蓄热器是什么东西，谁有相关资料？

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摘要：本文介绍了韶钢第五轧钢厂采用混合煤气实现双预热蓄热式燃烧的应用与实践过程，通过实践应用总结，重点介绍对高温蓄热式燃烧器结构的改进认识，总结了混合煤气双预热蓄热式燃烧技术的应用效果并对存在的问题进行了分析，并提出解决措施，为混合煤气蓄热技术提供参考。
关键词：燃烧技术 混合煤气 双蓄热式 应用分析
1 概况
2002年，五轧厂结合半连轧技术改造，为了使加热炉加热能力满足轧制能力的要求，因厂房条件限制，在不改变加热炉尺寸的基础上，将原油气混烧的48m2推钢式加热炉采用蓄热式燃烧技术改造成烧纯高炉煤气的加热炉，以提高加热炉的加热能力，适应轧线15～18万吨轧材的加热要求。改造后，2003年加热炉的加热能力平均达到30t/h，年产量达到16万吨，平均炉底强度达到625kg/h.m2,但轧线的生产能力在20万吨以上，加热能力无法满足轧机的生产能力，整条生产线主要受加热能力的制约，加热质量不能满足轧线的最大需求，钢温均匀性差，造成轧机事故较多，生产作业率低，生产无法满足市场的需求。我们根据蓄热式加热炉的使用情况，通过广泛收集使用经验和对加热炉的各参数进行计算校核，认为该蓄热式加热炉可以由烧高炉煤气改为烧混合煤气。
原高炉煤气蓄热式加热炉由于高炉煤气的发热值低，平均只有3200kJ/m3，由于蓄热式加热炉的燃烧特点，没有集中的高温火焰，氧化铁皮成松散的粉末，在加热炉使用一段时间后，由于氧化铁皮的堆集，均热段的燃烧空间缩小，加热炉体积小，燃烧空间严重不足，烟气量大，炉压较高，大量烟气从炉门口外冒，导致加热炉周围环境严重恶化。同时由于高炉煤气的压力不稳定，使得组织生产的难度加大。加热炉改烧高、焦、转三混合煤气，一方面减少煤气和空气的流量，缓解加热炉体积小，燃烧空间和排烟紧张问题。另一方面可提高整个加热段的炉膛温度（100℃以上），从而进一步缩短钢坯的加热时间，相应延长均热时间，达到提高加热能力和加热质量的目的，以最大限度的满足轧线的最大能力，减少轧线因钢温均匀性差造成的轧机事故，提高生产作业率，从而达到提高产量。
2 混合煤气双蓄热加热炉的结构特点
改进后的加热炉主要有以下特点：
(1)蓄热式烧嘴为空气煤气单体烧嘴，蓄热式烧嘴由煤气烧嘴和空气烧嘴成对组合，能最大限度的保证燃烧时的安全性。蓄热室内装有蜂窝蓄热体和蓄热小球的组合蓄热体，具有耐急冷急热性好，导热性能好，热稳定性好等特点。烧嘴蓄热室内前后分别装二层和一层孔为Φ10mm，壁厚为7mm的蜂窝蓄热体，在蜂窝体之间加装莫莱石质蓄热小球(如图二所示)。在使用了半年无任何异常现象。
(2)烧嘴密封技术，加热炉的蓄热式烧嘴的密封是关键的技术，不管是用任何气体燃料，烧嘴密封不严，就会造成炉体冒火，并且由于耐热材料的特性决定了蓄热式烧嘴在使用一定时间后，就会发生龟裂线，导致蓄热式烧嘴漏气，进一步导致炉墙保温夹层漏气，所以我们首先选用抗热震性好的、流动性好莫莱石自流浇注料，其次在加热炉的烧嘴周围的炉皮上用200mm宽的钢板用连续焊方式，焊一个防漏方框，阻断烧嘴与保温夹层的通道，形成折形密封，再采用PVC模整体浇注，保证蓄热式烧嘴不漏气和窜气。
(3)合理的炉压控制，蓄热式烧嘴不仅仅是供热装置，而且是排烟装置，合理
烧嘴结构和尺寸是关键，设置附烟道只能是造成能源浪费。适当的加大引风机的抽烟能力，保证炉压的调整能力是基础，另一方面在烧嘴尺寸的设计时，同时考虑排烟能力，在供热能力和排烟能力的结合点选择一个最佳设计数据作为设计依据，采用PLC自动控制来自动控制炉压。由于烧嘴也是排烟装置，在引风机抽烟的同时，也将一部分氧化皮粉尘抽入烧嘴，这是烧嘴堵塞的重要原因之一，因此在烧嘴前部设计了均混缓冲区，利用重力除尘原理，进行部份除尘，在燃烧时，部份又被带入炉内，缓解烧嘴堵塞对炉压的影响。
(4)加热炉采用原高炉煤气换向阀集中换向，换向系统采用PLC自动控制换向，换向周期为150秒到180秒，换向燃烧系统采用手动控制，主要是节省投资。
(5)安全性，为确保安全运行，在每个换向阀后的烟管内装有热电偶，监控烟管温度，保证烟管内无燃烧，煤气和空气分别采用不同烟管和烟囱，充分保证运行的安全性，煤气总管设金属密封蝶阀、煤气快切阀，信号与煤气压力、空气压力联锁，现场设置煤气报警仪。
3 存在的问题及改进措施
3.1蓄热式烧嘴结构的改进
原高炉煤气蓄热式烧嘴和混合煤气的蓄热式烧嘴结构大体没有大的变化，只是对蓄热室内的蓄热小球和蜂窝状蓄热体进行了改进。原高炉煤气蓄热式烧嘴内的蓄热小球有轻微的粘结现象，主要是由于高炉煤气内的灰尘和水份，在高温作用下使小球有轻微的粘结现象(如图一)。为了保证混合煤气的蓄热式烧嘴蓄热室内的小球不发生粘结现象，我们采用了增加管状蓄热体的厚度，减少蓄热小球，使蓄热小球远离高温区(如图二)，减少蓄热小球高温粘结堵塞现象。蜂窝状蓄热体孔为φ10mm，壁厚为7mm，与普通的蜂窝体大相径庭，设计时主要考虑，蜂窝状蓄热体不仅起到挡球砖的作用，还要具有强有力的蓄热能力。
高炉煤气燃烧器示意图（图一）

混合煤气燃烧器示意图（图二）

3.2防腐蚀问题
高、焦、转三混气含有焦油、硫化物、苯等有害杂质，对金属管件、阀门、引风机、烟管、烟囱都有较强的腐蚀性，特别是对烟气未端的烟管、烟囱及引风机的腐蚀最严重，采用防腐引风机及对烟气未端的烟管、烟囱进行防腐及在烟管、烟囱增加排污点，保证和控制排烟温度，是解决这一问题的有力手段。
3.3集中换向的缺陷
由于仅对外部煤气管路、炉墙和蓄热烧嘴进行改造，很多设备都是利用旧设备，因此有些设备的调节能力和使用会造成能耗过高。主要是换向阀，由于是采用集中换向，换向时会有部分煤气被吸走，由于混合煤气热值高，造成了一定的能源浪费。所以采用混合煤气双预热加热炉最好是采用分散换向，进一步达到节能的作用，加热单耗可以达到1.25GJ/t以下。
4 混合煤气用于蓄热式燃烧技术的技术特点
混合煤气用于蓄热式高温燃技术燃烧器，通常都是采用单预热，即只预热空气而不预热煤气，因为理论上混合煤气中含有焦油等，会对蓄热式燃烧的蓄热体有一定的影响，比如蓄热小球结块等。还有就是传统认为混合煤气的热值已经足够高，不需要预热。经过实践证明，混合煤气和空气双蓄热式加热炉不仅是可行的，而且具有进一步合理利用高热值二次能源的能力，具有以下特点：
(1)混合煤气和助燃空气双预热。实践证明，混合煤气是可以高温预热，并且利用合理的蓄热结构，能够实现混合煤气双蓄热，五轧厂加热炉成功利用蜂窝状蓄热体和蓄热小球组合结构实现混合煤气和空气双预热。
(2)混合煤气双预热蓄热，空气和煤气都预热到1000℃以上，它提高了混合煤气的理论火焰温度。混合煤气与蓄热式高温燃烧技术的结合，使火焰理论燃烧温度可以与重油相比，并且火焰温度均匀，炉内形成均匀高温温度场，同时对流换热能力也得到成倍的增加，提高了加热速度和加热能力，平均有效炉底强度达到900~1000kg/m2.h，实现了工业炉界提出的“高炉温、高烟温（进入蓄热室前）、高产量和低惰性”的目标，达到了国内先进水平。
(3)利用蓄热式高温燃烧技术实现混合煤气、空气双预热，更加有利于高热值混合煤气的完全燃烧，降低空燃比，减少了烟气量，从而减少烟气带走的热能，更有利于高热值燃料的充分利用。
(4)使用混合煤气双预热加热，简化了加热炉的结构。混合煤气单预热加热炉，其蓄热式烧嘴无法排走所有的烟气，为了保证正常炉压，必须增设副烟道及高温烟囱，并且造成高热值能源的浪费。
(5)更加有利于加热炉的炉温制度的控制，适用可强化加热的普碳钢、低合金钢加热等，也能用于温度控制严格的场合，可实现还原性气氛加热。
5 改造效果
经过对原蓄热式加热改进实现混合煤气双预热蓄热式加热，同时解决了原蓄热式加热炉漏气、漏火现象，施工工期15天，新增投资50万元。投产后大大提高了加热炉的加热能力和加热质量，减少了轧机的轧制故障，节约了电耗等，提高了作业率，达到了预期目的。具体的数据如下表：
对比项目对比内容 煤气热值(kJ/m3) 加热能力(t/h) 加热能耗(GJ/t) 烟气量(m3/h) 平均工序能耗(标煤/吨) 生产作业率(%) 产量(t)
高炉煤气 3200 30 1.8 28560 126 61.84 160000
混合煤气 7500 36 1.4 21812 102 69.49 200000
效果 增加20% 降低30% 减少23.6% 降低20% 增加7.54 增加40000
6 推广价值：
蓄热式燃烧技术是运用蓄热室热交换原理，达到炉废气余热的极限回收，把助燃空气（煤气）预热到高温，从而大幅度降低加热炉燃料消耗，是提高加热炉热效率、节能、环保的新技术。  
运用该技术实现高、焦、转三混合煤气和助燃空气双预热至高温，提高了加热能力和加热质量，降低氧化烧损及能源消耗的目的。余热回收率达90%以上，比普通高炉煤气蓄热式加热炉节能20%以上，加热能力提高20%以上，而且简洁的结构适宜于在旧加热炉上进行改造，技术指标和性能达到了国内先进水平，具有很高的推广价值。

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5.5空气、煤气和排烟系统
空气和煤气总管连接各自的换向阀，换向阀后分两路连接到炉子两侧的蓄热室，从蓄热室出来再分若干路连接到各个燃烧器。空、煤气管路系统设有流量测量和调节装置，流量分配调节装置和安全装置等。空气和煤气的供给压力，应考虑包括换向阀和蓄热室在内的整个系统的阻力损失，因此按可靠的依据确定换向阀和蓄热室的阻力损失十分重要。
烟气从蓄热室出来，温度已降至200℃左右，所以可以直接经空、煤气的金属管道流经换向阀，经过换向阀后的烟管、排烟机和烟囱排入大气。经煤气换向系统和空气换向系统的烟气分别有各自的排烟机抽引排出。排烟机的能力根据烟气量和烟气流路的系统阻力确定，所以正确确定烟气流经换向阀和蓄热室时的阻力也是很重要的。烟管上设置调节装置，用以控制炉膛压力。
如上所述，蓄热式炉的设计在许多方面有别于普通炉子的设计，我们在这方面的技术开发取得了重大成果，我们将继续努力，使这项技术不断达到新的水平。 热点模具网
6 蓄热式高温空气燃烧技术在工业炉窑中的应用及效果
6.1 神雾蓄热式工业炉的主要应用业绩
北京神雾科技公司为推广高温空气燃烧技术在中国的应用作了积极的努力，已将该项技术推广应用到冶金、能源、机械加工、化工等多个领域，并成功实现了燃油炉的蓄热式改造，热回收效率高的蜂窝型蓄热体得到了大量使用，空气-煤气双预热技术也得到了大力发展,低热值燃料得到了有效利用。其主要业绩见表3。
表3 神雾工业炉应用的主要业绩表

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产量 中国热点模具网

燃料种类 中国热模网首发

改造方案 热点模具网论坛

蓄热体 热点模具网

投产时间 热点模具网

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6.2 应用效果的案例分析
（1）邯郸钢铁公司中板厂蓄热式板坯加热炉
2000年12月，神雾公司完成了对邯钢中板厂板坯加热炉的蓄热式改造，改造后效果显著。该厂委托北京科技大学对该蓄热式加热炉进行热平衡测试，测试结果见下表[8]。

表4 连续加热炉热平衡表

收入项 热点模具网			支出项 热点模具网论坛
项目 此篇文章来自中国热点模具网	GJ/h 热点模具网	% 热点模具网论坛	项目 热点模具网	GJ/h 热点模具网	% 热点模具网
燃料燃烧化学热 热点模具网	86.213 热点模具网	97.04 此篇文章来自中国热点模具网	加热钢坯的有效热 此篇文章来自中国热点模具网	64.059 热点模具网	72.15 热点模具网
钢坯氧化反应放热 热点模具网	2.633 热点模具网	2.96 热点模具网	烟气带出的物理热 热点模具网	11.19 热点模具网	12.6 热点模具网博客
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热点模具网	热点模具网博客	热点模具网	其它热损失 热点模具网	2.671 中国热点模具网	3.01 热点模具网
总计 中国热模网首发	88.791 热点模具网	100.0 热点模具网	总计 热点模具网	88.791 热点模具网博客	100.0 热点模具网

测试结果表明，改造后由于炉内燃烧产物的显热得到有效利用，加热钢坯的有效热大幅度升高。据统计，该加热炉能耗从改造前的2.0GJ/t下降到1.1GJ/t，节能率达44%；产量提高15%以上，NOx排放浓度小于100ppm；钢坯氧化烧损下降40%以上。
（2）攀钢集团成都无缝钢管有限责任公司钢包烘烤器
攀钢集团成都无缝钢管公司委托神雾公司对其90t钢包的卧式烘烤装置进行蓄热式改造。本次改造以天然气为燃料，采用蜂窝型蓄热体，改造后的效果如表5。
表5 钢包烘烤器的蓄热式改造效果

改造前 热点模具网	改造后 中国热模网首发	改造效果 热点模具网
钢包温度 热点模具网		800～900℃ 中国热模网首发	>1100℃ 热点模具网	提高200℃ 热点模具网论坛
包衬温度均匀性 热点模具网		钢包底部温度低 热点模具网博客	包衬温度差<30℃ 中国热点模具网	钢包烘烤温度均匀性提高 热点模具网
烘烤时间 热点模具网博客	新包 中国热点模具网	38～48h 中国热模网首发	25～28h 热点模具网	缩短10h以上 热点模具网
	旧包 热点模具网论坛	6～8h 热点模具网博客	5h 热点模具网	缩短1h以上 中国热点模具网
天然气消耗 热点模具网论坛	新包 热点模具网博客	5000～6000Nm3/次 此篇文章来自中国热点模具网	1300～1800Nm3/次 热点模具网博客	节能率>50% 热点模具网
	旧包 热点模具网	1600～2000Nm3/次 热点模具网论坛	700～1000Nm3/次 热点模具网论坛	节能率>50% 中国热点模具网
控制方式 热点模具网博客		手动 中国热模网首发	全自动 热点模具网	精确自动控制 热点模具网

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(3) 武汉钢铁有限责任公司大型轧钢厂加热炉
2002年4月，武钢大型轧钢厂与神雾公司合作，完成了对3#加热炉蓄热式改造。六月七日正式投产。与改造前的系统相比，新系统具有安全性好、改造费用低、维护方便、加热能力大，热负荷可调等优点。
从目前运行情况看，钢坯加热温度能满足轧钢工艺要求，节能效果明显。表现在：
空气预热温度高，温度波动较小，均热段和加热段的温度波动分别约为18℃～47℃。总体炉温水平较高，观察各区域炉温分布均匀，看不见明显的火焰，由于频繁换向燃烧，炉宽方向温度均匀，钢坯长度方向加热温度十分均匀。排烟温度不高，波动分别为20℃～40℃内。
由于空气预热温度高达1100～1200℃， 排烟温度降低，加热炉的能耗大幅降低。该炉在低产时（因品种原因要求双炉生产，月产仅5万吨）的情况下，煤气单耗在1.4～1.5GJ/t坯,在产量大于300t以上的平均单耗只有1.125 GJ/t坯。改造前原3#炉煤气单耗为1.9 GJ/t坯。节能效果达20%以上。统计期间均为双炉生产，平均产量较低，生产不够稳定；且系投产初期，工人操作技能还没有达到设计要求的熟练程度，因此节能效果还有进一步提高的空间。
(4)南钢中板厂加热炉
南钢中板厂1＃加热炉改造前的吨钢能耗为2.1GJ/t以上，为实现节能降耗的目的，采用神雾公司的蓄热式技术对其进行大修改造，2002年1月投产以来的记录显示：加热钢坯温度1180－1230℃，空气预热温度达1100℃，效益显著。 中国热模网首发

降低燃料消耗的经济效益：
改造前1#加热炉单耗2.1GJ/t材（其中煤气1.85 GJ/t材，重油7kg/ t材× 0.04 GJ/ kg =0.28 GJ/t材）,其成本为:1.82 GJ/t材×11.52元/GJ 7 kg/t材×1.265元/kg=29.821元/t材；
改造后成本: 1.68 GJ/t材×11.52元/GJ=19.35元/ t材；
按年加热能力30万吨计：年节能效益:30×(29.821-19.35)=314.1万元
降低氧化烧损的经济效益，改造后可降低氧化烧损0.3%，效益:30×0.3%×(1610-200)=126.9万元；
提高台时产量的经济效益：1#加热炉技改后小时产量提高15t/h，年增产3万吨，每吨效益200元计，年增产效益：3×200=600万元。
合计效益：314.1 126.9 600=1041万元。
此外，改造后烟气中有害成份NOx的排放浓度小于100´10-6，具有明显的环保效益。
7 结论
作为一项跨世纪的先进节能环保技术，北京神雾热能技术有限公司研制开发的HTAC技术能够最大程度的实现高产、优质、低耗和低污染，完全符合我国可持续发展的战略要求。该项技术在邯钢应用成功后，国内钢铁企业迅速推广，目前已有太钢、武钢、南钢等30余家企业50多座蓄热式加热炉投入运行，均取得十分显著的节能效果。HTAC技术高效、节能和环保的多重优越性及巨大的技术经济效益和社会效益正在被越来越多的企业所认识，并且正在拓展到石化、陶瓷、玻璃、锅炉、机械等行业的热工设备上。目前我国有数以万计的工业加热炉和其它各类工业炉窑，采用HTAC技术后，平均节能率可达30%，预计每年可给国家节约3000万吨以上标煤，可为中国的企业带来300亿元以上的经济效益。

shp168

二楼的朋友高啊！说的很对。本人97年在上海宝钢三期工程125吨转炉蓄热器工程，是我组织负责施工的。因为蓄热器工作压力高，施工工艺要求较高，因此，其施工难度也相应较高。