蓄热式熔铝炉蓄热体对能耗的影响

　　蓄热体是蓄热式节能燃烧器中较关键也是较能体现技术含量及工业制造水平的部件，其蓄热效果决定了蓄热式燃烧技术在炉子上起到的节能效果。高温空气的预热全靠蓄热体的蓄热、换热而获得，它的结构、材质和性能直接影响到换热效率、装置的小型轻型化和经济效益。

　　1.1 蓄热体的选择

　　蓄热体的材质应具有耐高温、良好传热性能、抗热震性好、强度高等特点。由于蓄热体是在与空气燃烧或高温燃烧废气进行直接接触的过程中作为热交换器而发挥作用的，因此要求具有非常大的传热面积和耐久性能。另外，蓄热体的尺寸也很关键，尺寸过大，会使蓄热室体积庞大，换向时间长；尺寸过小，会使换向时间缩短，电气和机械设备都不能适应，换向的损失也随之加大，还会使蓄热体在气流的作用下漂浮起来，破坏稳定状态。由于蓄热体是装在蓄热室内，因此，体积小和质量轻也是重要的性能。

　　目前工业炉窑中使用的蓄热式燃烧器中的蓄热体主要有两种形式：球状蓄热体和蜂窝状蓄热体。

　　由于熔铝炉蓄热床的工作条件很恶劣，为减少铝在熔炼过程中的的氧化损失，熔化过程中会在铝液中添加覆盖剂。因小球蓄热体抗腐蚀性较强、更换方便，所以熔铸厂的蓄热式熔铝炉均采用球形蓄热体。

　　1.2 蓄热体的更换时间

　　在生产过程更换蓄热球后的炉次溶化能耗较高，随后每炉料的能耗量回归较低水平后又逐渐升高。主要原因是刚更换蓄热球后炉子由冷炉开始升温，且新装的蓄热球未储存热量。使用一段时间后，烟气内的风尘在蓄热球表面结渣，一方面降低蓄热球的蓄热能力，另一方面增加烟气和助燃风的阻力。因此蓄热球的更换时间应控制在一个合理的区间，更换太频繁会降低余热利用率，更换周期太长会影响蓄热系统的蓄热能力。根据长期的使用观察和统计，一般蓄热球以40至50天更换一次较佳。

　　1.3 蓄热体的填装

　　在蓄热床中填装蓄热体时也并非蓄热体越多越好。由于加大蓄热体填充高度将加大阻力损失，蓄热体填装太少又达不到理想的蓄热效果，所以蓄热体高度的取值有一个合适的范围。对直径 15mm的陶瓷球，蓄热体填充高度为0.6~0.8m较佳，且蓄热室上方应保留约0.15m的空隙高度。

　　1.4 关于蓄热体的建议

　　对于工况较差、蓄热体更换周期较短的炉子，可以考虑选用铬刚玉莫来石蓄热球，此类蓄热球克服了普通蓄热球普遍存在的结渣和粉化，但其价格也较贵。工厂在选用蓄热球时可以结合炉子工况，计算更换蓄热体的人工成本、多用燃料量、所耗时间、蓄热体使用率等成本，选择综合成本较低的蓄热体。蓄热体的更换时间较好根据工况来决定：每天巡检时观察助燃空气、天然气的瞬时流量，若正常燃烧状况下流量较平时小，查看蓄热体时发现有结渣、粉化的情况，应尽快更换蓄热体。值得注意的是，对于使用覆盖剂的熔炼炉，不能把覆盖剂添加在靠近烧嘴的地方，否则会缩短蓄热体的使用寿命：高温烟气通过烧嘴被抽出，而烧嘴附近的覆盖剂较易随着烟气进入蓄热室，从而附着在蓄热体上，影响蓄热体的使用效果，缩短蓄热体的使用寿命。

　　2 换向对能耗的影响

　　在传统的蓄热式燃烧技术中，由于必须在一定的时间间隔内实现空气与烟气的切换，换向装置的切换时间直接影响蓄热球的温度效率和热效率，同时对炉温波动幅度和火焰燃烧状况也有很大影响，因此它直接影响蓄热式燃烧技术应用效果的各个方面。

　　2.1 定时换向方式

　　在蓄热燃烧过程中，随着换向时间的延长，空气预热温度降低，排烟温度升高，烟气余热回收率便会降低，同时预热空气温度波动大，造成炉温波动大，炉内温差加大，使换热效率降低；若切换时间过短，蓄热体得不到充分加热，助燃空气便无法达到较好的预热效果，切换占用时间的增多，也会影响炉内的正常燃烧；且切换周期过短，换向阀过于频繁的开闭会降低其使用寿命，就换向阀装置的寿命而言则是换向时间越长越好。因此换向时间的选择要根据实际蓄热炉所用蓄热球的蓄热效果，对直径1.5cm的蓄热球，炉子换向方式一般为3min切换一次，对直径2cm的蓄热球，换向方式一般为定时5min切换一次。

　　2.2 关于换向的建议

　　在实际生产过程中，蓄热体的蓄热效果并非固定不变，定时切换的方式不能随蓄热体的蓄热状态而灵活改变。如在5min的换向时间内，蓄热室的蓄热能力已达到饱和，由于是定时控制，则该饱和状态下的蓄热室仍然处于蓄热阶段，直到蓄热时间达到5min，势必造成热量损失，也使蓄热系统不能非常大程度地发挥其节能能力。因此建议在蓄热式燃烧控制系统的换向控制部分引入由蓄热室温度控制换向时间的定温切换方式，即在蓄热室蓄热状态达到饱和时及时换向: 超过200℃延时30s；超过250℃，延时5s；超过320℃时助燃风阀打开一个阀度并触发启动紧急信号；低于250℃延时10s复位点火；刚开始蓄热时，以温度较高的蓄热室所对应的烧嘴首先燃烧。通过这种方式达到非常大限度的余热利用，既能避免热量流失，也能及时为蓄热室蓄热。