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蓄热bbin器在当代熔铝炉上的应用

 
 
日期:2017年05月16日  来源:沈阳国利热能(www.flickerfall.com)
 
 

2 蓄热烧嘴的机关与职业原理

  2.1 机关与原理

  蓄热式烧嘴与蓄热式炉相比,具有机关紧凑、换向时间短、排烟温度低、热接纳率高和预热温度摇动小的长处。蓄热烧嘴平常包罗相似的两个bbin器本体、两个别积紧凑的蓄热室、一套换向阀门体系和相配套的控制体系。两个蓄热室分别处于蓄热(流过烟气)或预热(流过氛围)职业状态,议定换向装置使烟气和氛围瓜代流过每个蓄热室。前半个周期,燃料和助燃氛围由1号烧嘴通入,1号烧嘴喷出的高速高温火焰对炉料举行加热熔化;与之配套的2号烧嘴在引射风的抽力作用下抽取炉内烟气,并对2号蓄热室内的蓄热体举行加热。由于蓄热体油的比外观积大,蓄热本事强,导热性能和传热性能极佳,透热深度小,蓄热体在很短的时间内即能到达热饱和状态,对减小预热温度的摇动,缩小换向时间,低沉蓄热体尺寸有利。在后半个周期,换向装置将烟气和助燃风的流向切换过来。这时,1号烧嘴吸烟,2号烧嘴则处于bbin状态。凉风经2号蓄热室被预热至高温并送往2号嘴参预bbin经过,蓄热体逐渐被冷却降温;与此同时,1号烧嘴抽取炉内烟气对1号蓄热体举行加热,由蓄热室扫除的烟气温度在150~180℃之间,低温烟气议定排烟器排空。云云再三循环,维持bbin经过。

  2.2 蓄热烧嘴与间壁烧嘴的比力

  蓄热烧嘴和间壁烧嘴都是自身预热烧嘴,后者的余热接纳原理与换热器的相似,烧嘴平常为单体机关,单只烧嘴络续职业[1]。前者的余热接纳原理则与蓄热室式炉相近,烧嘴和蓄热室都是成对出现的,两只烧嘴瓜代举行吸烟和bbin喷火状态。

  从应用成就看,间壁烧嘴余热接纳率不超出45%;蓄热烧嘴余热接纳率可到达90%,见表1。间壁式烧嘴在简化炉体机关方面有较好的成就,但烟气排放量大,NOx的排放量多;蓄热烧嘴在简化炉体机关的同时还可缩小炉体尺寸。新一代蓄热烧嘴因采取了烟气强循环再生bbin技能和高温氛围bbin技能,NOx的排放量仅为古代bbin技能的10%,烟气排放量可削减30%[1,2]。

  表1间壁式与蓄热式自身预热bbin器比力[2] 间壁式烧嘴蓄热式烧嘴

  职业原理热换取装置为不换向的换热器,络续工况热换取装置为需换向的蓄热室,周期工况

  氛围预热温度/℃ 480~600 较炉温低80~150℃,平常可将氛围预热到960~1080℃

  排烟温度/℃ >700 150~180

  应用寿命/a 3~5 >10

  余热接纳率/% 40~45 ≈90

  2.3 蓄热bbin器的特点

  蓄热bbin器可以将氛围预热到1000℃左右,与炉温仅相差80~150℃;烟气排放温度可低于200℃。与采取凉风相比(不接纳烟气余热),RCBbbin器的燃料节省率可高达60%~65%[3],由于采取了烟气强循环再生bbin技能,其NOx的排放量很少。同时由于采取了高余热接纳率技能,氛围损耗系数由1.0增大到1.5时,熔铝炉的单元燃耗和炉子的热效果转变不大。

  RCB烧嘴的另一个长处是可以采取低氧bbin技能。燃料的现实表面bbin温度公式为:

  式中:QyDw-燃料的低位发热,kJ/kg;

  Q氛围、Q燃料-预热燃料和助燃氛围带入炉内的物理热,kJ/kg;

  Vn-氛围损耗系数为n的境况下,燃-料bbin时的产品天生胸襟,m3/kg;

  Cybbin天生气的均匀比热容,kJ/(m3.℃)

  由(1)式可知,随助燃氛围温度的抬高,Q氛围增大,bbin温度抬高;当氛围温度预热到1000℃以上时,假如仍按通例bbin技能的准绳供入氧气,炉温就会超出铝熔炼工艺容许的温度,乃至超出耐火质料的容许应用温度[4]。往助燃氛围中通入不加入bbin响应的烟气,使助燃氛围中的氧含量低沉,通入燃料量削减,因VnCy增大,bbin温度随之低沉。控制通入的烟胸襟,可以将炉温控制在铝熔炼工艺容许的范畴内。

  排放的NOx是引发酸雨和光化学烟雾的重要因为,对处境造成极大的毁坏。RCB烧嘴抽取炉内烟气掺入助燃氛围中,低沉了助燃氛围中的N2、O2浓度,低沉了燃料bbin温度,由于消除结果部高温区,NOx的天生量大幅度低沉,现实NOx的排放量仅为平凡蓄热烧嘴的10%。

  RCB蓄热式自身预热烧嘴将很高温度(达1000℃左右)的助燃氛围喷射入炉膛,超出了燃料的自燃温度,无需火焰稳固机制即能担保稳固bbin,火焰在匀称高温激励的响应中天生,炉温的匀称性不受古代火焰的形状、火焰长度、火焰的刚性及铺展性的影响,整个炉膛的温度梯度很小,bbin噪音极低。

  RCBbbin器属于高效、节能、低浑浊、高效益的新式bbin装置,在日本被誉为是21世纪的要害技能之一,具有别的型式bbin器不行相比的长处,带来极好的经济和社会收入。

  3 蓄热烧嘴的应用境况与节能成就

  25t圆形炉采取5套RCB蓄热烧嘴,每套烧嘴的燃油本事为60kg/h,0#柴油的低热值为QyDw=43410kJ/kg,铝装炉量为25t/炉,熔炼一炉产业纯铝的时间为=3.1h;而采取平凡烧嘴的燃油单耗为B"=80kg/t。熔铝炉采取喷射排烟技能,喷射风与助燃风各用一台风机,风机的风压为7000Pa,烧嘴换向周期为60~90s。

  则熔炼每吨铝的现实燃油损耗量为:

  因此,采取RCB烧嘴时的燃料节省率为:

  (2)

  式中:B"-未采取蓄热烧嘴时熔炼吨铝的燃料单耗,kg/t;

  B-采取RCB烧嘴时的燃料单耗,kg/t。

  将B=37.2B"=80代入(2)式,得η节=53.5%。

  从热均衡剖析可知,采取RCB烧嘴的燃料节省率与炉子砌体的蓄热量、炉体的外观散热亏损相关。由于烧嘴是议定烟气接纳余热的,炉体的蓄热量减小,外观散热亏损越少,则排烟余热量越大,燃料节省率就越高。

 
   
 
 
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