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蓄热式烧嘴从前到现在的发展变化过程

2019-11-22 11:33:13

  蓄热式燃烧方式是一种古老的形式,很早就在平炉和高炉上应用。而蓄热式烧嘴则Z早是由英国的Hot Work与British Gas公司合作,于上世纪八十年代初研制成功的。当初应用在小型玻璃熔窑上,被称为RCB型烧嘴,英文名称为Regenerative Ceramic Burner。由于它能够使烟气余热利用达到接近极限水平,节能效益巨大,因此在美国、英国等国家得以广泛推广应用。

蓄热式烧嘴

  1984年英国的Avesta Sheffild公司用于不锈钢退火炉加热段的一侧炉墙上,装了9对,其效果是产量由30t/h增加到45t/h,单耗为1.05GJ/t。虽然是单侧供热,带钢温度差仅为±5℃。

  1988年英国的Rotherham Engineering Steels公司在产量175 t/h的大方坯步进梁式炉上装了32对RCB烧嘴,取代了原来的全部烧嘴,600℃热装时单耗0.7GJ/t,炉内温度差±5℃。

  日本从1985年开始了蓄热燃烧技术的研究。他们没有以陶瓷小球作蓄热体,而是采用了压力损失小、比表面积比小球大4—5倍的陶瓷蜂窝体,减少了蓄热体的体积和重量。

  1993年,日本东京煤气公司在引进此项技术后作了改进,将蓄热器和烧嘴组成一体并采用两阶段燃烧以降低NOx值,其生产的蓄热式烧嘴称FDI型??加糜诓浇菏铰?,锻造炉,罩式炉以及钢包烘烤器等工业炉上。

  日本NKK公司于1996年在230t/h热轧板坯加热炉(福山厂)上全面采用了蓄热式燃烧技术,使用的是以高效蜂窝状陶瓷体作蓄热体的热回收装置和喷出装置一体化的紧凑型蓄热式烧嘴,烧嘴每30s切换一次。投产后,炉内氧浓度降低、 NOx大幅度减少,炉内温度均匀,效率提高。

  在中国,早期的蓄热式燃烧技术应用于钢铁冶金行业中的炼钢平炉和初轧均热炉上。然而,由于当时所采用的蓄热体单位比表面积小,蓄热室结构庞大,换向阀安全性能差、造价高,高温火焰温度集中,技术复杂等诸多原因,导致了其难以在其他加热炉和热处理炉上使用。

  80年代后期,我国开始了陶瓷小球蓄热体蓄热式燃烧技术的研究和应用。当时,结合我国广泛使用低热值燃料,特别是大量高炉煤气被放散的实际情况,我国的热工研究者开发出了适合我国国情的独具特色的蓄热式高温燃烧技术软硬件系统,并逐步应用于均热炉、车底式退火炉、加热炉等各种工业炉窑上。

  此后,蓄热式换热技术远离了轧钢系统的加热炉。蓄热式换热技术,属不稳态传热,利用耐火材料作载体,交替地被废气热量加热。再将蓄热体蓄存的热量加热空气或煤气,使空气和煤气获得高温预热,达到废热回收的效能。由于蓄热体是周期性地加热、放热,为了保证炉膛加热的连续性,蓄热体必须成对设置。

  同时,要有换向装置完成蓄热体交替加热、放热。到了二十世纪八十年代,解决了蓄热体的小型化和换向时间缩短到以分秒计,才使这项古老的换热技术得以在轧钢系统的连续式加热炉(含步进式加热炉)上重现废热回收的优势,即将空、煤气双预热到1000℃左右,排出废气温度在150℃以下,使废热回收率达到极限值。并且,出现研究高温空气燃烧理论与实践的新领域。

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