合····合·?！ぴO(shè)備合····合··節(jié)能爐襯在工業(yè)爐節(jié)能改造中的應(yīng)用杜艷菊,史國鋒,喬汝洨(山西長治市熱處理中心站,山西長治046011)摘要:工業(yè)爐運(yùn)行過程中爐襯的能耗十分可觀。采用節(jié)能爐襯則可大大降低這種無效能耗。節(jié)能爐襯主要有纖維基預(yù)制件爐襯和全纖維爐襯,在井式爐、箱式爐和回火爐中的實(shí)際應(yīng)用證明,與磚砌爐襯相比,均具有明顯的節(jié)能效果,具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞:工業(yè)爐;節(jié)能減排;節(jié)能爐襯中圖分類號:TG155.1·1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10081690(2009)04-0060-003Application of Energy Saving Lining to Reconstruction of Industrial FurnaceDU Yan- ju, SHI Guo-feng, QIAO Ru-jiaoChangzhi Heat Treatment Center, Changzhi 046011, Shanxi)Abstract Considerable energy will be consumed by lining during the operation of industrial fumace. The adoption ofenergy saving lining may greatly decrease such unvariable energy consumption of industrial fumace. The prefabri-cated fibre-based lining and the entire fibre lining all belong to energy saving lining and through their application topit furmace, box fumace and tempering furnace, the energy consumption can be obviously reduced as compared withhat of a brickwork lining, providing good social and economic benefitsKey words: industrial fumace; energy saving and reduction in pollutant discharge; energy saving lining隨著世界性的能源短缺,工業(yè)發(fā)展與能源短缺能“大戶”,占企業(yè)總能耗的40%~70%。由于我國的矛盾日益尖銳,溫室氣體排放又造成一系列環(huán)境不少工業(yè)爐仍用煤、油作能源所以溫室氣體排放量問題。節(jié)約能源,減少溫室氣體排放已成為世界各也是巨大的。工業(yè)爐節(jié)能減排就顯得尤為重要。近國不斷努力的目標(biāo)。我國對此十分重視因?yàn)槲覀兪嗄陙?工業(yè)爐制造水平雖有不小的提高能耗明目前的能耗水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距。我顯降低,溫室氣體排放量也有所減少。但由于種種國的能源消費(fèi)已居世界第二位占世界總消費(fèi)量的原因,一些已經(jīng)成熟的節(jié)能減排技術(shù)仍未得到廣泛10%左右而我國的經(jīng)濟(jì)總量(CDP)只占全球的采用。再加上一些老式工業(yè)爐目前仍在一些企業(yè)中37%。日本美國和德國的能源利用率分別高達(dá)使用,所以工業(yè)爐的節(jié)能減排改造仍需加大力度。57%、50%和40%,而我國只有32%。胡錦濤總本文以工業(yè)電爐為例以節(jié)能爐襯為主將作者多年書記在黨的“十七大”報(bào)告中強(qiáng)調(diào):“必須把建設(shè)資的實(shí)踐和體會(huì)與同行共享,以期為推動(dòng)工業(yè)爐節(jié)能源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展減排改造工作再做貢獻(xiàn)。戰(zhàn)略的突出位置,落實(shí)到每個(gè)單位、每個(gè)家庭。要完善有利于節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的法律和政1爐襯的熱能消耗與節(jié)能爐襯策加快形成可持續(xù)發(fā)展體制。落實(shí)節(jié)能減排工作眾所周知,在工業(yè)爐運(yùn)行過程的熱能消耗中,只責(zé)任制?！ㄔO(shè)科學(xué)合理的能源資源利用體系,有加熱工件的熱能是有效能耗。在無效能耗中,加提高能源資源利用效率?！睙峁A吊具和加熱控制氣氛的能耗是工藝所要求各行各業(yè)都必須節(jié)能減排已成為國人的共識。的,在設(shè)計(jì)合理和工藝正確的條件下,也不能節(jié)省。工業(yè)爐在不少行業(yè)中,尤其在冶金、機(jī)械行業(yè)中是耗在可節(jié)約的無效能耗中,爐襯的熱能消耗最大。它收稿日期:2008-09-17作者簡介:社艷菊(1938)河北石家莊人,助理工程師中國煤化工分析及設(shè)備改造工作,今后主要工作方向?yàn)榻饘俨牧蠠崽幚砉に嚰癈NMHG0090355084681E-mail: shanjuhua68@ 126《熱處理》209年第24卷第4期分為兩部分,一是蓄熱耗能二是散熱耗能。前者是3節(jié)能爐襯的節(jié)能原理次性”耗能,與工業(yè)爐連續(xù)工作時(shí)間長短無關(guān)。如所周知,上述兩種節(jié)能爐襯是因?qū)嵯禂?shù)低后者則是工作時(shí)間的函數(shù)。但二者都與爐村材料和而節(jié)能,其與磚砌爐襯相比最大的區(qū)別在于整體性結(jié)構(gòu)有關(guān)。和氣密性好。根據(jù)計(jì)算,每m2磚砌爐襯泥縫長達(dá)隨著工業(yè)與科技的發(fā)展我國工業(yè)爐爐襯材料19m以上按熱處理爐砌爐要求,按泥縫寬2m計(jì)和結(jié)構(gòu)也在不斷進(jìn)步。從原來的輕質(zhì)耐火磚+蛭石算,泥縫面積為0.0938m2。而每m2節(jié)能爐襯接縫粉到微珠磚+硅酸鋁纖維氈+珍珠巖再到纖維基面積僅0.02m2。我們以珍珠巖爐襯作保溫層進(jìn)預(yù)制件結(jié)構(gòu)和全纖維結(jié)構(gòu),節(jié)能效果在不斷提高。行計(jì)算,新爐時(shí),每m2磚砌爐襯的泥縫熱損失為我們將纖維基預(yù)制件結(jié)構(gòu)和全纖維結(jié)構(gòu)的爐襯稱為893W而同面積節(jié)能爐襯泥縫熱損失為0.38W。節(jié)能爐襯”。這種爐襯與傳統(tǒng)磚砌爐襯相比,可比二者熱損失差異雖大但相差的絕對值每m2爐襯新爐節(jié)能10%-20%,比舊爐節(jié)能30%以上;與微不過855W,并不算大。然而使用一段時(shí)間后,由珠磚十硅酸鋁纖維氈+珍珠巖結(jié)構(gòu)的節(jié)能爐相比,于震動(dòng)、碰撞、熱脹冷縮等原因,磚砌爐襯的泥縫發(fā)仍可節(jié)能5%-15%。但是毋庸諱言,至今仍有不生松動(dòng)開裂、脫落,形成熱流短路,從而使熱損失大少企業(yè)尚未采用節(jié)能爐襯甚至一些工業(yè)爐依舊是增,嚴(yán)重時(shí)甚至可達(dá)到同面積爐墻的40-50倍。輕質(zhì)耐火磚+蛭石粉結(jié)構(gòu)。所以工業(yè)爐節(jié)能改造仍按保守計(jì)算,這時(shí)每m2磚砌爐襯的泥縫熱損失也大有可為,節(jié)能爐襯的推廣任重而道遠(yuǎn)達(dá)100W以上,相當(dāng)于爐襯散熱損失的40%以上,2節(jié)能爐襯簡介而節(jié)能爐襯卻無此問題。這就是采用節(jié)能爐襯的電2.1纖維基預(yù)制件結(jié)構(gòu)爐襯爐比微珠磚砌的節(jié)能爐還要節(jié)能的原因。這種爐襯的耐火部分是用以硅酸鋁耐火纖維為基4節(jié)能爐襯應(yīng)用實(shí)踐的不定形材料搗打預(yù)制成型的,有較高的耐火度文獻(xiàn)[4,5]介紹了大量節(jié)能爐襯,尤其是纖維(1000℃以上)和低的導(dǎo)熱系數(shù)(0.2~0.5W/mK),基預(yù)制件爐襯的應(yīng)用實(shí)例。本文對部分節(jié)能爐襯的再加上耐火纖維的增強(qiáng)作用配以優(yōu)質(zhì)摻和料、膠合節(jié)能效果作些補(bǔ)充說明。劑、添加劑等,可獲得理想的高溫強(qiáng)度。其保溫層則4.1海拉爾牧業(yè)機(jī)械總廠75KW井式爐可根據(jù)爐溫髙低和節(jié)能要求采用纖維氈+纖維棉或該爐是由原仿蘇Ⅲ55井式爐改制的,加深了爐纖維氈+珍珠巖結(jié)構(gòu)。膛加大了功率。雖可用于生產(chǎn),但爐溫不均勻能耗這種爐襯不需事先燒制,因此也可節(jié)約大量能也大。2001年進(jìn)行改造,采用了纖維基預(yù)制件節(jié)能爐源,并減少溫室氣體的排放;低的導(dǎo)熱系數(shù)加上高的襯同時(shí)采取了其他一些技術(shù)措施如電阻絲均勻布?xì)饷芏?又使工業(yè)爐在使用過程中進(jìn)一步節(jié)能。由置保溫層多層結(jié)構(gòu)、內(nèi)表面涂高溫涂料等,取得了良于其整體性好縮短了維修周期,提高了設(shè)備壽命,好效果。在生產(chǎn)331件護(hù)刃器梁時(shí)進(jìn)行了實(shí)測結(jié)同時(shí)提高了爐溫均勻性,按有效加熱區(qū)考評,可提高果空爐升溫時(shí)比改造前節(jié)電503%保溫階段節(jié)電1~3個(gè)級別。另外,施工方便便于機(jī)械化生產(chǎn),可13.6%,綜合考核節(jié)電35%。實(shí)測數(shù)據(jù)見表1以制作各種復(fù)雜爐襯值得大力推廣。表155KWN井式爐改造前后節(jié)能效果22全纖結(jié)構(gòu)爐襯Table 1 Operating characteristics of pit-type fumace of這種爐襯的耐火層由硅酸鋁耐火纖維壓制成55 kw before and after being energy-saving remade型。為解決硅酸鋁纖維高溫二次結(jié)晶粉化問題測試項(xiàng)目改造后備注在其內(nèi)表面涂刷氧化鋁涂料。保溫層則與纖維基預(yù)空爐升溫時(shí)間/h2冬季10h空爐升溫耗電/kWh370制件爐襯相同。熱爐裝料后升溫時(shí)間mn20~312-16這種爐襯導(dǎo)熱系數(shù)更低(01~0.18W/mK),節(jié)保溫時(shí)送電時(shí)間(%)80能效果更好應(yīng)予大力推廣應(yīng)用。但制作時(shí)要用鋼鐵外殼(側(cè)墻)溫度/℃構(gòu)件部分影響了節(jié)能效果。另外壓縮比不合理也單件耗電/kWh10.947.166.16不計(jì)升溫達(dá)不到最佳節(jié)能效果,而且制作和維護(hù)沒有纖維澆注溫度凵中國煤化工好體方便在氣流沖刷較大的爐子中使用,其壽命也不工件CNMHG均如后者長。其含又是川面達(dá)電時(shí)問的日雙?！稛崽幚怼?09年第24卷第4期4.2承德曲軸連桿廠180KW臺車式回火爐②耗電量:總耗電200kWh,減去降溫階段風(fēng)這是按照北京國際經(jīng)濟(jì)合作公司提出的技術(shù)條扇電動(dòng)機(jī)耗電36kW·h,升溫和保溫階段耗電件研制的全纖爐。根據(jù)要求,該爐加熱室尺寸為164kW.h,平均每噸工件耗電492kWh4.8mx1m×0.9m,最大載荷3t,額定工作溫度節(jié)能效果:700℃,保溫精度<±10℃,外殼(爐墻)表面溫度(58596-492)÷585.9×100%=16.04%≯40℃。另一臺75kW回火爐,因改造前已停止使用該爐爐襯采用了全纖結(jié)構(gòu),為了爐溫均勻,電熱無法進(jìn)行對比測試。但據(jù)車間工人反映,原來從元件分3區(qū)控制,并采用了風(fēng)扇強(qiáng)制對流。為了防150℃升溫到410℃需1.25h,改造后同樣裝爐量止硅酸鋁纖維高溫二次結(jié)晶和強(qiáng)對流循環(huán)風(fēng)對纖維情況下,升溫只需0.75h。降溫時(shí)間卻增加了0.5的損壞,在爐襯內(nèi)表面涂了氧化鋁高溫涂料,結(jié)果完倍,節(jié)能效果可見一斑全達(dá)到了技術(shù)要求,受到用戶好評5結(jié)束語4.3內(nèi)蒙古華德牧草機(jī)械有限公司75KW箱式爐(1)纖維基預(yù)制件爐襯和全纖爐襯容重小,具該爐原爐膛長1800m,由于待處理工件的需有較高的耐火度優(yōu)良的絕熱性能和較高的熱強(qiáng)度,要,要求加長到2200m。如果按原爐襯結(jié)構(gòu)功蓄熱損失和散熱損失都較小,是兩種非常實(shí)用的節(jié)率最少需要增加到90kW。改造時(shí)采用了纖維基預(yù)能型爐襯。制件節(jié)能爐襯,對電熱元件進(jìn)行了重新布置,降低了(2)兩種節(jié)能爐襯均施工方便,可以制造各種爐膛高度,81kW功率便達(dá)到了要求。在烘爐階段復(fù)雜爐襯。同時(shí),可以預(yù)制,從而節(jié)省大修或改造施當(dāng)溫度達(dá)到950℃時(shí)保溫1h,兩側(cè)墻爐殼外表面工時(shí)間。由于氣密性很好,又不需事先燒制,在節(jié)能溫度為47℃,低于國家規(guī)定的50℃。對該廠兩種的同時(shí)還能減少控制氣氛的用量和溫室氣體的排典型工件熱處理耗電進(jìn)行了實(shí)測改造前,單位工件放量,節(jié)能、降耗又減排,一舉三得,值得在工業(yè)爐設(shè)耗能為1323kWh,改造后為94.kWh/t,下降計(jì)、制造、大修和改造中大力推廣。了378.5kW·h/t,節(jié)電率28.61%。加上空爐升溫(3)全纖爐襯制作時(shí)應(yīng)盡量減少鋼鐵構(gòu)件,采用的節(jié)電數(shù)據(jù),總節(jié)電率在30%以上。此外,由于爐合理的壓縮比而且內(nèi)表面應(yīng)涂刷氧化鋁涂料,以防膛長度增加,爐底面積加大,因而提高了生產(chǎn)率。高溫二次結(jié)晶粉化。這樣才能發(fā)揮其最佳作用。4.4山西長治某軍工廠36kW回火爐(4)兩種節(jié)能爐襯與磚砌爐襯相比,主要因?yàn)闇p2001年該爐曾進(jìn)行過一次節(jié)能改造,采用微珠少了泥縫,增加了爐子的氣密性因此更加節(jié)能。尤磚+硅酸鋁纖維+纖維棉結(jié)構(gòu)。200年2月我們其在使用一段時(shí)間后更顯示出其節(jié)能的優(yōu)越性。采用纖維基預(yù)制件節(jié)能爐襯對其進(jìn)行了又一次改這是任何輕質(zhì)磚砌爐襯所無法比擬的有著廣闊的造。改造前后對同一工件、同一工藝處理的實(shí)際能應(yīng)用前景耗測試結(jié)果如下:(1)改造前的測試改造前因?yàn)殡娍毓裎囱b電參考文獻(xiàn)度表所以采用了通斷時(shí)間計(jì)算法。①裝爐量:工件凈重242.9kg;[]宋湛蘋,史競.工業(yè)爐的節(jié)能與環(huán)保[J]機(jī)械工人,2005,②升溫時(shí)間:72min,主電路耗電43.2kWh,(7):10-13風(fēng)機(jī)耗電36kWh,共耗電46.8kWh;2]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專業(yè)學(xué)會(huì)《熱處理手冊》編委會(huì)熱③保溫時(shí)間4h,主電路耗電84.53kWh,風(fēng)處理手冊(第2版)第3卷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992:機(jī)耗電12kW·h,共耗電96.53kWh;[3]南京機(jī)器制造學(xué)校熱處理爐及車間設(shè)備[M]北京機(jī)械工業(yè)不計(jì)降溫時(shí)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)耗電,總耗電量為出版社,1978:75143.33kW·h,平均每噸工件耗電58596kWh[4]職工技協(xié)北京市熱處理技術(shù)協(xié)會(huì),等熱處理加熱設(shè)備技術(shù)改(2)改造后的測試改造后電控柜裝有電度中國煤化工2023表,所以可直接讀數(shù)[5]CNMHG在熱處理爐上的應(yīng)用①裝爐量:工件凈重333kg;開…人念文集天津2002.《熱處理》2009年第24卷第4期