耐火材料的節能改造在熱處理退火爐的應用

這次節能改造是機械制造廠，一臺11m3燃油式熱處理退火爐改造。采用新的設計理念和新型耐火材料及新的燃油噴霧燃燒技術對熱處理退火爐進行了改造，徹底解決了不完全燃燒的困難，降低了能耗，節能效果明顯，改善了作業環境。

一臺11m3燃油爐臺車式退火爐，爐子有效長度3900mm、寬2100mm、高1400mm，主要用于抽油機鋼件的熱處理，該爐已使用十五年，由于建造時間早，受當時設計理念和用料的限制，爐墻選用了重質高鋁耐火磚砌筑，爐頂采用重質高鋁耐火磚吊掉結構，設計時沒有保溫層，燃燒系統采用了直噴式燃燒器，透風系統不完備，使得爐內壓力不足，這就形成了耗能增大，散熱快，蓄熱慢，冒黑煙、不能完全燃燒、熱損失嚴重等缺陷，從而造成該退火爐能源利用率低下，對四周環境污染、油料浪費、升溫時間長、爐體易損壞，影響正常生產，其主要原因有：(1)結構不公道，爐襯采用重質高鋁耐火磚砌、和爐頂的吊掉結構，爐門及臺車密封不好導致升溫時間長、保溫性能差、蓄熱不好，當工件加熱時，很大部分熱量由爐體吸進，耗能增大，熱損失嚴重。(2)密封性差，由于當時設計能力和施工水平低下，造成設備在爐溫加熱到600℃之前需要敞開爐門才能正常工作，這就形成火焰由爐門口逸出易燒壞爐門體，冒黑煙，熱損失嚴重，對作業環境和四周環境污染嚴重。(3)燃燒條件差，當爐門封閉工作時，由于燃燒不充分，易堵塞、結焦，火焰短，致使爐內溫差大，延長了加熱時間，油耗增大。2.改造方案由于退火爐的改造設計要求在一個中修期完成，爐子的結構不能作改變或較大改變，選用了耐高溫硅酸鋁陶瓷耐火纖維折疊塊及全新的燃油噴霧燃燒技術進行系統改造。

2.1將原爐面板及燃燒器兩側殼板拆除，采用A3，S=30mm、S=8mm鋼板，及L100×L100×角鋼焊接成型加固。2.2

將原爐襯重質高鋁耐火磚拆除，采用新型節能耐高溫硅酸鋁陶瓷耐火纖維折疊塊，在其爐壁上加焊固定折疊纖維折疊塊用不銹鋼緊固件以便安裝，其性能具有抗氧化，蓄熱、保溫良好、熱損失少，維修方便等優點，與耐火爐襯相比節能在20-30%。

2.3將原頂部重質高鋁耐火磚及角鋼拆除，采用A3、S=5鋼板制作成“V”型槽鋼體焊接成弧項，在其頂部增加六根縱向加固梁(采用L70×L70×7角鋼)，與爐面板、項板，爐體四周點焊加固增加強度，有效防止頂部在安裝后爐襯下墜。頂部采用新型節能耐高溫硅酸鋁陶瓷折疊塊。2.4將原臺車爐曲封體拆除，在臺車體上增加二道砂封體，采用A3、S=14mm鋼板及角鋼焊接料焊接而成，臺車體采用特制高鋁磚砌筑，砌筑時盡量減少與爐體之間的間隙。2.5加固爐門，在爐門四周采用L100×L100×10角鋼加固，爐門內安裝新型節能耐高溫硅酸鋁陶瓷纖維折疊塊，安裝時將折疊塊外凸爐門角鋼四財100mm作為封面，當爐門體自重的情況下沿導輪下滑即位后，與爐面板擠壓形成良好的密封有效防止散熱。2.6燃燒系統管路改造，由于長期使用管路老化爐內氣壓不足及燃燒系統的更新，重新布置管道，增加輸油金屬軟管、供氣金屬軟管、燃油調節閥、空壓機，增加壓縮空氣管道系統。采用全新的燃油噴霧燃燒器，具有壓力霧化結合高壓內混合動霧化方式，使燃油霧化顆粒細，能與助燃空氣實現佳端流摻泥，以實現高效的燃燒。不易堵塞，不結焦，火焰的長度外形，溫度等輕易控制。燃燒完全，不冒黑煙，其特點如下：2.6.1液霧顆粒度<20μm，尺寸分布均勻(尺寸分布指數N>2)。2.6.2燃油霧化效果基本不受燃油粘度的影響，粘度使用范圍<70Eo，燃燒器燒+5#、+10#、+20#柴油的效果一樣，適合于燒重柴油，并可實現冷爐重柴油直接點火燃燒。2.6.3霧化耗氣量少，ALR<0.1(ALR代表霧化介質與燃料的質量流量比)。2.6.4燃燒器的操縱彈性大，流量調節幅度達到1:4以上。2.6.5節能效果明顯，燃燒效率在99.5％以上，比傳統壓力霧化節油率在10％以上。2.6.6燃燒充分，不冒黑煙，燃燒產物中污染物少，低于國家環保規定的各項指標。2.6.7由于采用高速燒嘴結構，火焰噴出速度高，在爐內形成高速攪拌，所以爐內溫差小，爐溫更均勻，產品合格率大幅度進步。2.6.2燃油霧化效果基本不受燃油粘度的影響，粘度使用范圍<70Eo，燃燒器燒+5#、+10#、+20#柴油的效果一樣，適合于燒重柴油，并可實現冷爐重柴油直接點火燃燒。2.6.3霧化耗氣量少，ALR<0.1(ALR代表霧化介質與燃料的質量流量比)。2.6.4燃燒器的操縱彈性大，流量調節幅度達到1:4以上。2.6.5節能效果明顯，燃燒效率在99.5％以上，比傳統壓力霧化節油率在10％以上。2.6.6燃燒充分，不冒黑煙，燃燒產物中污染物少，低于國家環保規定的各項指標。2.6.7由于采用高速燒嘴結構，火焰噴出速度高，在爐內形成高速攪拌，所以爐內溫差小，爐溫更均勻，產品合格率大幅度進步。2.6.8示意圖更多3.改造效果該爐經過規定的烘爐工藝投產一個月的生產實踐監測表明，該爐的改造是非常成功的，達到甚至超過了設計改造指標的要求。(1)增加了產量，進步了品質。改造后爐子保溫性能好了，升溫時間快了，加工周期短，產量增加了，同時爐內溫差大幅度減少，產品質量可靠。(2)降低了本錢。原爐在裝爐量5t時，溫升至850℃時需7h，油耗為64.5kg/h，現爐子在同等情況下溫升至850℃時只需5h，耗油量為48kg/h，由此可見升溫時間縮短2h，節油129kg。在升溫期間現爐與原爐相比每小時節油16.5kg，每爐按5h計，可節油82.5kg，這樣一來，每爐產品共可節油(129kg+82.5kg)=211.5kg，按每年開爐185爐次，柴油單價4.0元計，全年可節約本錢(185×211.5×4)=156510元，所以總效率明顯進步。可見節油效益是非常明顯的。

該爐采用新型節能耐高溫硅酸鋁陶瓷耐火纖維折疊塊以及全新的燃油噴霧技術進行改造是非常成功的。不僅可以大幅度節約能源還可以大幅度減少環境污染，保證產品質量，改善工人作業環境。

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