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工業(yè)窯爐節(jié)能技術(shù)的技術(shù)措施

 

工業(yè)窯爐的能好受許多方面因素的影響，但是節(jié)能的主要措施一般都離不開優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)備、回收余熱利用、加強(qiáng)檢測(cè)控制的生產(chǎn)管理等方面。
工業(yè)窯爐各項(xiàng)節(jié)能改造所節(jié)約的是煤炭和石油資源，還可以獲得較好的溫室氣體CO₂的減排效果，有益于緩解全球氣候變暖，還可以減少酸雨氣體SO₂和NO_X與總懸浮顆粒物的排放，有利于改善地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
工業(yè)窯爐節(jié)能改造的內(nèi)容很多，主要有熱源改造、燃燒系統(tǒng)改造、窯爐結(jié)構(gòu)改造、窯爐保溫改造、煙氣余熱回收利用以及控制系統(tǒng)節(jié)能改造等項(xiàng)。
一、     熱平衡測(cè)試
節(jié)能必須有科學(xué)的計(jì)量對(duì)比測(cè)試方法。目前公認(rèn)的測(cè)試方法是熱平衡測(cè)試。通過對(duì)窯爐的現(xiàn)場(chǎng)熱工測(cè)定，全面地了解窯爐的熱工過程，計(jì)算窯爐收入和支出的能量、供給能量、有效能量及損失能量的平衡關(guān)系，從而了解爐窯的熱工狀況，判斷其能量有效利用程度，查明各項(xiàng)損失的分布情況，分析爐窯運(yùn)行工況，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行工藝參數(shù)，使其達(dá)到運(yùn)行的最佳狀態(tài)，同時(shí)找出節(jié)約能源的有效途徑，明確節(jié)能方向，為提高窯爐等能源利用效率提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到節(jié)能的目的。
熱平衡有正平衡和反平衡兩種不同測(cè)試方法，針對(duì)不同行業(yè)對(duì)熱平衡測(cè)試有不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，相比之下，通過反平衡測(cè)試，能夠了解窯爐的主要能量損失，為節(jié)能改造提供科學(xué)依據(jù)。熱平衡測(cè)試一般在穩(wěn)定工況條件下進(jìn)行。
二、     熱源改造
熱源改造的內(nèi)容視窯爐種類而定，以電為熱源的窯爐，按其產(chǎn)品工藝要求，有的是將工頻電源改為低頻電源，有的是將交流電源改成直流電源，對(duì)送電短網(wǎng)進(jìn)行節(jié)電改造，對(duì)電極進(jìn)行自控改造等；有的窯爐由燃油改為燃用各種回收的可燃?xì)猓�有的由燃油、燃�(xì)飧臑殡娂訜幔�總之，都是為了減少能源消耗。
三、     工藝節(jié)能
在窯爐工藝過程認(rèn)定后，關(guān)鍵是外部加熱交換過程及內(nèi)部交換的緊密配合。因而與爐窯結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品碼放方式密切相關(guān)。對(duì)窯爐熱工過程進(jìn)行分析，針對(duì)窯爐結(jié)構(gòu)、所用燃料和工藝要求與特點(diǎn)，不斷改進(jìn)窯爐結(jié)構(gòu)和提高窯爐熱工性能，合理改變工藝流程、安排熱利用子過程或與外界熱利用系統(tǒng)合理配置和引入到新工藝流中去，這樣不僅可以合理用能、節(jié)能，還可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。
四、     先進(jìn)爐型結(jié)構(gòu)
工業(yè)窯爐的結(jié)構(gòu)根據(jù)不同行業(yè)、不同工藝而已，種類很多，如鋼鐵、有色業(yè)的熔煉、熔化、燒結(jié)、熱處理加熱等窯爐，建材、輕工、化工、機(jī)器制造、食品等行業(yè)的焙燒、煅燒、熔融、熱處理、反應(yīng)干燥、烘烤等窯爐。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能與環(huán)保政策的推行與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)展，工業(yè)窯爐的結(jié)構(gòu)在不斷改進(jìn)與優(yōu)化，其主要目的是改善燃燒狀況，縮小散熱面積、增大窯爐的有效容積，結(jié)構(gòu)改造的效果既可減少能源消耗，又可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和增加產(chǎn)量。窯爐結(jié)構(gòu)的改造，尤其是以大代小的項(xiàng)目，要分清一個(gè)界限，即改造項(xiàng)目的節(jié)能效益大于增產(chǎn)等其他效益，方能確認(rèn)節(jié)能改造項(xiàng)目。
對(duì)爐體進(jìn)行設(shè)計(jì)或改進(jìn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和熱工測(cè)量數(shù)據(jù)尋求窯爐熱工性能的規(guī)律性，以便定量給出各種參數(shù)對(duì)窯爐熱工性能的影響，為改進(jìn)窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出依據(jù)。盡量選用新型節(jié)能爐型結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械化程度和能源利用率。
五、     爐體保溫
爐體采用輕質(zhì)的耐火材料，可以降低爐墻的容積比熱容，減少爐墻的蓄熱損失。在爐墻內(nèi)壁設(shè)置反射系統(tǒng)，減少爐墻的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，減少爐體導(dǎo)熱所至散熱損失，實(shí)現(xiàn)爐墻與受熱物之間輻射與吸收的良好匹配。耐火纖維的導(dǎo)熱系數(shù)小，可使?fàn)t體散熱損失減少50%左右，而且熱容量小，因此爐溫的升降塊，爐體的熱損失小，爐體使用耐火纖維不僅節(jié)能，而且可以提高窯爐的作業(yè)率，即提高窯爐的產(chǎn)量。對(duì)于使用溫度為1000℃一下的窯爐，如熱處理爐，可以在窯爐內(nèi)壁貼一層耐火纖維，也可以全部用耐火纖維作爐襯。對(duì)于爐溫1300℃以上使用的耐火纖維盡管國(guó)內(nèi)外已開發(fā)出來，但由于價(jià)格昂貴，限制了它的使用和推廣。如果爐子全部用耐火材料纖維作爐襯，爐體重量顯著減輕，則爐體鋼架等結(jié)構(gòu)都可以輕型化，窯爐設(shè)計(jì)將有很大變化。對(duì)于高溫窯爐，還可以把耐火纖維貼在爐壁外層當(dāng)作絕熱材料使用。另外，要爐內(nèi)壁涂刷輻射率（黑度）大的涂料，可以強(qiáng)化爐內(nèi)的輻射傳熱，有助于熱能的充分利用，其節(jié)能效果為3%--5%。
例如，水泥立窯內(nèi)襯材料的要求耐高溫，散熱少，具有一定強(qiáng)度，機(jī)械化水泥立窯內(nèi)襯分三層，最里層為工作層，中間為永久層，次外層為隔熱層，最外層為殼體鋼板。預(yù)熱帶和冷卻帶要求工作層耐磨損和耐熱沖擊，而煅燒帶還要求抗高溫的氣體腐蝕作用。
擴(kuò)大和推廣使用不定型耐火材料是筑爐技術(shù)的發(fā)展方向，近年來廣泛應(yīng)用的耐火可塑料、耐火澆注料等均屬于不定型耐火材料范疇，與耐火磚相比，節(jié)省了制磚燒成等工序，節(jié)省了能耗。用不定型耐火材料筑爐，爐窯的整體性能好，嚴(yán)密、結(jié)實(shí)、壽命長(zhǎng)，從而提高了爐窯的作業(yè)率，因此可以全面改善窯爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。近年來不定型耐火材料在品種、質(zhì)量方面均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，開發(fā)推廣的鋼纖維增強(qiáng)耐火材料澆注料以及各種復(fù)合耐火澆注料在很大程度上滿足了工業(yè)窯爐耐高溫、耐急冷急熱、耐沖刷等特殊要求。一般而言，可使窯爐節(jié)能4%左右，由于延長(zhǎng)爐體壽命提高了爐子作業(yè)率，所帶來的窯爐高產(chǎn)的效益尤其顯著。
鄭州達(dá)立興熱能技術(shù)有限公司（http://lsxyjx.com）
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