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竞彩篮球大小分投注表:碳化硅质陶瓷换热器在高温烟气余热利用节能改造的探讨


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体彩竞彩篮球大小分 www.qkoxn.tw 台车式锻造加热窑炉是锻压工序的重点耗能设备,使用的主要燃料为焦炉煤气,其耗量占公司煤气消耗总量的70%。为降低加热炉的能耗,近两年来,进行了多次节能改造:首先,结合炉窑的大修,进行全纤维内衬及蓄热式改造;其次,采用计算机控制技术,提高控制精度;再次,针对高温烟气余热的回收利用,探索适用于高温烟气的空气预热器。经以上几个方面的改造,取得了显著的节能效果。因全纤维内衬或蓄热式改造所需费用较高,且对炉型的改造量大,只能结合大中修进行;对于一些不到大修期的炉窑,对其进行空气预热器的节能改造,经济效益十分显著。

  1、存在的问题

  锻造加热炉炉温高达1300℃,排烟温度在900℃以上,过去使用的空气预热器材质为不锈钢。不锈钢材质在高温环境中,长期处于氧化气氛会氧化,在烟气的冲刷下剥落,使得金属管变薄,出现烧毁、弯曲变形的情况,使用寿命短。所以在实际使用时不得不在换热器前增加冷风装置,将高温烟气降温后再经过空气预热器,造成了高温烟气热量的大量损失,空气只能预热到300℃以下,不能充分回收利用锻造加热炉余热,造成锻造加热炉热效率偏低。

  2、改造方案分析

  2.1余热回收方式对比

  烟气余热回收通常采用三种方法:一是预热工件;二是预热助燃空气;三是预热煤气。烟气预热工件需占用较大空间进行热交换,往往受到作业场地的限制(间歇生产的台车式炉窑还无法采用此种方法)。而预热煤气不需要使用如此高温的烟气,且出于安全性考虑,暂不实施。预热助燃空气是一种较好的方法,加热炉上一般都有安装,可提高燃料的理论燃烧温度、改善燃烧条件及提高燃烧气体的速度,从而达到节能的目的。

  2.2空气预热器选择

  在空气预热器的选择方面,经大量的市场调研,与多家预热器制造厂家进行技术交流,**终选择了碳化硅质陶瓷换热器。与金属换热器相比,碳化硅质陶瓷换热器具有耐腐蚀、耐高温等特点,在金属换热器使用受限的情况下得到了很好的发展,成为回收高温余热的新型换热器。改造两年多来,碳化硅质陶瓷换热器使用效果良好,主要优点是:导热性、抗氧化性、抗热震性能好,高温状态下强度高,寿命长,维修量小,性能稳定,操作简便等。尤其解决了各种高温工业窑炉排烟温度过高、余热无法有效利用的难题。碳化硅质陶瓷换热器与金属换热器性能对比:

  (1)耐高温。碳化硅质陶瓷换热器使用温度为1350℃~1450℃;金属换热器使用温度为700℃。

  (2)使用环境。碳化硅质陶瓷换热器在1350℃条件下可长期使用,不需要高温?;?在烟气温度高于700℃时,金属换热器就必须掺入或鼓入冷风进行高温?;?。

  (3)使用寿命。由于碳化硅质陶瓷换热器具备耐高温、耐腐蚀、抗氧化性能等特点,在同等使用条件下,其使用寿命是金属换热器的数倍。

  (4)缺点??拐鹦圆?,因碳化硅材质脆性大,故预热器不能经受较大的震动;可维护性也较差,如有损坏需整体更换,无法进行局部修补。

  2.3改造方案

  (1)为**大限度地提高热回收效率,将碳化硅质陶瓷换热器放置在锻造炉烟道出口附近、温度较高的地方,同时将原双行程改为四行程,增大换热面积。当窑炉温度为1250~1450℃时,烟道入口的烟气温度为1000~1300℃,空气预热温度可达到450~750℃,把热空气作为助燃风送入窑炉与燃气进行混合燃烧,大大减少了助燃空气所吸收的热量??悸堑焦艿兰胺诺陌踩褂?,以及供风系统与原烧嘴的设计能力,在仅更换空气预热器而不对锻造加热炉进行大面积改造的情况下,将空气预热温度控制在500℃以下。

  (2)对原烟道进行局部修整,使碳化硅质陶瓷换热器与烟道内壁紧密贴合,有效防止了漏风现象,提高了热回收率。

  (3)由于换热面积的增加,碳化硅质陶瓷换热器长度比原不锈钢换热器长度加长700mm,并对换热器的空气管道进出口进行相应改造。

  (4)考虑到换热器长度增加后,烟道排烟阻力将会有所增加,造成炉膛压力升高,因而在改造后的烟道基础侧增加了一个宽250mm的备用辅助烟道,用于调节炉膛压力;另外在空气预热器损坏时,可作为备用烟道,而不影响加热炉的正常生产。

  3、节能效果

  3.1计算数据

  根据工业炉设计手册中空气预热温度与燃料节约量的关系图可查得,空气预热温度由300℃提高到500℃后,节约燃料率可由16%提高至25%,节约率增加56.25%。

  3.2实测数据

  经过半年的使用,预热空气温度在460~490℃之间,改造前后的煤气消耗对比数据如下:

  (1)800℃保温段,煤气耗量平均下降约60m3/h,下降15.7%;

  (2)1230℃升温段(以4h升至需要温度为例),煤气耗量平均下降约75m3/h,下降9.16%;

  (3)1230℃保温段,煤气耗量平均下降约130m3/h,下降35.12%。

  3.3效益分析

  通过对改造后的使用统计,一台加热炉共生产57炉次,比改造前共计节约煤气42.87万m3,按正常生产量推算,全年可节约煤气费用76.48万元,一台空气预热器的改造的投资在15万元左右,半年可收回投资。

  4、结论

  (1)采用碳化硅质陶瓷换热器进行高温烟气的余热利用节能改造,是一种在设备不必进行大改造时的投资小、见效快的节能改造好方法。

  (2)碳化硅质陶瓷换热器具有耐高温、耐腐蚀、长寿命等优点,但也有抗震性差、不易维修等缺点,不适合用于震动大的场合。

  (3)碳化硅质陶瓷换热器因其材质的特殊性,需要现场施工,设备停修时间长。


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