銅管生產(chǎn)用退火爐節(jié)能減排技術(shù)措施探討

郭聞?wù)?，宋喜?/p>

（廣東龍豐精密銅管有限公司，廣東珠海 519045）

0 引言

節(jié)能減排，從廣義上來(lái)說(shuō)，是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少?gòu)U棄物和環(huán)境有害物包括“三廢”和噪聲等的排放；從狹義上來(lái)說(shuō)，是指節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放。

我國(guó)的節(jié)能工作采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，加強(qiáng)用能管理，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費(fèi)，有效、合理地利用能源。銅管生產(chǎn)企業(yè)屬于有色金屬壓延加工行業(yè)，是高耗能行業(yè)，各企業(yè)均為所在地方耗能重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)。在現(xiàn)有工藝、裝備的基礎(chǔ)上，推動(dòng)和實(shí)施節(jié)能減排技術(shù)措施，利于國(guó)家大政方針、利于行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、利于企業(yè)降本增效。

1 問(wèn)題提出

在銅管生產(chǎn)企業(yè)中，輥底式連續(xù)光亮退火爐，做為生產(chǎn)工藝過(guò)程中的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵設(shè)備，主要消耗電能、高純氮?dú)?、循環(huán)冷卻水等資源，在銅管加工過(guò)程中的主要作用是有效去除應(yīng)力、去除殘留油份、達(dá)到光亮退火的目的。以產(chǎn)能7.2 t/h 輥底式連續(xù)光亮退火爐工藝參數(shù)為例，工藝生產(chǎn)控制過(guò)程中：使用壓力為0.16～0.17 MPa（160～170 mbar）、溫度為350～450 ℃、流量為1500～1800 Nm3/h的高純氮循環(huán)煙氣，及部分微正壓處理達(dá)標(biāo)后排放的高純氮煙氣，均以循環(huán)冷卻水連續(xù)降溫控制使用；產(chǎn)生壓力為0.15～0.35 MPa、溫度為30～50 ℃、流量為180～220 m3/h的循環(huán)冷卻水，主要使用冷卻塔連續(xù)循環(huán)降溫，輔助冷水機(jī)組循環(huán)降溫；退火包裝間用恒溫恒濕除濕機(jī)組設(shè)備的冷凝器散熱直接排放。該工藝過(guò)程低位熱能未有效開發(fā)利用，冷卻塔降溫循環(huán)水蒸發(fā)、漂水損失，高溫季節(jié)冷水機(jī)組電能消耗大。

銅管生產(chǎn)退火工序其他用能，有工藝改進(jìn)及創(chuàng)新用能的需求：退火爐加熱區(qū)、真空區(qū)補(bǔ)給高純氮?dú)忸A(yù)加熱用能，以減少加熱區(qū)用電加熱能耗；退火爐加熱區(qū)銅管內(nèi)壁吹掃高純氮?dú)忸A(yù)加熱用能，以減少加熱區(qū)電加熱能耗。輔助生產(chǎn)用能消耗有：銅管成品包裝用包裝材料除濕、烘干加熱耗能；退火包裝間恒溫恒濕工作環(huán)境，在低溫季節(jié)用輔助加熱控溫耗能；員工班后衛(wèi)生洗浴用熱水耗能；冬季北方廠房采暖耗能。

一方面，銅管生產(chǎn)退火爐設(shè)備的工序余熱低位熱能未有效利用；另一方面，又有能源的不斷需求消耗，二者的節(jié)能減排矛盾，提出銅管生產(chǎn)用輥底式連續(xù)光亮退火爐節(jié)能減排的技術(shù)措施。另外，輥底式連續(xù)光亮退火爐加熱區(qū)爐體外壁運(yùn)行溫度在40～60 ℃，與環(huán)境溫度存在溫度梯度差，造成熱能浪費(fèi)增加能耗。

2 技術(shù)措施

銅管行業(yè)生產(chǎn)用輥底式連續(xù)光亮退火爐設(shè)備，多為德國(guó)容克公司生產(chǎn)制造的進(jìn)口設(shè)備，近年來(lái)不斷國(guó)產(chǎn)化制造，該設(shè)備因生產(chǎn)產(chǎn)品自動(dòng)化程度高、性能穩(wěn)定、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，被銅管生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用。

（1）輥底式連續(xù)光亮退火爐設(shè)備原始設(shè)計(jì)的真空區(qū)、加熱區(qū)補(bǔ)給高純氮?dú)?，退火爐加熱區(qū)銅管內(nèi)壁連續(xù)吹掃高純氮?dú)猓鶠殡S季節(jié)環(huán)境溫度變化而變化的常溫高純氮?dú)?，進(jìn)入爐體內(nèi)與銅管同樣需升溫耗能，使?fàn)t內(nèi)真空區(qū)、加熱區(qū)溫度波幅大、升溫時(shí)間長(zhǎng)、工位工藝周期長(zhǎng)。工藝改進(jìn)及創(chuàng)新使高純氮?dú)膺M(jìn)入真空區(qū)、加熱區(qū)前預(yù)加熱，采用在爐體外循環(huán)煙氣管路已有的氣-水換熱器前，與進(jìn)入真空區(qū)、加熱區(qū)前的高純氮?dú)夤夤苈?，均增加旁路管道，增設(shè)套筒式氣-氣換熱器、或翅片式換熱器、或板式氣-氣換熱器、或殼管式氣-氣換熱器等裝置，利用低位余熱能逆向換熱，輔助加熱進(jìn)入真空區(qū)、加熱區(qū)的高純氮?dú)鉁p少能耗，使工藝上減少爐腔內(nèi)溫度波動(dòng)，均勻溫度梯度，降低加熱能耗，穩(wěn)定銅管性能，縮短爐內(nèi)退火時(shí)間，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（2）銅管成品用包裝材料為銅管生產(chǎn)退火包裝工序必須的生產(chǎn)輔料，其中的木盤、木托、木條等木制品，紙墊、防潮紙等紙制品，需要達(dá)到控制的含水率指標(biāo)才允許接收使用，通常采用消耗電能的電加熱爐，或消耗燃?xì)猓ㄈ加?、燃煤）的蒸汽加熱爐烘干的方式控制含水率，可以采用恒溫恒濕除濕機(jī)組設(shè)備的冷凝器散熱，或退火爐的高溫循環(huán)煙氣，或退火爐的高溫循環(huán)冷卻水，做為包裝材料的除濕烘干熱源，采用翅片式氣-氣換熱器、或板式氣-氣換熱器等裝置，利用低位余熱能送風(fēng)換熱除濕，減少低位熱能直接排放，減少生產(chǎn)用循環(huán)冷卻水通過(guò)冷卻塔降溫的高功率運(yùn)行能耗和漂水量的措施，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（3）退火包裝間恒溫恒濕的工況通過(guò)恒溫恒濕除濕機(jī)組設(shè)備控制，其中的加熱控溫?zé)嵩?，通常采用電加熱管或蒸汽加熱管的方式提供熱源，可以替代為或輔助采用退火爐循環(huán)冷卻水回水管路增加旁通管道，直接接至恒溫恒濕除濕機(jī)組設(shè)備，采用翅片式加熱管的方式，利用低位余熱能加熱，減少生產(chǎn)用循環(huán)冷卻水通過(guò)冷卻塔降溫的高功率運(yùn)行能耗和漂水量的措施，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（4）對(duì)于員工班后衛(wèi)生洗浴用熱水耗能和北方廠房冬季采暖耗能，可以采用退火爐循環(huán)冷卻水回水管路與衛(wèi)生洗浴用熱水供水管路、廠房采暖熱水供水管路均增加旁通管道，增加板式水-水換熱器、或殼管式水-水換熱器、或套筒式水-水換熱器等方式，利用低位余熱能換熱，輔助衛(wèi)生洗浴用熱水加熱減少能耗，減少生產(chǎn)用循環(huán)冷卻水通過(guò)冷卻塔降溫的高功率運(yùn)行能耗和漂水量的措施，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（5）對(duì)于輥底式連續(xù)光亮退火爐加熱區(qū)爐體外壁運(yùn)行溫度與環(huán)境溫度存在溫度梯度差，采用爐體外壁粘附新型絕熱保溫棉的措施，減少無(wú)效散熱能耗，降低退火爐加熱區(qū)的周圍環(huán)境溫度，改善操作人員的工作環(huán)境。

上述技術(shù)措施，因不同企業(yè)的地域環(huán)境溫度不同，設(shè)備爐型參數(shù)、生產(chǎn)工藝參數(shù)的差異，可結(jié)合所在企業(yè)具體實(shí)際參數(shù)計(jì)算及設(shè)備選型，可實(shí)施單一或部分技術(shù)措施，不求全部疊加實(shí)施；均以在退火生產(chǎn)工序就近的區(qū)域改造實(shí)施為宜，有利于操控、可靠運(yùn)行、減少投資；實(shí)施后，還需加強(qiáng)日常運(yùn)行檢查、維護(hù)、檢修管理，達(dá)到節(jié)能減排實(shí)效。

3 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排是企業(yè)降本增效、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施。不同地域的銅管生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自己的實(shí)際情況，分別實(shí)施了銅管生產(chǎn)用輥底式連續(xù)光亮退火爐節(jié)能減排單一或部分技術(shù)措施，取得了節(jié)能減排的實(shí)際效果，部分企業(yè)還相應(yīng)取得了所在地政府的節(jié)能技改資金支持，有的還做為能源管理體系的管理方案持續(xù)管理提升企業(yè)的能源管理績(jī)效，可根據(jù)企業(yè)、地域、政策的不同選擇不同技術(shù)措施組合實(shí)施，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。