蓄热式加热炉技术的优化改造

　　摘要：为了能够实现蓄热式加热炉提高产能、降低功耗等目标和进一步发展及推广，本文以某公司步进梁蓄热式加热炉为分析对象，从加热炉存在的问题着手，给出改造方案，根据改造方案的结果，得出改造后的蓄热式加热炉的产能明显提高，能耗得到降低，冒火现象得到彻底消除，总之经济效益得到明显提高。能够为实际工程应用提供参考。

　　关键词：蓄热式加热炉;优化

　　1.引言

　　蓄热式加热炉结合了传统加热炉和高效蓄热式换热器为一体的综合体，一般来说，它主要是由加热炉炉体、蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排烟系统等部分构成[1-2]。随着科学技术的大力发展以及工业生产正逐渐走向低能耗的经济化发展方向，加热炉是工业热处理过程必不可少设备之一。21世纪之初，蓄热式加热炉在工业领域广泛应用[3]，得到了很好的发展，但是随着应用的加大，其自身存在的弊端也逐渐显现，如为了达到低热值高转炉煤气，对节能环节的要求不高，无法降低应用成本，这些负面的评价给蓄热式加热炉的进一步应用发展和推广带来了极大的影响，炉压较高、烧损较大逐渐成为蓄热式加热炉的通病，其很大一部分加热炉在起初使用节能效果较为明显，但是当随着加热炉使用使时间的增长导致节能效果变得不明显，能耗逐渐升高，甚至会出现一些蓄热式烧嘴砖随着炉墙一起坍塌到炉内，在炉墙与炉嘴处会出现火苗窜动，对煤气的泄露等现象，这些问题已经严重影响到了公司的经济效益以及蓄热式加热炉自身的进一步发展。

　　为了能够更好的对蓄热式加热炉技术的优化改造分析，本文以某公司的步进梁蓄热式加热炉为分析对象。

　　2.M公司蓄热式加热炉存在的问题及改造内容

　　2.1蓄热式加热炉存在的问题

　　蓄热式加热炉生产使用过程中存在诸多的问题，如投入生产不就出现加热炉的产能不足，烧损较高情况，特别是在炉墙和烧嘴处时常发生坍塌现象，经过多次改造仍然无法解决这一问题，这些问题严重影响冷轧线的正常生产，为消除上述缺陷和隐患，本文决定对加热炉进行综合改造，改造后要求加热炉具有低能耗、高产出、质量优质，加热炉安全可靠，操作简便。

　　为了能够更好的分析加热炉存在问题和改造，以某公司步进梁蓄热式加热炉为例。

　　(1)加热炉存在的主要问题。蓄热式加热炉无法达到产能要求，每小时仅产出120吨，这与设计目标相差较大。烧损率较大，达到了1.5%以上，炉膛压力控制不佳，目前为70-80Pa，炉墙与炉嘴处多处出现冒火现象，漏煤气，三通故障率较高，蓄热体寿命不高。

　　(2)原因分析。上下组合结构蓄热式烧嘴是造成烧嘴倾覆、塌落的主要原因，这种结构使得上下烧嘴之间较窄的缝隙内无法有效地填实浇注料，施工过程中烧嘴中间位置必然存在浇注料虚填情况。当炉膛压力较高时，炉内的热气流会不断地通过此缝隙向外涌，在长期冲刷下，此缝隙中的一些施工时留下的粉料被冲刷掉之后，炉内的高温气体可将炉皮钢板烧红，持续到炉皮钢板烧穿后，就形成蹿火现象。因此解决烧嘴结构设计问题是改造的核心。

　　其次，蜂窝体质量不过关，蓄热体抗热振性以及抗高温收缩性较差，蓄热体收缩或粉碎后，烟气或空气煤气从蓄热室内无蓄热体的空间短路流通，蓄热体已无法发挥蓄热效用，加热能力也随之不足。

　　2.2改造方案

　　更换全部蓄热式烧嘴，由上下组合烧嘴形式改为左右交叉组合烧嘴原有炉墙全部拆除，重新砌筑;更换全部三通换向阀及附属管道;改造原有电气自动化燃烧控制系统.将全分散换向改为分段分侧换向，实现风压、炉温、炉压的自动调节。

　　3.某公司蓄热式加热炉优化改造效果分析

　　3.1优化改造后结果

　　通过对步进梁蓄热式加热炉进行改造后，通过对改造前后比较可知：

　　(1)从加热炉架构上，改造前此炉在炉墙烧嘴处多出存在冒火现象，烧嘴砖向炉内坍塌，炉中的三通阀门容易出现故障，导致煤气泄漏现象较为严重，进而造成产能缺乏，严重损坏蓄热体，但是经过改造后，炉墙炉嘴冒火现象得到了彻底解决，炉内三通阀门也能够稳定的运行，降低了维修成本，提高了生产产能，炉寿命得到了延长。

　　(2)在生产能力上，改造前每小时可以生产120吨钢，但是改造后在冷装状态下能够每小时生产150吨。

　　(3)在能量消耗上，改造前在冷热混装情况下，生产1吨钢需要综合消耗350m³煤气，而改造后在冷热混装下生成1吨钢仅需要消耗270-280m³，热装温度600-650℃，热装率达到70%。

　　(4)在炉压控制上，改造前冒火严重，炉压在70-80Pa，改造后仅为20Pa以下。

　　3.2优化改造效果分析

　　(1)在步进梁蓄热式加热炉中，改进前后蓄热炉能量消耗有明显的改善，运行更加可靠，降低了维护成本。

　　(2)随着蓄热炉技术水平的差异，其经济技术指标、维护成本等都有较大不同，经过优化的蓄热式加热炉在投入使用后就可以回收投资成本。

　　(3)蓄热式加热炉的最重要材料是陶瓷蜂窝体，该材料能够延长加热炉寿命，提高蓄能能力，从而提高蓄热式加热炉经济指标。一般来说，蜂窝体在技术、质量、寿命以及成本上存在很多不同，许多企业追求的是绝对低成本。但是实际上，由此给加热炉带来的经济指标差异非常明显，能够达到几十倍。未来的技术提升，采用新型的蓄热材料作为填充体，能大大提高蓄热体的蓄热能力，使效益更好。

　　(4)蓄热式加热炉的核心部分是炉膛压力，对于炉膛的设计非常重要，若炉膛压力能够很好的控制，则蓄热式加热炉产量、能耗、烧损等指标都会很好;反之，指标都差。

　　结束

　　蓄热式加热炉是工业生产重要的热处理设备之一，随着工业发展，其应用逐渐的广泛，但是这也导致用户给出了很多负面评价，严重阻碍其进一步发展，所以对蓄热式加热炉的优化改造势在必行。根据蓄热式加热炉存在问题给出相应的改造方案是本文的主要内容，从改造结果和效果分析，蓄热式加热炉能够提高产能、降低能耗，避免炉墙与炉嘴处冒火等，具有一定参考价值。

　　参考文献：

　　[1]李银河，王宝森，王志贵，等.蓄热式加热炉存在问题的分析与解决措施[J].承钢技术，2006(2)：26-27.

　　[2]王敏，胡雄光，孙茂林，等.蓄热式轧钢加热炉板坯加热温度场研究[J].首钢科技，2007(2)：24-27.[3]孙丽萍，吴道洪.蓄热式HTAC技术在武钢大型厂加热炉的应用与探索[J].钢铁，2004，39(10)：72-74.

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