熔铝炉节能改造初见成效

　　本文介绍了反射式熔铝炉燃烧系统节能改造的主要工程内容、技术措施、改造效果及取得的经济、环保、社会效益。

　　1.工程基本概况

　　1.1熔铝炉是铝熔铸工序的关键设备。铸轧分厂五座熔铝炉都是以重油为燃料的反射式圆炉,能耗高,每年耗油几千吨,占铸轧分厂总能耗的51%以上。因此,节约重油是节约能源降低成本的重要课题。

　　熔铝炉原来采用GJ系列烧嘴和R型烧嘴。

　　这种外燃式重油喷嘴,型式较落后,雾化不好;尤其是冷炉状态下点火困难,点不着,费时间;耗油大,冒黑烟,严重污染大气环境;燃烧过程中,火焰暗红,燃烧不完全;含油烟气在烟道内造成二次燃烧,烟气温度较高,可达一千多度;没有余热回收装置,约有40%的热量直接排走,白白浪费大量能量;炉子热效率低,仅为16%左右。

　　1.2为了节约重油、降低油耗、提高热效率,为了清理冒黑烟对环境的污染。公司于93年4月提出熔铝炉节能改造计划。能耗高、热效率低的主要原因是烧嘴雾化不好,点火困难;烟气温度高、烟气余热没有回收。

　　研究采用节能型亚高速重油燃烧器和箱式喷流换热器等新技术设备,对熔铝炉燃烧系统进行了改造,取得了节能降耗、清理黑烟、改善环境、提效率高益的较好效果。

　　2.主要工程内容

　　2.1　94年10月首先对立式铸造巧吨熔铝炉(5#)进行燃烧系统改造。主要工程内容有:更换4台R型外燃式烧嘴为节能新型亚高速燃烧器气,改善重油雾化、燃烧状况;增设12台箱式喷流换热器,回收烟气余热、预热助燃空气增加一台重油电加热器,提高油温;改变回油路线,改泵后回油为烧嘴前回油,稳定油压、平衡操作。亚高速燃烧器、箱式喷流换热器都是初次应用在铝加工行业。运行一年后,经河北省节能监测中心、河北省环保局测试,效果较好,清理了黑烟、节约能源,取得了较好社会和经济效益。

　　2.2　97年1月又对铸轧分厂3#、4#两台20吨熔铝炉进行改造。主要工程内容有:将原有共用一个烟道改为两个单独烟道,并在烟道上安装箱式换热器,更换原GJ外燃式烧嘴为亚高速燃烧器;更换原重油箱式蒸汽加热器为螺旋式蒸汽加热器;改泵后回油为烧嘴前回油等。改造前、后都经河北省节能监测中心测试。

　　3.设备技术特点

　　3.1亚高速重油燃烧器

　　该燃烧器是鞍山热能研究院的较新科研成果。燃烧器自带燃烧室,冷炉点火不冒烟;调节比大,在空气过剩系数a=1.03-5.86的各种状态下都能稳定燃烧;火焰长度可调,火焰刚性大,燃气喷出速度高,大于70米/秒,强化炉内的热交换,使温度场均匀。

　　3.2箱式喷流换热器

　　喷流换热器是近几年发展起来的一项新技术。箱式喷流换热器是一种靠空气的喷射作用强化空气侧传热过程,烟气侧则以高温烟气的辐射热为主的金属换热器。

　　该换热器具有体积小,重量轻,安装灵活、维修方便的特点;适合于受场地限制无任何余热回收装置的炉子;维护简单,检修量小,折旧费低;较突出的特点是有自净化作用,可应用在含尘量非常大的场合;换热器不占据烟道空间,不增加烟气阻力。

　　3.3重油电加热器

　　采用RYJ一2型燃油加热器:每提高油温10℃可节约燃油2%左右,耗电省,每小时约5Kwh。

　　4.改造后效果分析

　　4.1改造前、后效果对比表

　　4.2由于应用电加热器,提高重油温度到115℃降低了重油粘度,改善了雾化条件;增加了供风强度,改变进风角度,变助燃风为雾化风,使重油雾化更细;换上新型亚高速燃烧器,使点火迅速且不冒黑烟,生产燃烧过程中也没有黑烟,从根本上治理了烟尘的污染,达到了国家烟尘排放标准,获得省环保局的好评。炉前操作环境也同时得到大大改善。

　　4.3亚高速燃烧器自带燃烧室,容积较小,重油在室内燃烧,由于燃气供风强,风温高,燃烧完全,燃烧火焰白又亮,火焰刚性大,燃气温度>1500℃,喷出速度快,强化炉内的热交换,使炉内温度场均匀,提高了熔化速度,3.5小时即可熔化一炉原料。因重油充分燃烧,保证熔化温度,耗油量减少,烟气中不含油气了,过去常发生含油烟气在烟道内二次燃烧的现象也消灭了,烟气温度也比过去有所降低由1050一1100℃降至850一900℃。

　　4.4由于设计了重油炉前回油管线,重油压力操作平稳,调节时相互影响很小,因此,燃烧状态非常稳定,燃烧效率高。这次改造将油压、风量、蒸汽调节都集中在炉前,方便了操作,大大减轻了工人楼上楼下进行调节伐门的劳动强度,现场工人较为满意。

　　4.5熔铝过程中需加复盖剂,其成份氯化物较多,加人铝液中后,烟气夹带部分氯化物微粒,这些具有腐蚀性且有粘性的尘粒易附着在物体上,如管式换热器,易被烟尘堵塞而失去作用,因此熔铝炉烟气余热利用一直是个难题。

　　箱式喷流换热器与高温烟气接触的换热部位是平面(耐热防腐钢板),安装位置在烟道拱顶或侧面,不占据烟道空间,不增加烟气阻力,所以不易被堵塞,另外,由于箱内空气高速喷射到换热面上,产生持续不断的微震,使烟气侧的尘粒不易附着在换热面上,起到了自净化作用,这个特点使箱式喷流换热器应用在铝加工企业得以充分发挥作用。

　　增设箱式换热器,以3个串联为一组,四组并联分别安装在烟道的顶部和侧面,用换热器代替了拱顶和侧墙,换热面与高温烟气接触进行热交换,预热助燃空气,达220一250℃。回收烟气余热,变冷风为热风助燃,使重油雾化更细,燃烧更完全,换热效率达33%。总体节油率达从一26.9%,超过了20%的设计指标。

　　5.工程费用及效益

　　改造15吨炉工程费用为45万元,两台20吨炉费用1以万元。

　　93年铸轧分厂吨铝产品重油单耗为163吨,94年15吨炉改造后重油的单耗为119kg,节约44掩,按立式铸造园铸棒年产量4000吨计,年节约重油176吨,价值17.6万元。由于清理黑烟,减少环保罚款和烟温降低、减少烟道烧损维修费用等,每年可降低成本共25万元。所以收回投入资金年限不到二年。

　　97年铸轧分厂吨铝重油单耗为156吨。97年3#、4# 炉单耗为129.8kg,产品、产量17015吨,3书、#4炉全年节约重油445吨,节约价值51万元。(重油进价1143元/吨),加上减少环保罚款和烟道维修费用等,每年可降低成本70万元,18个月就可收回改造投入资金费用。

　　综上所述,熔铝炉燃烧系统改造是一项具有较好环境效益和非常大经济效益的节能技改项目。

　　熔铝炉节能降耗、烟气余热利用问题很多单位都在研究探索。这次开发应用新科技成果,做了一次有益的尝试,并取得了较为满意的效果。

　　亚高速燃烧器的优点在于把外燃式改为内燃烧并强化供风,雾化充分,应用在以重油为燃料的熔铝炉上,点火迅速,不冒黑烟,减少污染,满足环保要求。重油雾化好,燃烧充分,操作方便,省时省力省油。

　　箱式喷流换热器适用于烟尘非常大且有粘性、腐蚀性的熔铝炉烟气中,回收大量余热,加热助燃空气,节约燃油,提高炉体热效率,为有色金属铝、锌、铅等加工企业节能工作开拓了新的途径。

　　以上两项设备技术上先进,节能效果显著有较好的环境效益和经济效益,具有推广应用的价值。