多膛炉分布式内热燃烧技术的研发与运用
时间：2023-06-01 12:35:31 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
陈永进
（湖南株冶有色金属有限公司信息装备部，湖南 衡阳 421511）
某有色金属有限公司有3台10层220 m2多膛炉，主要用于处理氧化锌（挥发窑氧化锌和外购氧化锌）脱氟和氯用。为响应国家节能减排号召、降低公司成本，公司从2016年开始成立技术攻关小组，比对同行业多膛炉相关设备装备情况，邀约相关厂家、行业专家进行交流论证，确认“多膛炉分布式内热燃烧技术”的可行性，并在3台多膛炉上进行分步试验，实现40%的节能率，同时取消了外部燃烧室，减少维修费用。该公司进行转移转型后，在新建的3台多膛炉上全部采用了此项技术，使用效果优势更加突出，同时创造了良好的现场环境，实现了炉膛温度的区域化、可视化、一键式操作。
锌冶炼行业多膛炉，主要作用是除去氧化锌的氟和氯。其基本原理为：在700℃左右的高温、保持炉内有一定负压的情况的下，氧化锌中的氟化物和氯化物在多膛炉内发生物理、化学变化，使氟、氯化合物解析重返气相［1］，低沸点氟、氯化合物挥发，铅、锌的氟、氯化合物分解成气态，随炉气和氧化锌烟尘一道进入烟气系统中而被除去［2］。
多膛炉一般有10层炉膛，炉膛面积为220 m2，根据生产需求和工艺条件设计时可以进行变化。保证多膛炉炉内温度达到700℃，一般在多膛炉炉体外部的4、6、8层均匀配置6个燃烧室，燃烧室产生高温烟气，通过连接烟道给炉膛提供热量。高温烟气热量的供给很大程度上受到炉子操作状况的制约，从而导致燃烧室对耐火材料的要求高、燃烧室本身的维修量大、热能的利用率低下、司炉的操作难度较大。
燃烧室式多膛炉主要特点是多膛炉与燃烧室可以看作两个单独的个体，从相连烟道的部位利用炉膛的负压将高温烟气带入炉膛内，从而对物料进行加热。其存在的问题如下：
1.带入炉膛的热量受到多膛炉操作运行状况的影响，一旦炉膛产生正压，进入炉膛的高温烟气量将会减少，甚至会从燃烧室的火焰观测孔等薄弱点冒火。
2.燃烧室及燃烧室与炉膛的连接点容易损坏，造成冒火现象。
3.燃烧室本身存在大量的散热损失，造成热量的浪费。
4.燃烧室的分布点相对集中，造成炉内的温度分布不均匀。
5.燃烧室存在一定的寿命周期，基本每年检修一次。检修期间对多膛炉的温度控制和操作带来不便，而且维修费用相对较高。
多膛炉分布式内热燃烧技术主要特点为取消多膛炉原有的外部供热系统，在焙烧层上安装天然气燃烧器，通过采用合理的排布方式使火焰直接加热炉膛内炉气，对物料进行加热，增强炉内热流，减少原外部供热系统热损失，增大炉膛内辐射热效率，减少原外部燃烧室造成的热损失，从而大幅度降低能源消耗量；
消除炉膛内的高温区，焙烧层内温度均匀，大大减少因局部温度过高而使炉床下沉的问题，炉体使用寿命延长；
较原燃烧室缩短了检修时间，降低了检修费用。
多膛炉新供热方式取消了原耐火砖砌燃烧室，在主要焙烧层均布燃烧孔，安装天然气燃烧器。
1.取消炉体外配置的6个燃烧室。在炉体主要焙烧层墙体上均匀配置10台小型燃烧器，单个燃烧器的热负荷不超过20 m3/h。
2.4 、6、8层各3个，2层1个，均匀对称布置，每台炉共安装10台。
3.燃烧器采用结构简单、安全性能高且维护保养方便的燃烧器，并且连接到主控室控制电脑，能够达到区域化可视化操作。
4.燃烧器系统配置有自动点火、火焰检测、安全保护等功能。配套有点火变压器、火焰检测器、安全电磁阀、程序控制器等成套元器件。
多膛炉分布式内热燃烧技术的核心是将多膛炉燃烧室外部供热改进为主焙烧层燃烧器内部供热，采用新供热方式后，其主要技术优势有：
1.取消了多膛炉燃烧室，燃气全部在炉膛内燃烧，从而减少了燃烧室的漏风和本体散热造成的这部分热损失。
2.燃气在炉膛内燃烧，火焰直接加热炉膛内炉气，对物料进行加热，增强炉内热流，增大炉膛内辐射热效率，提高主焙烧层温度。
3.燃烧器为多点均布，消除炉膛内的高温区，焙烧层内温度均匀，各焙烧层温度控制更加简单和方便，大大减少因局部温度过高而使炉床下沉的问题，延长炉体使用寿命。
4.检修时间短，每台次燃烧器检修时对焙烧层内温度的波动不大，对生产几乎无影响。
5.燃烧器检修只需更换部分备件，较原燃烧室检修费用大大降低。
6.现场环境得到大大改善。
1.能耗效益：多膛炉作为公司一个能耗大户，年用天然气达330万m3，燃气费用1 000多万元。现将两种供热方式的节能效益进行对比分析，分析结果见表1。
表1 两种供热方式节能效益对比分析
2.维修费用效益：采用燃烧室式多膛炉，共18台燃烧室，按照每年检修15台次，检修材料费用20 000元/台次，施工费用8 000元/台次。每年燃烧室检修费用为：28 000×15=420 000（元）；
采用分布式内热燃烧技术多膛炉，检修时只需更换天然气燃烧系统部分备件，检修费用不超过10 000元。
3.总效益：合计每年创效益：3 585 600+410 000=3 995 600（元）。
多膛炉分布式内热燃烧技术以解决多膛炉高故障率、高检修费、高能耗等问题，保证多膛炉长期稳定运行、提高炉内温度和提升产品质量为目的。该技术经过现场长期运行，从产品质量、节能效果、维修费用、现场环境、智能化操作等方面，得到了良好的使用效果。
猜你喜欢 内热氧化锌燃烧器 包被氧化锌在断奶仔猪生产中的生物学功能及应用中国饲料(2022年19期)2022-09-29外出踏青排内热祝您健康·文摘版(2022年4期)2022-04-02氧化锌及改性氧化锌对仔猪生长性能和肠道健康的影响中国畜牧杂志(2021年3期)2021-12-05650MW超临界锅炉低氮燃烧器改造后的主要问题与优化调整能源工程(2021年5期)2021-11-20数值模拟研究燃烧器重要参数的影响建材发展导向(2021年7期)2021-07-16肠溶氧化锌微球在断奶仔猪养殖中的应用研究家畜生态学报(2020年9期)2020-09-27NTFB低氮燃烧器介绍上海节能(2020年3期)2020-04-13浅谈燃烧系统改造的效果商品与质量(2019年36期)2019-12-19氧化锌压敏电阻特性电子技术与软件工程(2019年12期)2019-12-04黄芪当归汤益气又补脾文萃报·周二版(2019年16期)2019-09-10
