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如何选择熔铝炉燃烧方式与正确掌握操作方法
发布:2012年1月13日8时44分      信息来源:szyzxh
如何选择熔铝炉燃烧方式与正确掌握操作方法
李永福
 
我国熔铝炉的燃烧燃料是逐步从燃煤过渡到燃油,再逐步过渡到燃气燃烧的过程。熔化炉的制造也是从自制逐步过渡到专业化的窑炉制造厂。其燃烧系统是从引进——消化吸收——仿造。燃气的燃烧方式还是国外20世纪30、40年代水平,自动控制方式是20世纪70、80年代的技术水平。因此熔铝炉的燃烧方式与智能控制的研究与开发,如何来适应“十二五”节能减排的任务十分艰巨。为此提出如何选择熔铝炉的燃烧方式与正确掌握操作方法探讨如下:
一、如何选择熔铝炉的燃气燃烧方式。
1、工业窑炉的燃烧方式按大类分为三种:动力燃烧、扩散燃烧、过渡燃烧。动力燃烧:即燃气与空气混合速度大于化学反应速度,则燃烧过程主要取决于化学反应速度。扩散燃烧:即燃气与空气混合速度低于化学反应速度,则燃烧过程取决于混合速度。过渡燃烧:即化学反应与混合速度很接近,则燃烧过程取决于化学反应与混合速度。
上述三种燃烧方式均与炉膛结构,容积与热负荷有关,它直接影响燃气燃烧热效率水平。
2、燃气燃烧的基本原理。燃气燃料中的可燃成份(氢气、一氧化碳、甲烷、碳氢化合物和硫化氢)在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反应过程,称为燃烧。
燃烧必须具备的条件:燃气中的可燃成份和空气中的氧气需按一定比例呈分子状态混合,参与反应分子在碰撞时必须 具有破坏旧分子所需的能量,具有完成反应所必须的时间。
3、燃气燃烧气氛的分类:有氧化焰、中性焰、还原焰。在燃烧过程中大于理论空气系数称氧化焰;接近理论空气系数称中性焰;小于理论空气系数称还原焰。不同产品加热要求需采用不同的火焰氧化气氛。
4、哪一种燃烧方式燃烧最充分?火焰温度最高,动力燃烧(全预混),其次为过度燃烧(半预混二次助燃燃烧),再次为扩散式燃烧。此三种燃烧方式从目前技术水平来分析,全预混燃烧方式适合窑炉温度较低的间断燃烧,如生活锅炉。高温窑炉连续作业尽量采用半预混二次助燃燃烧。从燃烧技术发展的状况来分析,扩散式燃烧被逐步取代是时间问题。
目前,国内外的工业窑炉的燃烧方式基本是扩散式燃烧方式,其节能减排的潜力很大,如采用半预混二次助氧燃烧系统,其节气率在熔铝与保温铝水炉上可达15——20%。
二、半预混燃烧系统的应用效果。
半预混燃烧系统是组合燃烧系统中的其中一个功能,它已取得国家专利(专利号2008.2.0032136.0)它可以通过调节一\二次风的风量调整缩小炉内温差,提高和降低火焰温度,采用低氧燃烧,降低铝的氧化烧损1%左右,降低能耗15——20%。目前正在推广使用。
三、如何掌握操作方法。
目前工业窑炉的加热操作方法为人工的操作方式。操作人员是在缺乏各种数据的状况下,完全凭操作人员的经验操作燃烧工况。根据现场统计,操作工之间的能耗差距高达8——12%,产生上述能耗差距原因有如下几个方面。
1、改变升温温度。如熔铝炉温度从750℃升至830℃时,燃气热量利用率从0.68降至0.63。两者相差天然气能耗高达6.349%。
2、正确掌握助燃空气量(附图1)。
根据此表助燃风的系数在排烟温度同等条件下,空气系数从1与1.6相比,两者差距较大。如排烟温度的600℃为例,空气系数为1时,其热效率为73%,空气系数为1.6时,其热效率为62%,两者能耗差距为17.7%。
3、空气系数大小与铝的氧化损失(附图2)。
金属烧损与过剩空气量成正比,其关系图中曲线所示为降低原材料损耗,炉子运行时必须正确控制炉内气氛。经测试意大利“百得”扩散式燃烧器,其空气系数在1.4时(采用液化气)就会冒黑烟,产生燃烧不充分,其因是混气速度低于化学反应速度而造成。
4、炉内压力影响热量损失(附图3)
炉内压力太大,炉气外逸,热损失大;炉内负压太大,漏风严重,吸入冷空气较多,造成排烟热损失增加,并且恶化炉内气氛与增加炉内温差。为此提供工业炉内压力与吸入空气及逸出烟气势损失的关系图,炉内压力为不同负值时的空气吸入速度。
 
为减少上述热损失,在操作上要随时注意调整烟道闸门以保持炉内压力值,正常炉内压力值:对于加热炉和热处理炉其炉底处一般控制为零压值。
炉压测点应放在靠近炉底水平面或炉门开启处的底面部,要避开烧咀卷吸气流的地方,也要避开进、出料的逸出气体或吸入冷空气的地方。
5、正确掌握废烟量与抽烟量的平衡。
由于烟气流动状况直接影响炉内温度分布规律,正确组织炉内气流运动,通风力不足会引起不完全燃烧,燃料损失增大,燃烧强度减弱;通风力过大,会使过剩空气增大,温度分布不均匀,并会增加热烟气损失。
四、采用智能化控制熔铝炉燃烧工况,确保安全生产。
1、控制煤气流量与风量,实现中性焰燃烧。
2、采用烟气反馈含氧量数据,调整助燃风机转速。
3、根据炉内压力大小,调整排烟闸板或抽烟风机频率。
4、采用连锁安全保护装置(吹风、点火、控制、煤气压力、助燃风压力等保护装置串联)。
熔铝炉的燃烧装置,通过上述参数的控制达到智能化操作,必将实现节能减排20%,减少氧化烧损1%的目标,为企业降低成本开创了条件。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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