工业炉窑是工业炉和工业窑的通称,是一种直接耗能的热工设备,广泛应用于冶金、机械、化工和建材等众多行业。我国有各种工业炉窑约16万台,其耗能量占全国燃料总消耗量的1/4。由于这个耗能大户存在普遍的设备陈旧、管理不严、操作水平低等问题,其能源利用率仅为30%左右。而日本约为57%,美国约为51%。同时,工业炉窑的总耗能量巨大,即使能源利用率仅提高一个百分点,所节省的燃料也将是一个可观的数字,所以应用高新技术对我国的工业炉窑进行节能改造是一个十分迫切的任务。
现在最新设计的工业炉窑都普遍采用微机控制系统,实现数据采集、过程控制自动化,以获得最佳的燃烧效果。同时,例如在水泥生产中,应用微机控制,还可自动控制进炉水泥生料的配料比、合理降低生料的含水量,从而减少在水泥窑内的耗热量。更有意义的是:在钢铁工业中,由于引进了全过程自动控制技术,从铁矿石加工成熟料,再入高炉炼成生铁,直至将生铁水炼成钢,最终铸坯轧制成钢材的整个生产过程可以连续进行,而不是像传统的工业生产过程那样因为复杂而有间断性,加热后冷却,冷却后再加热,以致造成能源方面的消费。
同时,在各种工业炉窑中采用高档耐火保温材料,延长炉窑衬体的使用寿命,可以提高炉窑内热量的利用率。以前,由于我们用于炉窑衬体的耐火材料不过关,寿命明显短于国外同类产品,因此需要频繁地停炉维修,而每次降温停炉再升温开炉的过程都会浪费大量的燃料,从而降低了能源利用率。现在,除了提高炉窑衬体材料的耐火性,我们还应用耐火纤维及其增加涂料来提高工业炉窑的热效率。武汉钢铁公司机械总厂在其加热炉体耐火砖表面敷设一层复合耐火纤维,并在纤维层表面涂刷一层1毫米厚的新型增强涂料,使得加热炉与改造前相比节能19%多。
另外,调整工业炉窑的燃料结构,发展工业煤气是工业炉窑节能改造的另外一个方向。为改善燃烧工况,减少环境污染,实现自动控制,应努力发展工业煤气,合理利用和调配城市煤气、化工原料气及工业燃料气,以改变目前工业炉窖以煤为主要燃料的现状。(www.daowen.com)
当然,工业炉窑的余热利用也是节能改造的一大目标。炉窑排烟带走的约20%的热量,可用来预热物料、预热空气和煤气,或安装余热锅炉、热管换热器予以回收利用。在抚顺钢厂轧钢分厂,由于利用烟气余热加热燃油提高油温,使加热炉燃油的雾化效果十分明显,平均吨钢耗油降低了约1%,炉温升高了200℃左右,加热炉每小时产量提高了11.3%。仅这一项节能措施,就使轧钢分厂半年内净增经济效益达50多万元。
由于工业炉窑是生产中热加工工序的重要设备,与工艺、工序和生产过程密切相关,炉窑的节能改造要根据行业、地区和炉窑不同特点,从它的结构、燃烧系统、余热回收、热工检测、炉用耐火材料等方面系统地加以考虑,从而找出最佳方案,使耗能发生最大的效用。
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