蓄熱式燃燒系統(tǒng)在鋁合金熔煉/保溫爐上的應(yīng)用

摘 要：本論文介紹了一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)裝置，應(yīng)用于鋁合金熔煉/保溫爐上，主要從蓄熱式燃燒系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)勢(shì)方面進(jìn)行了闡述，蓄熱式燃燒系統(tǒng)裝置可以充分利用煙氣余熱，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：蓄熱式；燃燒系統(tǒng)裝置；鋁合金熔煉爐；鋁合金保溫爐

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷推進(jìn)，資源和環(huán)境問(wèn)題日顯突出。工業(yè)爐做為能源消耗的大戶，如何盡快推行高效、環(huán)保的節(jié)能技術(shù)成為重中之重?，F(xiàn)階段使用的熔煉保溫爐在燃燒過(guò)程中，爐內(nèi)煙氣余熱沒(méi)有被利用，直接向爐外排放，導(dǎo)致保溫爐的能耗較高[1]。為適應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策的要求，改變傳統(tǒng)的燃?xì)?燃油鋁合金熔煉保溫爐的能耗高、熱效率低的特點(diǎn)[2-3]，本論文結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的燃燒技術(shù)，將新型的蓄熱式燃燒系統(tǒng)應(yīng)用到鋁合金熔煉保溫爐上，充分利用煙氣余熱，達(dá)到節(jié)能減排的目的，以適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展。

2 蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)

2.1 蓄熱式燃燒鋁裝置系統(tǒng)工作原理

蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，一側(cè)燃燒裝置處于燃燒狀態(tài)時(shí)，助燃空氣通過(guò)換向閥進(jìn)入蓄熱室，高溫蓄熱體把助燃空氣預(yù)熱，通過(guò)燒嘴進(jìn)入爐內(nèi)燃燒。而另一側(cè)配對(duì)的燃燒裝置則處于蓄熱狀態(tài)，爐內(nèi)高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)蓄熱室，將蓄熱體加熱，煙氣溫度降低后經(jīng)過(guò)換向閥由排煙機(jī)排出，工作溫度不高的四個(gè)閥門(mén)以一定的頻率進(jìn)行切換，使兩個(gè)蓄熱式燃燒器處于蓄熱與放熱交替工作狀態(tài)。

兩個(gè)蓄熱式燃燒器如此反復(fù)的交替工作，使助燃空氣被加熱到較高溫度，進(jìn)入爐膛，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)物料的加熱，在這一個(gè)換向周期時(shí)向已預(yù)熱的蓄熱箱內(nèi)通入助燃空氣，冷的助燃空氣在通過(guò)蓄熱球時(shí)進(jìn)行熱交換，從而將冷空氣加熱，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 蓄熱式燃燒鋁裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本論文提出的蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖所示。

蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：1、第一燃燒裝置；2、第二燃燒裝置；3、第二蓄熱室（內(nèi)有蓄熱體）；4、第一蓄熱室（內(nèi)有蓄熱體）；5、換向閥A/B/C/D、排煙系統(tǒng)及連接管道等。其中，本燃燒裝置系統(tǒng)的蓄熱室（內(nèi)有蓄熱體）必須進(jìn)行成對(duì)布置。

當(dāng)?shù)谝蝗紵b置處于燃燒狀態(tài)時(shí)，從鼓風(fēng)機(jī)出來(lái)的常溫的助燃空氣由換向閥B切換進(jìn)入第一蓄熱室，經(jīng)過(guò)蓄熱球時(shí)被加熱，在極短的時(shí)間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般比爐溫低50～100℃），通過(guò)燒嘴（或火道）進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)行彌散混合燃燒。燃燒裝置系統(tǒng)另一個(gè)配對(duì)的第二燃燒裝置則處于蓄熱狀態(tài)，高溫?zé)煔饬魅氲诙顭崾?，將蓄熱體加熱，煙氣溫度降到250～150℃后流過(guò)換向閥C經(jīng)排煙機(jī)排出。

經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，經(jīng)換向閥換向，此時(shí)A、D處于開(kāi)啟狀態(tài)，B、C處于關(guān)閉狀態(tài)。常溫的助燃空氣由換向閥A切換進(jìn)入第二蓄熱室，經(jīng)過(guò)蓄熱球時(shí)被加熱，通過(guò)燒嘴（或火道）進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)行彌散混合燃燒。第一燃燒裝置處于蓄熱狀態(tài)，煙氣流過(guò)換向閥D經(jīng)排煙機(jī)排出。

本設(shè)計(jì)的蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)是設(shè)有第一燃燒裝置、第一蓄熱室以及第二燃燒裝置、第二蓄熱室，在第一燃燒裝置、第一蓄熱室以及第二燃燒裝置、第二蓄熱室之間設(shè)有換向閥，兩個(gè)燃燒裝置交替使用，兩個(gè)蓄熱室交替使用。當(dāng)?shù)谝蝗紵b置使用時(shí)，第二燃燒裝置利用第一燃燒裝置排出的熱量和煙氣進(jìn)行蓄熱，當(dāng)?shù)诙紵b置使用時(shí)，第一燃燒裝置利用第二燃燒裝置排出的熱量和煙氣進(jìn)行蓄熱，兩個(gè)燃燒裝置交替使用。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以充分的利用燃燒的煙氣余熱，從而達(dá)到能源的回收利用，降低能耗。

（2）第一燃燒裝置上設(shè)有第一燃油和燃?xì)夤苈?，第二燃燒裝置上設(shè)有燃油和燃?xì)夤苈?，此結(jié)構(gòu)用于助燃，使燃燒更為充分。

3 結(jié)束語(yǔ)

本論文的蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理，將爐內(nèi)熱量及排出的煙氣進(jìn)行合理利用，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具有實(shí)用性，其有益效果如下：（1）蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)可以將鋁熔化保溫爐的能耗降低，節(jié)能效果顯著。（2）蓄熱式燃燒裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式類似普通燒嘴，能直接安裝在爐子側(cè)墻上，因此新建爐子爐墻厚度與普通加熱爐一樣，更便于舊爐改造。（3）采用蓄熱式結(jié)構(gòu)，具有比表面積大、耐高溫、耐急冷急熱性好、導(dǎo)熱性能好、更換容易等優(yōu)點(diǎn)?？铡⑷?xì)庠跓烊肟诠艿郎习惭b調(diào)節(jié)閥，使燒嘴的供熱負(fù)荷可調(diào)。燃燒器的結(jié)構(gòu)緊湊、密閉性好，安裝、維護(hù)方便。

參考文獻(xiàn)

[1]王計(jì)敏，閆紅杰，周子民等.鋁熔煉爐技術(shù)評(píng)述及其研究展望[J].有色冶金節(jié)能，2011，27（03）：18-22.

[2]郭志明.鋁熔煉爐的蓄熱室燃燒裝置[J].資源再生，2008，（03）：60-61.

[3]桂冠冠，陳鎮(zhèn)江.蓄熱式鋁熔煉理論熱平衡計(jì)算及節(jié)能分析[J].有色冶金節(jié)能，2017，33（01）：24-27.

作者簡(jiǎn)介：徐曉偉（1983.9），女，大學(xué)本科，哈爾濱松江電爐廠有限責(zé)任公司研究所工業(yè)爐設(shè)計(jì)室工作，主要從事各種熱處理爐設(shè)計(jì)的工作。