工業(yè)爐窯節(jié)能

1工業(yè)爐窯節(jié)能2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能2節(jié)能是能源科技領(lǐng)域的永恒主題開源節(jié)流是解決21世紀(jì)世界能源問題的至理名言節(jié)能技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家能源利用情況的綜合性指標(biāo)，也是一個(gè)國家總體科技水平的重要標(biāo)志之一。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能3節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展的必由之路2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能4十一五十二五2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能5

一.國內(nèi)外能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

二.工業(yè)爐窯現(xiàn)狀及節(jié)能意義

三.工業(yè)爐窯節(jié)能理論基礎(chǔ)四.

工業(yè)爐窯節(jié)能途徑五.工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀

六.工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)

七.結(jié)束語報(bào)告內(nèi)容2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程6一.國內(nèi)外能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能71、21世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢

世界能源消費(fèi)總量持續(xù)緩慢增長；

圖12000-2010年世界一次能源消費(fèi)量及增速圖2至2030年全球一次能源需求變化情況BP能源展望：至2030年盡管能源效率不斷提高，全球能源需求仍將保持強(qiáng)勁增長2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能8世界能源體系將發(fā)生重大變革圖3至2030年全球一次能源結(jié)構(gòu)變化情況2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能9

能源、資源、環(huán)境一體化

能源、資源、環(huán)境一體化是世界能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，總目標(biāo)是穿越“環(huán)境高山”，走可持續(xù)發(fā)展之路。被譽(yù)為“第五能源”的節(jié)能技術(shù)將備受重視

“開源節(jié)流”是解決21世界能源問題的至理名言。節(jié)能技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家總體科技水平的重要標(biāo)志。研究表明，依靠節(jié)能可將能源需求減少25％～30％。在21世紀(jì)，節(jié)能將備受重視，節(jié)能汽車、熱電聯(lián)產(chǎn)、新型液體燃料和高性能電池等節(jié)能新技術(shù)裝備將獲得迅速發(fā)展。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能10圖4能源消耗與發(fā)展?fàn)顩r的關(guān)系a發(fā)展?fàn)顩r能源消耗量工業(yè)化階段補(bǔ)救階段遠(yuǎn)景階段現(xiàn)在發(fā)展?fàn)顩rb能源消耗量現(xiàn)在（發(fā)展中國家）階段現(xiàn)在（發(fā)達(dá)國家）階段摘自陸鐘武院士：

穿越“環(huán)境高山”

—論經(jīng)濟(jì)增長過程中環(huán)境負(fù)荷的上升與下降2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能11圖5美國、中國、日本三國經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗關(guān)系曲線051015202502000400060008000美國中國GDP，108美元能源消費(fèi)總量日本1970198019901996199019961990198019801996108

tce2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能122、我國能源發(fā)展現(xiàn)狀

（1）我國的能源現(xiàn)狀及未來需求（a）全景（b）預(yù)測部分放大圖6中國能源消費(fèi)與需求預(yù)測2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能13（2）我國能源面臨的矛盾與挑戰(zhàn)

能源供需矛盾尖銳，石油安全問題不容忽視；我國人均能源資源可采儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于世界平均水平，人均能源消費(fèi)為世界平均水平的47.6％。2020年，我國石油對(duì)外依存度將超過55％，天然氣進(jìn)口依存度為25~40％。

能源利用效率低下，節(jié)能任務(wù)艱巨；我國能源加工、轉(zhuǎn)換、貯運(yùn)和終端利用效率約為31.2％，而發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)90年代的效率為41％；

環(huán)境污染嚴(yán)重，可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力。我國CO2和SO2排放量分別居世界第一位和第二位，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的大氣污染，煙塵和CO2排放量的70％、SO2的90％、氮氧化物的67％均來自于煤炭。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能14（3）國家政策《我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展十二五規(guī)劃綱要》，明確將資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)作為“十二五”期間的主要目標(biāo)，其中包括：非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到11.4%。單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低16%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放降低17%。主要污染物排放總量顯著減少，化學(xué)需氧量、二氧化硫排放分別減少8%，氨氮、氮氧化物排放分別減少10%。2010年9月8日，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，把節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能15工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃工信部2月27日正式發(fā)布《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》?！兑?guī)劃》提出，要求到2015年規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗比2010年下降21%左右，“十二五”期間預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。規(guī)劃一并列出了九大重點(diǎn)節(jié)能工程：鍋爐窯爐節(jié)能改造、內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)節(jié)能、電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造、余熱余壓回收利用、熱電聯(lián)產(chǎn)、工業(yè)副產(chǎn)煤氣回收利用、企業(yè)能源管控中心建設(shè)、兩化融合促進(jìn)節(jié)能減排、節(jié)能產(chǎn)業(yè)培育。九大重點(diǎn)節(jié)能工程投資總需求將達(dá)到5900億，其中工業(yè)鍋爐窯爐節(jié)能改造與兩化融合促進(jìn)節(jié)能減排兩項(xiàng)工程的投資最高，均達(dá)到900億元。工業(yè)鍋爐窯爐節(jié)能改造工程節(jié)能任務(wù)為4500萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，位居榜首。2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程16二.工業(yè)爐窯現(xiàn)狀及節(jié)能意義2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能17工業(yè)爐窯是冶金、石化、建材、陶瓷等過程工業(yè)中至關(guān)重要的熱工設(shè)備，也是能源消耗和環(huán)境污染的主要源頭。1、工業(yè)爐窯的門類2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能182、工業(yè)爐窯的現(xiàn)狀工業(yè)爐窯是指加熱或熔化金屬或非金屬的裝置而言。加熱或熔化金屬的裝置稱為工業(yè)爐;加熱或熔化非金屬的裝置稱為窯爐。爐多用于冶金和機(jī)械系統(tǒng)，窯多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。我國工業(yè)爐窯約為18萬臺(tái)，年耗煤7億噸左右，能耗占全國總能耗的25%，占工業(yè)總能耗的60%。我國工業(yè)爐的能源結(jié)構(gòu)具有以煤等固體燃料為主、液體和氣體燃料次之的基本特征。燃煤工業(yè)爐窯占了約64%，而燃油、燃?xì)鉅t窯僅為20%左右。從80年代中期到90年代中期的近十多年中，我國取得了相當(dāng)?shù)墓?jié)能進(jìn)步。例如軋鋼加熱爐節(jié)能39%，均熱爐35%，鍛造爐33%。平均熱效率已經(jīng)達(dá)到30%以上，盡管如此，與國際先進(jìn)水平50%相比，差距還很大，節(jié)能潛力還很大。工業(yè)鍋爐指生產(chǎn)蒸汽和熱水用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖的鍋爐（不包括電廠鍋爐）。我國工業(yè)鍋爐有50多萬臺(tái)，約180萬蒸噸/小時(shí)。燃煤鍋爐約48萬臺(tái)。113個(gè)大氣污染防治重點(diǎn)城市中約有燃煤工業(yè)鍋爐24萬臺(tái)。每年耗煤5億噸左右。我國工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)效率大致是72~80%，略低于國際一般水平，而實(shí)際平均運(yùn)行效率只有60%~65%，與設(shè)計(jì)熱效率相差10~15%，與先進(jìn)國家同類鍋爐相差15~20%，節(jié)能潛力巨大，約有7000多萬噸/年。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能19工業(yè)爐窯是目前眾多用能設(shè)備中的重點(diǎn)耗能設(shè)備。一家擁有工業(yè)爐窯的耗能企業(yè)，其工業(yè)爐窯耗能量約占到本企業(yè)耗能量的10％~70％，有的企業(yè)甚至更多。以電子工業(yè)爐窯為例，該行業(yè)工業(yè)爐窯耗能量約占到電子行業(yè)耗能量的30％。陶瓷、玻璃生產(chǎn)企業(yè)其工業(yè)爐窯耗能量，約占到該企業(yè)耗能量的50％以上，有的企業(yè)甚至占到80％以上。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能20三.工業(yè)爐窯節(jié)能理論基礎(chǔ)2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能21工業(yè)爐窯節(jié)能原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式1、工業(yè)爐窯的熱效率：有效熱與供給熱之比2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能222、工業(yè)爐窯標(biāo)準(zhǔn)單耗：有效熱與供給熱之比影響單耗的因素：（1）生產(chǎn)管理與生產(chǎn)工藝（2）爐體結(jié)構(gòu)（3）燃燒裝置及燃料的種類（4）余熱回收（5）爐子的控制與調(diào)整（1）是管理途徑（2）（3）（4）（5）是技術(shù)途徑2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能23加強(qiáng)生產(chǎn)科學(xué)管理,盡量保存物料的原熱,降低熱焓增量,減損增效,回收余熱。工業(yè)爐窯節(jié)能基本原理的文字描述2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能243、熱損失率及節(jié)能難度則：2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能253、爐窯熱平衡節(jié)能必須有科學(xué)的計(jì)量與對(duì)比測試方法。目前公認(rèn)的測試方法是熱平衡測試。爐窯熱平衡是在連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行工況下，通過對(duì)窯爐的現(xiàn)場熱工測定，全面了解爐窯的熱工過程，計(jì)算爐窯收入和支出的熱量、供給能量、有效能量及損失能量的平衡關(guān)系，編制熱平衡表，繪制熱流圖，計(jì)算出爐窯熱效率，從而了解爐窯的熱工狀況，判斷其能量有效利用程度，查明各項(xiàng)損失的分布情況，分析窯爐運(yùn)行工況，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行工藝參數(shù)，使其達(dá)到運(yùn)行的最佳狀態(tài)，同時(shí)找出節(jié)能的有效途徑，明確節(jié)能方向，為提高爐窯的能源利用效率提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到節(jié)能的目的。

熱平衡有正平衡和反平衡兩種。

正平衡熱效率為：反平衡熱效率為：2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能262023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程27四.工業(yè)爐窯節(jié)能途徑2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能28工業(yè)爐窯節(jié)能途徑主要有：1、改進(jìn)工藝過程2、改進(jìn)供熱過程3、改進(jìn)爐體結(jié)構(gòu)4、改進(jìn)生產(chǎn)操作5、改進(jìn)檢測控制手段6、改進(jìn)管理制度2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能291、改進(jìn)工藝過程1.1、減少生產(chǎn)工序減少生產(chǎn)工序等于減少了該工序的一切消耗,當(dāng)然也包括節(jié)約了該工序100%的能耗,因此可以取得巨大的節(jié)能效益。熱量過剩熱量不足2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程31采用在回轉(zhuǎn)窯體上設(shè)置環(huán)形供風(fēng)筒和滑動(dòng)密封環(huán)等結(jié)構(gòu)的方法，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯體上換熱器的供風(fēng)，解決了現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)窯供風(fēng)裝置剛性聯(lián)接引起的回轉(zhuǎn)窯筒體應(yīng)力集中，熱脹冷縮適應(yīng)能力差，不能消除筒體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向跳動(dòng)，送風(fēng)管道安裝流量檢測儀表和電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置難度大，生產(chǎn)過程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)困難等問題。窯體供風(fēng)裝置2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程32應(yīng)用效果該項(xiàng)技術(shù)解決了：鉬精礦焙燒反應(yīng)放熱與傳統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)過程需要外熱源供熱的矛盾；焙燒主反應(yīng)期熱量過剩和脫硫后期熱量不足的矛盾；高溫回轉(zhuǎn)窯殼體上設(shè)置換熱器，冷卻風(fēng)進(jìn)入和熱風(fēng)排出的難題；窯體內(nèi)因過熱引起的物料粘結(jié)、“結(jié)圈”等問題；傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯供風(fēng)裝置剛性聯(lián)接引起的回轉(zhuǎn)窯筒體應(yīng)力集中，熱脹冷縮適應(yīng)能力差，不能消除筒體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的徑向跳動(dòng)，送風(fēng)管道安裝流量檢測儀表和電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置難度大，生產(chǎn)過程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)困難等問題；

焙燒尾氣的“稀釋”效應(yīng)和焙燒尾氣中SO2濃度低，不宜制酸，處理成本高的問題；

焙燒尾氣量大，帶出熱損失大的問題。2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程33該工藝在洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)冶煉公司的應(yīng)用結(jié)果表明：鉬精礦焙燒環(huán)節(jié)每年為公司節(jié)約耗煤費(fèi)用1714.3萬元，加上增加產(chǎn)值、提高回收率、降低冶煉鉬鐵成本、減少人工成本等產(chǎn)生的效益，其綜合效益達(dá)8565萬元，同時(shí)，減少約3萬噸CO2

排放。焙燒煙氣制酸環(huán)節(jié)將焙燒煙氣中的低濃度SO2

轉(zhuǎn)變成了硫酸和亞硫酸鈉，從根本上治理了低濃度SO2

對(duì)大氣的污染，解決了制約鉬行業(yè)環(huán)境污染的瓶頸問題。公司焙燒煙氣制酸項(xiàng)目年可減排SO22.4萬噸，生產(chǎn)硫酸30000噸，亞硫酸鈉1800噸，實(shí)現(xiàn)銷售收入3470萬元，為公司增加2415萬元利潤。該工藝每年可為公司增加總值達(dá)1.1億元的經(jīng)濟(jì)效益。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能351.2、充分利用爐料余熱在上一個(gè)加熱工序后,爐料中尚有一定的溫度,保存其余熱,在下一個(gè)工序中加以利用,可以明顯地降低該工序的能源消耗。如連鑄坯的熱裝熱送。1.3、爐料、助燃空氣、煤氣預(yù)熱一般認(rèn)為,空氣預(yù)熱溫度每提高100℃,即可提高燃燒溫度50℃左右,增加產(chǎn)量2%,節(jié)約燃料5%。如果裝入的爐料經(jīng)過預(yù)熱,可以節(jié)約大量的高質(zhì)量燃料,尤其是利用高溫?zé)煔鈦韺?shí)現(xiàn)時(shí),其意義更為重要。1.4、充分利用煙氣的余壓如果工藝過程是在密閉的空間進(jìn)行,隨著燃燒過程的發(fā)生,除了產(chǎn)生熱能升高溫度外,還因體積膨脹、壓力升高而產(chǎn)生壓力能。目前,已有了同時(shí)充分利用熱能和壓力能的生產(chǎn)工藝,這就是現(xiàn)代高爐煉鐵及其爐頂壓差發(fā)電（TRT）。它利用燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)崃縼砣刍瓦€原礦石以生產(chǎn)生鐵,同時(shí)利用燃燒產(chǎn)生的壓力能來發(fā)電。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能36高爐爐頂余壓發(fā)電（TRT）技術(shù)是利用高爐爐頂排出的具有一定壓力和溫度的高爐煤氣，推動(dòng)透平膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)做功、驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種能量回收裝置。其原理如下圖：ＭＢＬ至高爐煤氣管網(wǎng)鼓風(fēng)機(jī)DCVSVS汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)熱風(fēng)爐高爐高爐煤氣（BFG）ＴＲＴ高爐余壓發(fā)電（TRT）技術(shù)2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能37TRT發(fā)電不消耗任何燃料就可回收大量電力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在運(yùn)行良好的情況下，噸鐵回收電力約30~54kWh/t鐵，可滿足高爐鼓風(fēng)耗電的30%。TRT裝置如果配有干式除塵，則噸鐵回收電力將比濕法多30%~40%，最高可回收電力約54kWh/t。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能381.5、降低加熱工藝溫度在不影響或者很少影響加工產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，適當(dāng)降低加熱工藝的出爐溫度，可以明顯減少燃料消耗,如實(shí)施棒材低溫軋制技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，棒材開軋溫度從1000~1100℃降低到950~1050℃時(shí)能耗有所提高，但由于加熱爐燃料消耗減少，因而可綜合節(jié)能20%左右。這不僅降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)細(xì)化了晶粒，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能，改善了產(chǎn)品的表面質(zhì)量。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能391.6、改間隙操作為連續(xù)操作將周期爐改變?yōu)檫B續(xù)爐,或者延長連續(xù)爐的爐長,特別是延長連續(xù)爐的預(yù)熱段,可以明顯地降低煙氣溫度,節(jié)約燃料消耗量。間隙操作的加熱爐,由于排煙溫度高,幾乎接近爐溫,因而煙氣帶走大量的余熱,使?fàn)t子的熱效率大為降低。例如:間隙操作的鍛造爐,其排煙溫度高至1000~1250℃,熱效率僅為8%~20%;改為連續(xù)操作后,其排煙溫度降至650~850℃,熱效率相應(yīng)提高到45%~65%甚至達(dá)70%以上,節(jié)能效果非常明顯的。1.7、提高工業(yè)爐的作業(yè)率提高工業(yè)爐的作業(yè)率,減少輔助時(shí)間和檢修時(shí)間,特別是減少突然的檢修時(shí)間,可以提高生產(chǎn)率和降低燃料消耗。因?yàn)樵谀承┹o助時(shí)間和檢修時(shí)間內(nèi),爐子的供熱強(qiáng)度是不減小的,或者減小不多。這樣,從整個(gè)作業(yè)時(shí)間內(nèi)算起,單位產(chǎn)品的燃料消耗肯定要增加。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能401.8、充分回收利用余熱工業(yè)爐窯余熱資源主要包括氣態(tài)余熱資源，即煙氣余熱；固態(tài)余熱資源，即爐料的顯熱和潛熱；液態(tài)余熱資源，主要是熱水。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能41煙氣帶走的熱量占工業(yè)爐窯總熱量的30%~70%，利用煙氣的余熱來預(yù)熱爐料或者預(yù)熱助燃空氣,降低煙氣出爐溫度,可降低單位產(chǎn)品燃料消耗量?；厥諢煔庥酂岬姆椒ㄓ校孩僭趽Q熱器中用煙氣加熱助燃空氣和煤氣；②設(shè)置預(yù)熱段，用煙氣加熱爐料；③設(shè)置預(yù)熱鍋爐用煙氣熱量生產(chǎn)蒸汽。④低溫?zé)煔庥袡C(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電。其相關(guān)關(guān)系見表2,該表系重油燃燒的計(jì)算結(jié)果。煙氣余熱利用2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能42爐料余熱的回收與利用主要指入爐前爐料本身所具有的顯熱和潛熱的合理利用。例如連鑄系統(tǒng)的鋼坯有可供回收利用的顯熱和潛熱，連鑄坯不要放冷，送入保溫設(shè)備中保溫，然后再進(jìn)入加熱爐中加熱后軋制，這一流程為連鑄坯熱裝工藝，熱裝溫度為400℃~700℃，該工藝可提高加熱爐產(chǎn)量30%~40%，節(jié)能20%~40%。如熱坯不經(jīng)過保溫設(shè)備而直接送至加熱爐內(nèi)加熱，稱之為連鑄坯直接熱裝工藝，熱裝坯溫可達(dá)700℃~1000℃，加熱爐產(chǎn)量可提高40%~50%，節(jié)能40%~60%。如果連鑄坯經(jīng)邊角補(bǔ)充加熱后直接送入軋機(jī)軋制，則為直軋工藝，這就從根本上取消了爐子加熱這個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)然是最高效、最經(jīng)濟(jì)的工藝。

一些優(yōu)質(zhì)鋼材成型后要進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)，如果在軋制過程中合理地控制溫度，完成或局部完成熱處理工藝從而取代或部分取代熱處理過程，這一過程稱之為控制軋制，即利用鋼材自身顯熱進(jìn)行熱處理，可節(jié)省熱處理再加熱時(shí)的耗能。爐料余熱利用2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能43工業(yè)爐窯的液態(tài)余熱資源主要是冷卻部件熱水能量的利用，屬低溫余熱利用，目前主要用于生活、供暖、浴室和炊事方面。有些冷卻部件采用汽化冷卻，產(chǎn)生的蒸汽也大多用于生活方面。汽化冷卻可大量節(jié)約冷卻水量，水耗量僅為水冷時(shí)的1/30~1/60。液態(tài)余熱利用2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能442、改進(jìn)供熱過程2.1、改進(jìn)燃料品質(zhì)燃料的發(fā)熱值提高后,單位熱量產(chǎn)生的煙氣量減少,不僅提高了燃燒溫度,增加了爐子的產(chǎn)量,更減少了煙氣帶走的熱量,爐子的熱效率提高,燃料消耗自然降低。對(duì)于燃燒煤炭、發(fā)生爐煤氣和燃料油的三種爐子比較,燃耗的比例大約是燃燒煤炭：燃燒發(fā)生爐煤氣：燃燒燃料油=1：0.95：0.61。因此,應(yīng)該逐步用煤氣和燃料油來代替直接燃煤。2.2、改進(jìn)燃燒器的性能燃燒器是工業(yè)爐的心臟設(shè)備,一個(gè)性能良好的燃燒器,應(yīng)該是:保證提供工藝所需的供熱能力和一定的爐溫;保持較低的、穩(wěn)定不變的空氣系數(shù);燃燒效率較高和燃燒充分完全;可使用較高的預(yù)熱空氣和全部預(yù)熱空氣;火焰的形狀根據(jù)需要可以變化;操作簡便。新型燃燒器包括:高速燒嘴、蓄熱式燒嘴、高壓氣泡霧化燒嘴、全自動(dòng)燃燒機(jī)等。提高油的霧化及燃燒效果,降低設(shè)備及運(yùn)行成本,是今后我國燃燒器發(fā)展的方向。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能452.3、采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)常規(guī)的節(jié)能燃燒技術(shù)有：高溫空氣燃燒技術(shù)，富氧燃燒技術(shù)，重油摻水乳化技術(shù)，高爐富氧噴煤粉技術(shù)、普通爐窯燃料入爐前的磁化處理技術(shù)等。這些技術(shù)在工業(yè)爐上的應(yīng)用，已取得一定的節(jié)能效果。其中，應(yīng)用最廣泛的有高溫空氣燃燒技術(shù)和富氧燃燒技術(shù)。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能46高溫空氣燃燒技術(shù)簡稱（HTAC技術(shù)），又稱蓄熱式燃燒技術(shù)，是90年代以來國際燃燒領(lǐng)域開發(fā)并得到大力推廣應(yīng)用的一項(xiàng)全新型燃燒技術(shù)。它完全突破了幾百年來人們對(duì)燃燒的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),通過極限回收煙氣余熱并高效預(yù)熱燃燒空氣,實(shí)現(xiàn)了超高溫(>1000℃)和超低氧氣濃度(2～5%)條件下的燃燒,因此具有大幅度節(jié)能（30％以上）和超低濃度NOX

排放(30～55ppm)的雙重優(yōu)越性。廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、機(jī)械、建材等工業(yè)部門中的多種工業(yè)燃料爐；同時(shí)應(yīng)用于：①工業(yè)鍋爐；②垃圾處理；③固體燃料氣化等新的領(lǐng)域。

－－21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一《科技導(dǎo)報(bào)》在<關(guān)于我國應(yīng)大力推廣高溫空氣燃燒技術(shù)的建議>2.3.1、高溫空氣燃燒技術(shù)2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能47燃燒器A燃料燃料燃燒器B空氣切換閥排氣150℃爐溫1350℃鋼板1250℃蓄熱燃燒工作原理1具有大幅度節(jié)能和大幅度降低煙氣中NOX排放的雙重優(yōu)越性。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能48空氣排氣預(yù)熱空氣

1000℃爐溫1350℃鋼板1250℃蓄熱室B燃料燃燒器A燃料燃燒器B切換閥蓄熱室A蓄熱燃燒工作原理2具有大幅度節(jié)能和大幅度降低煙氣中NOX排放的雙重優(yōu)越性。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能49節(jié)能率(%)10080604020005001，0001，500節(jié)能率平均30％在167座樣板工程上應(yīng)用加熱爐（連續(xù)）加熱爐（間歇）鋼包熱處理爐（連續(xù)）熱處理爐（間歇）氣體處理爐溶解爐

應(yīng)用效果2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能502023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程50蜂窩體陶瓷球格子磚AS=10m2/m3蓄熱式燃燒器2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能51

節(jié)能潛力大，燃耗低。蓄熱式軋鋼加熱爐通過蓄熱室技術(shù)回收煙氣余熱，并將燃料和空氣預(yù)熱到1000℃以上,其排煙溫度顯著降低，因而與常規(guī)余熱回收工業(yè)爐相比其節(jié)能潛力巨大，平均節(jié)能20%以上，節(jié)能效果毋庸置疑。無余熱回收的爐子間壁式換熱器（金屬制）爐溫:1350℃預(yù)熱空氣溫度[℃]3009006001200100燃料使用量[%]9070806050▲30%蓄熱式燃燒器▲20%※

此片引自日本JFE制鋼所鈴川豐“蓄熱式燃燒系統(tǒng)在冶煉工藝中的應(yīng)用”蓄熱式軋鋼加熱爐的主要優(yōu)勢2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能52

使高爐煤氣等低熱值燃料得以利用。由于空煤氣預(yù)熱溫度的提高，使煤氣的理論燃燒溫度提高，同時(shí)使煤氣的點(diǎn)火變得更加容易，使常規(guī)燃燒技術(shù)無法利用的低熱值的高爐煤氣直接用于軋鋼加熱爐，這也是蓄熱式技術(shù)最大的成功之處。

爐溫均勻、加熱質(zhì)量好。與常規(guī)燒嘴供熱相比，蓄熱式高溫燃燒擴(kuò)展了火焰燃燒區(qū)域，火焰的邊界幾乎擴(kuò)展到爐膛的邊界，并且是從爐膛兩側(cè)交替供熱、交替排煙，從而使得爐膛內(nèi)沿爐膛寬度方向溫度均勻，從而大大提高了產(chǎn)品的加熱質(zhì)量。

產(chǎn)量大、舊爐改造效果好。與常規(guī)工業(yè)爐相比，蓄熱式高溫燃燒不需要預(yù)熱段，全部爐膛都是加熱和均熱區(qū)，高溫爐膛強(qiáng)化了爐內(nèi)的傳熱，導(dǎo)致同樣產(chǎn)量的工業(yè)爐其爐子長度可以縮小20％以上。換句話說，同樣長度的爐子其產(chǎn)量可以提高20％以上，使缺乏前后空間又要增加爐子產(chǎn)量的舊爐子改造，有了最佳選擇方案。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能53

燃燒噪聲低。與使用常規(guī)燒嘴的工業(yè)爐相比，由于蓄熱式高溫燃燒技術(shù)其火焰不是在燃燒器中產(chǎn)生的，而是高溫的空（煤）氣在進(jìn)入爐膛空間后才開始擴(kuò)散燃燒形成的，因而燃燒噪聲低。煙氣中NOx含量低、環(huán)境污染小。采用傳統(tǒng)的節(jié)能燃燒技術(shù)，助燃空氣預(yù)熱溫度越高，燃燒后形成的火焰溫度也越高，煙氣中NOx含量也越大；而采用蓄熱式高溫燃燒技術(shù)，在助燃空氣預(yù)熱溫度非常高的情況下，由于在爐膛內(nèi)開始是貧氧燃燒，正符合降低煙氣中NOx濃度的兩段式燃燒機(jī)理，因而煙氣中的NOx含量反而大大減少了。

氧化燒損少。與使用常規(guī)燒嘴燃燒器的工業(yè)爐相比，采用蓄熱式高溫燃燒技術(shù)的爐子，其高溫空氣通過專門設(shè)計(jì)的噴口噴入爐膛后，抽引周圍的爐氣形成含氧量大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，與同時(shí)注入的燃料相遇而實(shí)現(xiàn)燃燒。因而爐膛內(nèi)的初始燃燒為貧氧燃燒，產(chǎn)生微還原性煙氣，從而使被加熱物料的氧化燒損大大減少。蓄熱式高溫燃燒技術(shù)在青鋼第二線材廠加熱爐上的應(yīng)用

青鋼第二線材廠蓄熱式加熱爐，于200年4月投產(chǎn)運(yùn)行。

1）加熱爐原始概況:“青鋼”第二線材廠(復(fù)二重線材軋機(jī))年產(chǎn)量20萬噸，配置燃油加熱爐一座。加熱爐主要性能:

加熱坯料尺寸：110mm×110mm×2100mm

爐子尺寸：有效長度：30.044m

內(nèi)寬：3.004m

爐子原設(shè)計(jì)加熱能力：35t／h，實(shí)際強(qiáng)化加熱能力達(dá)：50-60t／h，燃料消耗：38kg(重油)／t(坯).2）爐子存在的主要問題:⑴爐子加熱能力不足，經(jīng)常處于強(qiáng)化加熱。⑵強(qiáng)化加熱導(dǎo)致下述問題：爐體壽命短，高溫區(qū)爐墻用莫萊石予熱塊砌筑，壽命也不到半年，修爐頻繁，費(fèi)用昂貴。高溫段化渣嚴(yán)重，停爐打渣勞動(dòng)強(qiáng)度大。修爐和清渣嚴(yán)重影響軋機(jī)作業(yè)率。爐子溢氣嚴(yán)重，操作環(huán)境惡劣。⑶由于重油價(jià)格上漲，燃料成本上升，而企業(yè)大量副產(chǎn)高爐煤氣卻白白放散而未加以利用。3）加熱爐技術(shù)改造措施采用了蓄熱式高溫燃燒技術(shù)，完全可以解決上述存在的問題并達(dá)到改造的目的。提高爐子產(chǎn)量有效爐底強(qiáng)度由傳統(tǒng)的500-600kg／m2h提高到800-1000kg／m2h，原有爐子尺寸不變即可滿足加熱能力50t／h的要求，此時(shí)的有效爐底強(qiáng)度僅為830kg／m2h。用高爐煤氣代替重油燃料高爐煤氣由于熱值低，其理論燃燒溫度不能滿足加熱爐所要求的爐溫。蓄熱室可以將空氣、煤氣預(yù)熱溫度長期、穩(wěn)定地保持在1000℃左右，其理論燃燒溫度相當(dāng)于重油的理論燃燒溫度，而排煙溫度<200℃。不僅可以大幅度降低燃耗、節(jié)約燃料，而且用廉價(jià)的高爐煤氣代替了價(jià)格昂貴的重油，可以大大降低生產(chǎn)成本，可謂一舉兩得。青鋼二線加熱爐蓄熱室布置圖

4）技術(shù)改造效果:

車間于2000年2月14日停產(chǎn)拆爐，于4月l門投產(chǎn)，改造施工時(shí)間歷時(shí)一個(gè)半月(包括烘爐時(shí)間18天)，是國內(nèi)同類型爐子改造施上周期最短的。經(jīng)過近一年的運(yùn)行證明本次技術(shù)改造完全達(dá)到了預(yù)期的目的，所有技術(shù)指標(biāo)均超過了設(shè)計(jì)值。

·產(chǎn)量：最高日產(chǎn)達(dá)到1200噸，最大小時(shí)加熱能力達(dá)到60t/h。

·能耗：冷坯高產(chǎn)順軋時(shí)煤氣供給量為20000m3/h，噸鋼燃料消耗約350m3/t，考核燃料單耗為1.244GJ/t。

·排煙溫度：150℃以下。

·爐溫均勻，氧化燒損降低，鋼坯加熱質(zhì)量好。

·爐底不化渣，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了操作環(huán)境。

·投產(chǎn)以來沒有出現(xiàn)大的故障和安全問題。5）技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)效益:

燃料節(jié)約效益

·改造前原燒重油時(shí)平均單耗：38kg／t(坯)·改造后燒高爐煤氣時(shí)平均單耗：467m3/t(坯)·年產(chǎn)量按30萬t計(jì)

·重油價(jià)格按1.6元/kg（市場價(jià)）計(jì)

·高爐煤氣按0.02元/m3（內(nèi)部核算價(jià)）計(jì)年燃料節(jié)約效益：

(38kg／t×1.6元/kg-467m3/t×0.02元/m3)×30萬t/年=1543.8萬元/年減少氧化燒損效益

·按減少氧化燒損0.5%計(jì)

·鋼坯價(jià)格按1495元/t計(jì)年減少氧化燒損效益：

0.5%×1495元/t×30萬t/年=224.25萬元/年

節(jié)約的爐子維修費(fèi)用效益由于克服了爐子強(qiáng)化燃燒所導(dǎo)致的一系列惡果，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年可節(jié)約爐子維修費(fèi)用約100萬元/年。以上三項(xiàng)合計(jì)經(jīng)濟(jì)效益

1543.8萬元/年+224.25萬元/年+100萬元/年=1868.05萬元/年投資回收期

·該項(xiàng)目改造的總投資費(fèi)用為614.06萬元

·投資回收期為：

614.06萬元÷1868.05萬元/年×12月/年=3.94月也就是說對(duì)于燒油的爐子來講，不到四個(gè)月就可以收回全部投資，投入產(chǎn)出比非常高。其它經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

·減少修爐、打渣停爐次數(shù)和時(shí)間，提高軋機(jī)作業(yè)率帶來的經(jīng)濟(jì)效益；

·每年減少高爐煤氣放散1.4億立方米帶來的環(huán)境保護(hù)效益；

·改善生產(chǎn)環(huán)境和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度帶來的社會(huì)勞動(dòng)保護(hù)效益等。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能612.3.2、富氧燃燒技術(shù)助燃空氣中的氧氣濃度大于21%所采取的燃燒技術(shù)，簡稱富氧燃燒技術(shù)。富氧燃燒技術(shù)的特點(diǎn)：1）富氧燃燒可以提高燃燒區(qū)的火焰溫度火焰溫度與氧濃度的關(guān)系圖2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能622）富氧燃燒可以縮短火焰根部的黑區(qū)，增大有效傳熱面積富氧燃燒改變了燃料與助燃?xì)怏w的接觸方式，降低了燃料的燃點(diǎn)溫度，可明顯縮短火焰根部的黑區(qū)，增大有效傳熱面積。

3）富氧燃燒可以加快燃燒速度，改善燃料的燃燒條件，使燃燒更充分各種氣體燃料在空氣中和氧氣中燃燒速度對(duì)比情況表

2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能634）富氧燃燒使燃燒所需空氣量減少，廢氣帶走的熱量下降通常的燃燒只有占空氣總量1/5的氧氣參與燃燒，其余約4/5的氮?dú)夥堑恢?，反而要帶走燃燒產(chǎn)生的大量熱量，從煙氣中排出。使用富氧空氣的情況下，燃料燃燒完全，自然排出廢氣減少，排煙熱損失也相應(yīng)減少從而節(jié)能。相對(duì)含氧21%空氣m=1.0時(shí)廢氣的容積比與燃燒空氣中氧濃度關(guān)系圖2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能645）富氧燃燒可以增加熱量利用率用含氧量21%的空氣燃燒，加熱溫度為1300℃時(shí)，其可利用的熱量為42%，而用氧26%的富氧空氣燃燒時(shí)，可利用熱量為56%，增加14%。而且加熱溫度升高，所增加比例增大，節(jié)能效果更明顯。加熱溫度與熱量利用率的關(guān)系2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能656）合理的富氧供給方式提高了傳熱效率通常在燃燒噴嘴下方和被加熱物體之間通入富氧空氣，這樣可產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱的火焰溫度，使它有一個(gè)重要的溫度梯度,形成上層火焰層；幾乎完全燃燒高輻射的火焰層；富氧多并已達(dá)完全燃燒的下層火焰層。下層火焰與上層火焰相結(jié)合，增加了總的輻射熱。煙氣量大幅度減低，純氧燃燒時(shí)的煙氣體積只有普通空氣燃燒的1/4，煙氣中的CO2

濃度增加，有利于回收CO2

綜合利用或封存，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn);煙氣中高輻射率的CO2和水蒸氣濃度增加,可促進(jìn)爐內(nèi)的輻射傳熱。7）富氧燃燒有利于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，并可存進(jìn)爐內(nèi)的輻射換熱8）富氧燃燒有利于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，并可存進(jìn)爐內(nèi)的輻射換熱設(shè)備尺寸縮小,燃燒系統(tǒng)的設(shè)備投資成本和維護(hù)費(fèi)用降低。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能662023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能673、改進(jìn)爐體結(jié)構(gòu)3.1、提高爐體的保溫性能,減少與外界的輻射、對(duì)流和導(dǎo)熱熱損失工業(yè)爐爐體的保溫性能不好,散熱損失大,爐子的熱效率低,燃料的消耗高。為此,應(yīng)該做到:1)提高爐體的密封性,保持爐膛高溫,減少爐體散熱損失。2)減少爐門及其開啟時(shí)間,以減少通過爐門的輻射熱損失。3.2、減少爐體的散熱表面積,進(jìn)一步減少爐體熱損失減少爐體的散熱表面積,可以進(jìn)一步減少爐體熱損失,通常最簡單的做法是降低爐膛高度,還可以減少爐體的表面積,增加爐體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。國外有不少爐子將截面改成圓形或橢圓形,尤其是圓形截面的分室式快速加熱爐,得到很好的節(jié)能效果。爐襯的蓄熱和散熱，一般占爐子總能耗的20％～45％，選用節(jié)能型的耐火材料可減少爐體的蓄熱和散熱損失，提高熱效率。筑爐材料的發(fā)展趨向是“兩高一輕”，即高溫、高強(qiáng)、輕質(zhì)。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能683.3、提高爐襯的輕質(zhì)化和絕熱性能,減少爐襯的導(dǎo)熱和蓄熱損失熱量的傳導(dǎo)與材料的導(dǎo)熱系數(shù)成正比,因此要減少爐體的散熱要采用導(dǎo)熱系數(shù)小的耐火材料來砌筑爐襯,并且采用不同的導(dǎo)熱性能和耐火性能的材料來分層地砌筑,以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。提高爐襯的絕熱性能,減少爐體導(dǎo)熱損失。爐子開爐時(shí)特別是周期性生產(chǎn)的爐子,加熱爐子需要一定的時(shí)間和熱量,這就是爐子的蓄熱,它和爐襯材料的密度、比熱容有關(guān),而在爐子停止生產(chǎn)后,這部分熱量就損失掉了。加強(qiáng)爐體的輕質(zhì)化程度,就可以減少爐體的蓄熱損失。

20世紀(jì)80年代前，火焰爐都用耐火磚、隔熱磚砌筑而成。80年代開始了搗打料、可塑料和澆注料不定型耐火材料的應(yīng)用，使火焰爐的氣密性得以進(jìn)一步提高。近年來，發(fā)展較快的有快干澆注料和快干自流澆注料、高溫耐火纖維、節(jié)能爐襯涂料和多功能爐襯。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能69澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)比磚體爐襯小，爐體氣密性好，使用壽命長，將成為非金屬爐用材料的主流材料。輕質(zhì)莫來石澆注料是非常適合于火焰爐使用的澆注料。目前，澆注料正向微粉（0.1～10m）、超微粉（<0.1m）相結(jié)合的方向發(fā)展。用超微粉結(jié)合的低水泥澆注料是近期在我國出現(xiàn)的一種性能及其優(yōu)越的高檔澆注料。使用澆注料爐襯比砌磚爐子可節(jié)能2％～4％左右。

澆注料2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能70耐火纖維是一種超輕質(zhì)耐火材料，它的基本性質(zhì)是相對(duì)密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、比熱容低。用耐火纖維筑爐，在節(jié)能、省材、提高爐子生產(chǎn)能力和改善爐子熱工性能等方面都具有明顯的效果。對(duì)于使用溫度為1000℃以下的爐窯如熱處理爐，可以在爐窯內(nèi)壁板貼一層耐火纖維，也可以全部用耐火纖維作爐襯。對(duì)于1300℃以上爐溫使用的耐火纖維，盡管國內(nèi)外已開發(fā)出來，但由于價(jià)格昂貴，限制了它的使用和推廣。如果爐子全部用耐火纖維爐襯，爐體顯著減輕，則爐體鋼架等結(jié)構(gòu)都可以輕型化，爐窯設(shè)計(jì)將有很大變化。對(duì)于高溫爐窯，可以把耐火纖維貼在爐壁外層當(dāng)作絕熱材料使用也是經(jīng)濟(jì)合理的。使用耐火纖維爐襯比磚砌爐子可節(jié)能5％～8％。

耐火纖維2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能71爐窯內(nèi)壁涂刷輻射率（黑度）大的涂料，可以強(qiáng)化爐內(nèi)的輻射傳熱，有助于熱能的充分利用。高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料有很好的節(jié)能效果。它適用于爐溫700～1800℃的各種火焰爐。將它刷涂或噴涂于爐襯內(nèi)表面，形成2.5～3.0mm的涂層，利用涂層的紅外輻射性能，不僅可加強(qiáng)輻射，防止熱量流失，還可保護(hù)爐膛工作面，延長爐子壽命，起到保護(hù)爐體和節(jié)能降耗的作用。一般節(jié)能效果為5％～7％。

涂料2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能72多功能爐襯是利用自帶黑體筑爐材料，把紅外物理中黑體的概念加以技術(shù)化，制作成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的黑體元件，安裝在爐膛內(nèi)，眾多的黑體元件和爐襯共同組成的。黑體元件用以調(diào)控?zé)嵘渚€，改變其漫反射狀態(tài)，使之集中、有效地射向工件，增大了熱射線的到位率，提高了對(duì)工件的輻射度，大幅度地提高了爐子的熱效率。多功能爐襯適用于各種高、中、低溫火焰爐，可節(jié)能20％～30％。該技術(shù)實(shí)施方便，可在不改變?cè)瓲t膛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改造現(xiàn)有加熱爐窯，見效快、效果大，是改造傳統(tǒng)加熱爐窯的關(guān)鍵技術(shù)。

多功能爐襯2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能733.4、減少爐內(nèi)水冷卻部件和進(jìn)行絕熱包扎一般推鋼式連續(xù)加熱爐,爐底水管的表面積按爐子小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算為0.56~0.74m2/t鋼,損失的熱量約占爐子總收入的20%~30%。為了減少水冷卻件中冷卻水帶走的大量熱損失,應(yīng)該盡可能減少爐內(nèi)水冷卻部件,特別是與加熱工件直接接觸的水冷卻件。實(shí)在無法減免的水冷卻構(gòu)件,應(yīng)該進(jìn)行絕熱包扎。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能743.5、增加爐襯內(nèi)表面的黑度增加爐襯內(nèi)表面的黑度,也就是增加爐襯內(nèi)表面的輻射能力,可以提高爐子的生產(chǎn)率,從而起到節(jié)能作用。

如在爐襯內(nèi)表面粘貼一層耐高溫的耐火纖維,其黑度接近1,可以增加爐內(nèi)的輻射熱交換量,提高爐子的產(chǎn)量,節(jié)約燃料消耗。同時(shí)因?yàn)槟突鹄w維的導(dǎo)熱系數(shù)很低,蓄熱量很小,可以減少爐襯的導(dǎo)熱損失和蓄熱損失,較大幅度地節(jié)約燃耗,還可以提高爐溫而增加產(chǎn)量。

還可在各種高溫窯爐的耐火材料表面或蒸汽鍋爐水冷壁管的表面噴涂高溫窯爐紅外輻射節(jié)能涂料，使之形成一層堅(jiān)硬的陶瓷釉面硬殼，起到保護(hù)爐體、延長爐齡、增大爐子內(nèi)壁的黑度，有效反射爐膛內(nèi)紅外熱能的作用。

2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能754.1、及時(shí)調(diào)整熱負(fù)荷量,保證一定的爐膛溫度4、改進(jìn)生產(chǎn)操作較工藝規(guī)定為高的爐膛溫度,雖然可以提高爐子的產(chǎn)量,但一旦遇到事故,爐溫降不下來,就會(huì)使鋼材過熱甚至過燒,產(chǎn)生質(zhì)量事故,同時(shí)也多消耗了燃料。而較低的爐膛溫度,雖然可以避免質(zhì)量事故,但爐子的產(chǎn)量達(dá)不到預(yù)期的要求,還增加了燃耗,也是得不償失。所以,必須及時(shí)調(diào)整爐子的熱負(fù)荷量,保證合適的爐膛溫度。這也是爐子工作人員操作的重要內(nèi)容之一,必須引起高度重視。4.2、及時(shí)調(diào)整熱負(fù)荷分布，保證一定的爐膛溫度分布爐膛內(nèi)溫度的分布是有特殊要求的,有的按一定的規(guī)律變化,有的則要保持均勻一致,但在生產(chǎn)過程中往往受某種因素的影響而變動(dòng)。因此及時(shí)調(diào)整熱負(fù)荷的分布,保證爐膛內(nèi)一定的溫度分布,滿足熱工工藝需要非常重要。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能764.3、及時(shí)調(diào)整空氣系數(shù)燃料在燃燒時(shí),需要一定的助燃空氣,燃料中每4200kJ的熱量,就需要大約1m3

的助燃空氣。供給空氣比實(shí)際的需要量過大或過小,都會(huì)給爐子熱工工作帶來不利的影響。如果空氣系數(shù)太大,則過剩的空氣會(huì)造成很多的煙氣量,帶走大量的高溫?zé)煔庥酂?降低了爐子的熱效率,提高了燃料的消耗量。所以空氣過剩系數(shù)應(yīng)該越小越好:可以提高燃燒溫度,增加爐子的產(chǎn)量,節(jié)約燃料消耗,降低生產(chǎn)成本,減少NOx的排放,減少對(duì)環(huán)境的污染。所以及時(shí)調(diào)整空氣系數(shù),不僅是工業(yè)爐操作的重要內(nèi)容,也是節(jié)能的主要手段之一。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能77工業(yè)爐過量空氣系數(shù)表燃料種類燃燒方式過量空氣系數(shù)煤機(jī)械化加煤人工加煤1.2～1.41.3～1.5煤粉人工調(diào)節(jié)1.15～1.25重油自動(dòng)調(diào)節(jié)人工調(diào)節(jié)1.1～1.21.15～1.25氣體燃料自動(dòng)調(diào)節(jié)人工調(diào)節(jié)噴射式調(diào)節(jié)1.05～1.151.1～1.21.03～1.102023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能782023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能794.4、及時(shí)調(diào)整爐膛壓力爐膛壓力的大小,以爐底平面上+5Pa(微正壓)為標(biāo)準(zhǔn)。因此,在整個(gè)開啟的爐門上都有爐氣外逸,造成熱量損失,燒壞鋼架,惡化環(huán)境。如果爐底平面上的壓力為-5Pa(負(fù)壓),則產(chǎn)生的危害更大,不僅爐內(nèi)吸入大量的冷空氣,降低了爐溫,減少了產(chǎn)量,增加了氧化燒損。同時(shí)還增加了煙氣量,提高了燃料消耗量,而這部分吸入的冷空氣,對(duì)燃料的完全燃燒并不是有效的。所以一般爐底上壓力都控制在微正壓,并注意及時(shí)關(guān)閉爐門。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能805、改進(jìn)檢測控制手段隨著工業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，工業(yè)爐窯類的高耗能裝備面臨著高效、節(jié)能、環(huán)保等方面更高要求的壓力。

采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，特別是采用微機(jī)控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為工業(yè)窯爐自動(dòng)控制的發(fā)展方向。通過設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，以各相關(guān)系統(tǒng)的及時(shí)精確配合和控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。利用計(jì)算機(jī)模擬對(duì)工業(yè)窯爐的過程進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行和自動(dòng)化控制，使?fàn)t窯內(nèi)的燃燒處于最佳狀態(tài)，使工藝穩(wěn)定。比如對(duì)加熱爐而言，各主要過程變量的定量控制、爐溫與燃料流量的串級(jí)控制、燃料與助燃空氣的比值控制以及煙道廢氣的含氧量控制等，通過這些關(guān)鍵參數(shù)的耦合控制，可以大大提高燃燒效率，減少能量損失從而達(dá)到節(jié)能的目的。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能816、改進(jìn)管理制度1)實(shí)行能源檔案管理制度。建立一整套的規(guī)章制度,完善一系列檔案記錄,做到有組織、有領(lǐng)導(dǎo)、有專人負(fù)責(zé)。2)實(shí)行定期檢查和維修制度。對(duì)熱工設(shè)備做定期的檢查和維修,使設(shè)備始終處于完好狀態(tài)。3)實(shí)行節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)制度,完善等級(jí)考核制度。對(duì)節(jié)能工作應(yīng)實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)制度,設(shè)立節(jié)能獎(jiǎng)金和獎(jiǎng)牌,并定期進(jìn)行,論功行賞,這樣才能收到良好的效果。4)實(shí)行部門協(xié)作制度,切實(shí)搞好節(jié)能工作。在各有關(guān)部門協(xié)作下,提高爐子的作業(yè)率,就可以得到節(jié)能的效益,這是最行之有效的節(jié)能措施。5)實(shí)行人員培訓(xùn)制度,提高爐子操作技術(shù)水平。熱工人員在上崗之前,必須經(jīng)過培訓(xùn),考核合格后才能上崗,并要實(shí)行定期的評(píng)級(jí)制度。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能82工業(yè)爐窯節(jié)能發(fā)展趨勢有：（1）調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)。盡管煤炭在相當(dāng)階段內(nèi)仍是我國的主力能源，但其既污染嚴(yán)重，又不利于實(shí)施高溫空氣燃燒技術(shù)。所以用油、氣、水煤漿等取代煤等固體燃料，是我國工業(yè)爐節(jié)能發(fā)展的戰(zhàn)略性方向。（2）進(jìn)一步開發(fā)、完善先進(jìn)的燃燒技術(shù)，提高工業(yè)爐窯的燃燒性能。大力完善和推廣包括高溫空氣燃燒技術(shù)在內(nèi)的先進(jìn)燃燒技術(shù)仍是今后工業(yè)爐節(jié)能發(fā)展的方向。在保證高溫、高效火焰的基礎(chǔ)上提高爐膛溫度，使?fàn)t膛溫度均勻分布的技術(shù)，進(jìn)一步降低NOx排放，推動(dòng)富氧燃燒技術(shù)，也是未來工業(yè)爐窯燃燒技術(shù)的發(fā)展方向。（3）余熱回收與利用。工業(yè)爐窯的余熱回收及充分利用將始終是工業(yè)爐窯節(jié)能措施發(fā)展的重點(diǎn)，大力推廣水泥窯爐等純低溫余熱發(fā)電技術(shù)。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能83（4）選擇先進(jìn)合理的爐窯爐型結(jié)構(gòu)。爐窯砌筑將向整體化和輕型化方向發(fā)展。隨著不定形耐火材料的發(fā)展，整體澆注和輕型結(jié)構(gòu)將獲得更廣泛的發(fā)展。采用新型耐火材料，用耐高溫陶瓷和陶瓷纖維代替耐火磚，使?fàn)t子升溫速度加快，熱損失小。（5）爐窯節(jié)能和環(huán)保并重。在進(jìn)行節(jié)能改造的同時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行污染治理，努力降低或消除有害廢氣和煙塵的排放，從而提高工業(yè)爐的“綠色度”。通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善能源結(jié)構(gòu)；采用世界上最先進(jìn)的科學(xué)治污方法，從源頭上根治污染，不斷開發(fā)適合中國工業(yè)爐的新技術(shù)，新設(shè)備，強(qiáng)化余熱回收和資源的循環(huán)利用。同時(shí)，強(qiáng)化立法和執(zhí)法力度，通過健全環(huán)保組織和提高全民環(huán)保意識(shí)等途徑，使工業(yè)爐窯進(jìn)一步朝高效、節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展。2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程84五.工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能851、工業(yè)鍋爐的數(shù)量及熱效率2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能862、燃煤工業(yè)鍋爐主要存在的問題及分析2.1平均熱效率低我國的工業(yè)鍋爐長期存在著“大馬拉小車”現(xiàn)象，特別是在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)不景氣的情況下，平均的運(yùn)行負(fù)荷不到50%。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行鍋爐房設(shè)計(jì)的時(shí)候過分考慮了企業(yè)的長期發(fā)展或者按最大需求量考慮并留有一定的余地，在實(shí)際運(yùn)行過程中，鍋爐經(jīng)常不能處于最佳負(fù)荷狀態(tài)，使得原本不高的鍋爐運(yùn)行效率變得更低。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能872.2燃煤質(zhì)量不穩(wěn)定且多變我國的燃煤工業(yè)鍋爐主要是層燃燃燒，且以鏈條爐排為主，煤的品質(zhì)、顆粒度對(duì)燃燒效率和污染物排放影響很大。而我國長期的燃煤供應(yīng)是以原煤為主，大部分沒有經(jīng)過洗選加工，供應(yīng)商通常將多種煤混合在一起賣給工廠，煤炭品種多變，質(zhì)量不穩(wěn)定,煤的熱值往往遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)熱值。層燃鍋爐的燃燒特點(diǎn)使得它很難適應(yīng)這種燃料的供應(yīng)狀況，致使燃燒工況變差，造成鍋爐出力不足，燃燒不完全，熱效率下降。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能882.3鍋爐設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量存在問題由于我國工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)、制造體系的原因，工程技術(shù)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，主要的目標(biāo)是爐型和受熱面本體，對(duì)于燃燒設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)深度不夠，技術(shù)水平長期停滯不前，制造企業(yè)一般規(guī)模小，設(shè)備和工藝水平落后，使得目前中小容量鍋爐的鏈條爐排幾乎沒有大的變化，仍然維持著原來的結(jié)構(gòu)，造成漏煤、火口、漏風(fēng)、調(diào)風(fēng)門不嚴(yán)密、調(diào)節(jié)件不靈活、爐排風(fēng)室間互相串風(fēng)、風(fēng)量調(diào)節(jié)性能差、鍋爐橫向風(fēng)壓分布不均衡等缺陷仍然普遍存在。這些都嚴(yán)重影響鍋爐爐內(nèi)正常燃燒和鍋爐整體運(yùn)行效率；目前使用的水泵與風(fēng)機(jī)多為通用產(chǎn)品，對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)能力差，不能在高效率區(qū)域運(yùn)行，既會(huì)直接造成較大的能源浪費(fèi)，又可能造成鍋爐機(jī)組的燃燒、換熱效率降低。據(jù)調(diào)查全國鍋爐水泵平均效率約50%，風(fēng)機(jī)效率約60%。2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能892.4鍋爐控制水平低下我國的燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行條件差，運(yùn)行控制水平很低，檢測儀表配備較少，缺少監(jiān)控手段，不能全面反映鍋爐運(yùn)行工況，運(yùn)行人員仍然依靠經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行鍋爐。加之司爐工大部分屬于季節(jié)工，人員素質(zhì)普遍不高。因此，往往不能對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀況隨時(shí)做出準(zhǔn)確判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整，無法使鍋爐處于最佳工況運(yùn)行。因此提高鍋爐控制技術(shù)水平成為提高鍋爐效率的重要手段之一。2023/9/22節(jié)能重點(diǎn)工程90六.工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)2023/9/22工業(yè)爐窯節(jié)能91鍋爐節(jié)能的技術(shù)途徑很多，但總體上可從兩方面入手：（1）從熱能轉(zhuǎn)換過程入手

熱能轉(zhuǎn)換過程是指燃料從化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜紵^程，這一過程涉及燃燒的設(shè)備與技術(shù)；（2）從熱能利用過程入手熱能利用過程是指通過一定的裝置和專門