加热炉不同燃烧方案的经济效益比较分析

刘林峰

摘要： 以推钢式加热炉为例，本着节能减排、降低成本、技术适用的原则，从采用热脏发生炉煤气和高炉煤气两种不同燃料、采用常规燃烧和蓄热式燃烧两种不同燃烧方式对加热炉进行了经济效益方面的比较分析。

关键词： 加热炉燃料燃烧方式经济效益

Abstract: to push steel heating furnace, for example, in the energy conservation and emission reduction, reduce cost, the principle of applicable technology, from the thermal dirty generator gas and blast furnace gas two different fuels, the routine burning and regenerative combustion two different ways of reheating furnace burning the economic benefit of the comparative analysis.

Keywords: heating furnace fuel combustion way economic benefits

中图分类号：TF526 文献标识码：A文章编号 ：

概述

受业主委托，我公司近期做了一套推钢式加热炉的方案，该方案中加热炉初定采用发生炉煤气为燃料，并为后期改造使用高炉煤气为燃料创造条件，因两种燃料热值都不是很高，根据燃料特性结合炉子具体用途可考虑采用目前较为成熟的高温蓄热燃烧技术来改善加热质量和操作条件。本着节能减排、为客户节约成本的原则，针对发生炉煤气和高炉煤气的燃烧特性，结合蓄热燃烧技术在加热炉上的成熟应用，我们对不同方案经行了经济效益方面的比较分析。

加热炉主要技术参数

炉型：上、下加热的推钢式连续加热炉

炉子用途：钢坯轧制前加热

钢坯规格：150×150×6000 mm

130×190～345×6000 mm

钢种： Q195，Q215，Q235

钢坯入炉温度：冷装：20℃

钢坯出炉温度：～1150℃。

炉子额定产量：～100 t/h

单位炉底过钢面积产量：550kg/m2.h

炉底管冷却方式：汽化冷却

装出料方式：推钢机端装料，滑坡式端出料

炉内布料方式：单排

炉子主要尺寸：

加热炉有效长：33000mm

加热炉砌体全长 ：35200mm

加热炉砌体宽 ：7600mm

加热炉内宽 ：6600mm

上加热炉膛高度：1500mm

下加热炉膛高度：2000mm

不同燃烧方案的经济效益比较分析

发生炉煤气的产生方法是将煤在发生炉中燃烧后，将炉底的空气加以限制，使煤不能完全燃烧，因而产生大量的一氧化碳，就是发生炉煤气。热发生炉煤气热值相比高炉煤气较高，约在1200kcal/m3，采用常规燃烧方式即可达到所需燃烧温度。若采用蓄热燃烧技术，则因热发生炉煤气杂质较多，容易堵塞蓄热体，可采用空气单蓄热的方式。热脏发生炉煤气初始压力低，而且高温含焦油和灰分，所以不能进行加压，气体流速低，管道粗大，也不能使用常规的自动测量检测及控制装置。

高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，煤气热值较低，约在800kcal/m3，须采用空煤气双蓄热燃烧技术才能达到所需燃烧温度。高炉煤气压力高，较热脏发生炉煤气含灰分少，煤气流速高，可以实现完全的自动检测控制。

高温蓄热燃烧技术做为一项节能、减排技术，在国内各大钢厂和民营企业得到广泛的应用，经过近10年的应用，已成为成熟的技术。采用高温蓄热燃烧技术，炉内火焰燃烧区域大，并且通过换向技术从炉膛两侧交替供热、交替排烟，从而使得炉膛内尤其是沿炉膛宽度方向的温度均匀性得到了提高，改善了坯料的加热质量。采用高温蓄热燃烧技术，能将空气或煤气预热到900至1000℃，排烟温度能降低到150℃左右，大大减少了烟气带走的余热，降低了燃耗。但是蓄热燃烧后的烟气排烟须采用引风机强制排烟，增加了电耗，蓄热烧嘴内的蓄热体需要定期更换，也要增加部分维护成本。

本加热炉前期以热发生炉煤气为燃料，并为后期改造使用高炉煤气为燃料创造条件。若前期采用热脏发生炉煤气时用常规燃烧方式，则后期改造用高炉煤气采用空煤气双蓄热燃烧方式时，因燃烧方式完全不同，需将烧嘴、空煤气管道、烟道等燃烧系统以及安装烧嘴的炉墙等全部拆除重建。若前期即采用蓄热燃烧，则后期空气管道不需改动，只需改造煤气管道及烧嘴即可。

通过以上对两种燃料特性的分析结合高温蓄热燃烧技术的应用，针对热发生炉煤气采用常规燃烧和空气单蓄热燃烧方式、高炉煤气采用空煤气双蓄热燃烧方式对此推钢式加热炉进行经济效益方面的综合比较，见表1：

表1

从上表可以看出：采用热脏发生炉煤气常规燃烧的方案，初期投资成本低，但是后期维护成本高，钢坯加热质量差，操作控制水平低，后期改用高炉煤气时的改造费用高。采用热脏发生炉煤气燃料、空气单蓄热的燃烧方案，投资成本略高，但是后期的维护成本低，很快即可节约回前期多投入的成本，而且钢坯加热质量好，能耗低，改造使用高炉煤气时的费用较低。当然，如果条件具备，最好一次投资采用高炉煤气空煤气双蓄热的方案，虽然一次投资成本大，但是后期维护成本最低，钢坯加热质量好，操作环境大大改善，能够完全实现炉温自动控制，且节能减排效果最好。

参考文献：

[1]王秉铨.工业炉设计手册.北京：机械工业出版社，1996，8

[2]《钢铁厂工业炉设计参考资料》编写组.钢铁厂工业炉设计参考资料.冶金工业出版社，1979，5

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。