖 ，年 长 日久 ，变形 加 大 ，密封 不严 ，跑 火
冒烟严重，热量损失较大 。
图２ 改造后使用耐火纤维的井式炉炉膛
（ ）改善 炉体密封 ２
若炉膛内各 引出构件 、
炉壳、炉门等处密封不严 ，将会造成跑火 、漏火 ， 能源大量浪费 ，设备烧坏 ，环境恶劣等状况 ，因此
（ 通断比）实现窑炉 的温度控制 。燃料流量可通过
压 力调 整预 先 设 定 ，烧 嘴 一 旦工 作 ，就 处 于 满 负荷 状 态 ，保证 烧 嘴 燃烧 时 的 燃 气 出 口速 度不 变 。 当需 要 升 温 时 ，烧 嘴 燃烧 时 间加 长 ，间断 时 间减 少 ；需 要 降温 时 ，烧 嘴 燃烧 时 间减 少 ，间断 时 间加 长 。脉
炉 体 密封 直 接 影 响 工 件 品 质和 能 耗 ，同时 密 封 也是
炉内气氛控制的关键。而耐火纤维制品的使用 ，为
图１ 老式热处理炉用喷射式燃烧器
（ ）多年以来 ，我厂 使用发生炉 煤气 ，纯净 ２ 度差 ，热值 低 ，燃烧不充分 ，热效率低 ，经常发生 煤气中的焦油堵塞阀门的情况 ，需定期停工清理油 污 ，而且 管道密封 不好 ，经常发 生跑 冒漏 气的现
烧 气氛 的稳 定 可控 性 要 求进 一 步 提高 ，使 用 传统 的 连 续燃 烧 控 制 已无法 实 现 ，必 须 采用 脉 冲 燃 烧控 制
技术。
脉 冲燃 烧 控 制 采 用的 是 一种 间断 燃 烧 的 方式 ， 使 用 脉 宽 调 制 技 术 ，通 过 调 节 燃 烧 时 间 的 占空 比
大型井式热处理燃气炉的节能改造
太原 重工铸 锻分公 司大型锻 件厂 （ 山西 ０ ０２ ） ３ ０ ４ 牛 玉温
大 型井式热处理燃气炉是我 厂的关键设备 ，主
要 用于 长 轴 类 零 件 的热 处 理 ，如 电机 转 子 、汽 轮机
量大 ，冷速慢 ，无法满足快速 的生产节奏。采用新 型炉用材料如硅酸铝耐火纤维作为 内衬 ，减少炉体
高温正火 炉 消 耗 发 生 炉 煤 气 新炉消耗城 市煤 气６ ７ 旧 １
的蓄 热 损 失 ，增 强炉 子 的 隔 热保 温 ，减 少 炉墙 的散
转子、低压主轴 、拉 杆、船用件等大型锻件产品。
其中一 台设备为４井式炉 ，规格为 ２ ｍ×９ ｍ， ． ３ ． ２
有效尺寸为 １ ｍ ｘ ． ． ８５ ８ ｍ。经过多年 的生产运 行， 且随着产品质量要求的逐步严格 ，该设备暴露的问 题愈来愈多 ，已经影响到产品的出厂质量 。因此 ，
即可 实 现 燃烧 气氛 的精 确 控 制 ，所 以 采 用脉 冲 燃 烧 可 弥 补 烧 嘴调 节 比低 的缺 陷 ，需 要 低 温 控制 时 仍 能 保 证 烧 嘴 工 作 在 最 佳 燃 烧 状 态 。在 使 用 高 速 烧 嘴
了各项指标的分析和统计 ，见下表 。
１８ Ｗ电机转子热处理指标对 比 ．万ｋ
作 人 员在 调 整 炉 温时 ，要逐 个 调 节烧 嘴 ，劳动 强度 极 大 。改造 后 只 采用 了２ 个 亚高 速 调温 烧 嘴 燃 烧 器 ０
（ 见图４ ），同时为提高 热效率 ，还安 装了空 气预 热器 ，使得温度波动明显减小 ，增强了炉温的稳定
性 。经 过 改造 后 的 炉子 ，进 行 了炉 温 均 匀性 测 试和