雙蓄熱式鋼包烘烤器的應(yīng)用

摘 要：蓄熱式燃燒技術(shù)是一種極為有效的煙氣余熱回收技術(shù)，可以循環(huán)利用煙氣顯熱，降低熱損，最大限度的提高烘烤效率。

關(guān)鍵詞：雙蓄熱;烘烤器;應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.015

0 前言

目前鋼鐵使用的烘烤器多為直燃式烘烤器，此種烘烤器結(jié)構(gòu)、操作簡單，但對能量的利用相對較低，對熱量的浪費較大。為此國豐鋼鐵引進了雙蓄熱式烤包器。通過跟蹤使用情況對比，雙蓄熱式烤包器節(jié)能效果明顯。本文對雙蓄熱烘烤器主要設(shè)備及原理進行了說明，對優(yōu)缺點進行了比較，對安裝后效果進行了對比說明。

1 鋼包烘烤器概述

鋼鐵企業(yè)用鋼包來作為鋼水的存放倒運容器，一般采用耐火磚和耐火材料砌筑而成。在砌筑完成后需要進行烘烤，并根據(jù)耐火材料特性進行緩慢烘干，所以需要一定的升溫曲線來保證耐火材料最大限度的發(fā)揮自身作用，烘烤器就是升溫的主要設(shè)備。

2 原理及關(guān)鍵設(shè)備介紹

（1）蓄熱式技術(shù)原理：蓄熱式燃燒技術(shù)使用成對的蓄熱體交替切換工作于吸熱和放熱狀態(tài)來回收煙氣中的余熱。蓄熱器燃燒過程產(chǎn)生的煙氣不直接排出，而是經(jīng)過加熱流經(jīng)蓄熱器重新參與燃燒過程，減少了氣體加熱升溫過程需要的熱量。通過不斷地切換工作狀態(tài)，左右兩側(cè)的蓄熱體可以把煙氣中的顯熱傳遞給空氣或燃氣，降低排煙熱損失，提高熱利用率。

（2）換向閥：HRC高效蓄熱燃燒技術(shù)通過蓄熱體交替切換來回收煙氣余熱，這一切換過程通過換向閥來實現(xiàn)。HRC-V換向閥為兩位四通閥。采用雙氣缸驅(qū)動，耐高溫橡膠圈密封，全自動程序智能控制。壓縮空氣經(jīng)三聯(lián)體凈化后，通過電磁閥進入換向閥氣缸，驅(qū)動換向閥動作。壓縮空氣耗量為2 m?/h。當(dāng)左側(cè)氣缸上方充氣時，活塞向下方運動，并由活塞桿帶動連桿、閥板向下方運動，直至閥板密封下密封圈，左側(cè)燒嘴接口與鼓風(fēng)機相通，空氣經(jīng)蓄熱體吸熱，蓄熱體放熱;與此同時，右側(cè)氣缸下方充氣，活塞向上方運動，閥板密封上密封圈，右側(cè)燒嘴接口與引風(fēng)機相通，煙氣經(jīng)蓄熱體排出，蓄熱體蓄熱。經(jīng)一段時間后（這一換向時間可在控制柜上設(shè)定），左側(cè)氣缸下方充氣，蓄熱體吸熱;右側(cè)氣缸上方充氣，蓄熱體放熱。從而實現(xiàn)了蓄熱體交替切換。與一般的旋轉(zhuǎn)式換向閥不同，兩位四通換向閥采用雙氣缸、垂直運動的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：1）安全可靠。因為采用平面密封，且閥板與閥桿之間采用球鉸連接，閥板具有自定位功能，可以從各個方向壓緊密封圈。而旋轉(zhuǎn)閥則采用偏心結(jié)構(gòu)，密封圈受力不均勻，會有漏氣現(xiàn)象。 2）故障率低。因為采用雙氣缸平面密封，且閥板具有自定位功能，所以我公司兩位四通閥動作靈敏，不會出現(xiàn)卡澀等故障。另外與一般旋轉(zhuǎn)閥不同，我公司兩位四通閥放置在地面，遠離高溫區(qū)，所以汽缸、電磁閥等設(shè)備故障率極低，維護量小。 兩位四通閥放置在地面，且設(shè)有足夠大的檢修孔，所以設(shè)備維修非常方便。

（3）旋轉(zhuǎn)軸：是中間由盲板隔開的空心軸，與機架頂部的軸承配套安裝，軸的兩端是助燃空氣和煤氣進口，軸的前、后部是燒嘴臂和曲柄。既能旋轉(zhuǎn)又能將助燃空氣和煤氣按各自管路送入燃燒器。特點是結(jié)構(gòu)緊湊，減少管路分布。

（4）旋轉(zhuǎn)臂：連接機架與燃燒器的連接設(shè)施，對燃燒器進行支撐，其頭部安裝燒嘴，燒嘴跟隨旋轉(zhuǎn)臂一同轉(zhuǎn)動。

（5）控制系統(tǒng)：整個烘烤器由控制柜進行控制。烘烤器采用AC380V供電，電源接點為控制柜進線開關(guān)上口?？刂葡到y(tǒng)具有以下功能：烘烤裝置啟停控制、緊急停機、CO檢測、高爐煤氣低壓報警、壓縮空氣低壓報警、風(fēng)機提供的空氣低壓報警、熄火報警、氮氣吹掃、空氣和煤氣流量顯示、控制三通閥的開閉、換向閥的開閉、調(diào)節(jié)閥開度、包蓋升降、風(fēng)機啟停等操作。

（6）熄火報警：燒嘴裝有火焰檢測裝置，信號采入控制柜，當(dāng)火焰探測器檢測不到火焰時，三通閥切斷，并發(fā)出聲報警。

（7）空氣、煤氣流量顯示：空氣、煤氣的流量測量采用孔板+差壓變送器方式，空氣、煤氣采用標(biāo)準(zhǔn)孔板。差壓變送器將流量信號傳送到控制柜。

（8）自動調(diào)節(jié)：烘烤器具備按給定的流量曲線自動烘烤的功能。通過觸摸屏設(shè)定和選擇時間-溫度曲線，烘烤器可以自動調(diào)節(jié)空、煤氣的流量以滿足烘烤要求。

（9）設(shè)備烘烤溫度檢測：烘烤器的S型熱電偶安裝在包蓋上，可實時檢測包蓋處的溫度，了解鋼包內(nèi)溫度提供依據(jù)。

3 蓄熱燃燒方式的優(yōu)點和不足

（1）優(yōu)點：大幅度節(jié)約燃料，降低排煙溫度，節(jié)約約一半燃料，提高熱利用率，減少烘烤時間，提高鋼包烘烤溫度，提高噴入鋼包的空氣溫度，提高包溫。

（2）蓄熱燃燒方式的不足。1）系統(tǒng)復(fù)雜。相較直燃式燃燒，蓄熱系統(tǒng)需要一對燃燒器，并需要增加換向設(shè)備、蓄熱體和引風(fēng)設(shè)備，投入較大，維護成本較高。2）低溫時燃燒效率低。由于燃燒組織方式不同，在排煙溫度較低的狀態(tài)下，蓄熱燃燒效率低于直燃式。3）調(diào)節(jié)范圍較小。換向時有停頓間隔，瞬時配風(fēng)不足。

4 燃燒效率的比較和改造效果分析

（1）比較：1）0～600℃時：蓄熱式燃燒通過回收煙氣中的顯熱來減少排煙熱損失。在燃燒空間溫度較低的情況下，排煙溫度本身就很低，蓄熱式燃燒不能發(fā)揮優(yōu)點。而且，由于蓄熱燃燒的燃燒組織方式與直燃式不同，空氣和煤氣不能進行預(yù)混，混合狀況不好，在低溫時不能很好地進行穩(wěn)定的燃燒，燃燒效率較低。另外，排煙溫度過低時，煙氣中水蒸汽的冷凝會造成蓄熱體損壞，也會腐蝕排煙管路、換向系統(tǒng)和引風(fēng)機。所以，在低溫情況下，不投用蓄熱燃燒系統(tǒng)。2）600～1000℃時：此時排煙溫度高，投入蓄熱燃燒系統(tǒng)，節(jié)能效果較為明顯。高溫燃燒時，煤氣在燃燒空間中可以自燃，即便存在換向停頓和空氣、煤氣混合不好的情況，仍然能持續(xù)維持穩(wěn)定的燃燒。

（2）改造效果分析。雙蓄熱式烘烤器成功在現(xiàn)場成功的得到了運用，烘烤效果有所提升的同時節(jié)約了能耗。原有鋼包烘烤器每小時的平均煤氣流量為1200m?/h，雙蓄熱式烘烤器每小時的平均流量為800m?/h，每小時可節(jié)約400m?/h，節(jié)能效果比較明顯。

5 結(jié)束語

雙蓄熱式烘烤器提高了能源利用率，降低了煤氣消耗，對于新上烤包器的公司可進行直接推廣，對原有烘烤器比較老舊的也可進行升級改造。

作者簡介：楊磊（1986-），男，河北高碑店人，本科，工程師，研究方向：機電工程。