锻造炉烟气余热利用节能改造前后对比分析

台车式锻造加热炉是锻造过程中的关键耗能设备。主要燃料为焦炉煤气,占公司总用气量的70%。为降低加热炉能耗,近两年进行了几次节能改造:一是结合加热炉大修,进行了全纤维炉衬和蓄热式改造;二是,采用计算机控制技术,提高控制精度;三是针对高温烟气余热的回收利用,探索适合高温烟气的空气预热器。通过以上方面的改造,取得了显著的节能效果。

由于全纤维炉衬或蓄热式改造成本高,炉型改造量大,只能与大中型维修相结合;对于一些小于大修周期的窑炉,空气预热器的节能改造具有显著的经济效益。

锻造加热炉炉温高达1300,废气温度900以上。过去使用的空气预热器是不锈钢的。高温环境下的不锈钢材料在氧化气氛中会长期氧化。在烟气冲刷下会剥落,使金属管道变薄、燃烧、弯曲变形,使用寿命短。因此,在实际使用中,需要在换热器前增加一个冷风装置,将高温烟气冷却后再通过空气预热器,造成高温烟气大量热损失。空气只能预热到300以下,不能充分回收利用锻造加热炉的余热,造成锻造加热炉热效率低。

回收烟气余热有三种方法:一是预热工件;二是预热助燃空气;三是预热烟气。利用烟气预热工件需要占用较大的换热空间,这往往受到操作场所的限制(这种方法不适用于间歇生产的台车式炉)。预热气体不需要使用这种高温烟气,出于安全考虑,暂时不实施。预热助燃空气是一种较好的方法。一般安装在加热炉上,可以提高燃料的理论燃烧温度,改善燃烧条件和燃烧气体的速度,达到节能的目的。

在空气预热器的选择上,经过大量的市场调研,与多家预热器厂家进行技术交流,最终选择碳化硅陶瓷换热器。

与金属换热器相比,碳化硅陶瓷换热器具有耐腐蚀、耐高温的特点。在金属换热器使用受限的情况下,它得到了很好的发展,成为回收高温余热的新型换热器。近两年来,碳化硅陶瓷换热器的应用效果良好。其主要优点有:导热性好、抗氧化性好、抗热震性好、高温强度高、使用寿命长、维护量小、性能稳定、操作方便等。解决了各种高温工业窑炉废气温度过高,余热不能有效利用的问题。

碳化硅陶瓷换热器与金属换热器性能比较:

(1)耐高温。碳化硅陶瓷换热器的使用温度为1350-1450,金属换热器的使用温度为700。

(2)使用环境。碳化硅陶瓷换热器可在1350工况下长期使用,无高温保护;当烟气温度高于700时,金属换热器必须掺入或鼓入冷空气进行高温保护。

(3)使用寿命。SiC陶瓷换热器由于具有耐高温、耐腐蚀、耐氧化等特点,在相同条件下使用寿命是金属换热器的3倍。

(4)缺点。抗震性能差,因为碳化硅材料易碎,预热器不能承受大的振动;维修性也差,如果有损坏,需要整体更换,不能就地修复。

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