鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),能源消耗量約占全 國工業(yè)總能耗的 15%,廢水和固體廢棄物排放量分別占工業(yè) 排放總量的 14%和 17%,是節(jié)能減排的重點行業(yè)。當(dāng)前,鋼 鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇,傳統(tǒng)的粗放型發(fā) 展模式已難以為繼,迫切要求行業(yè)企業(yè)以節(jié)能減排為抓手, 積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,利用高新技術(shù)改造、提升行業(yè)技術(shù)管理 水平,走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染 少的新型工業(yè)化道路。
蓄熱式燃燒技術(shù)是采用蓄熱式裝置回收利用煙氣余熱 的節(jié)能減排技術(shù)。該技術(shù)能夠有效利用低熱值煤氣,降低燃 料消耗,同時可有效降低NOx排放濃度,減少溫室氣體CO2排 放,具有顯著的節(jié)能減排效果。本實施方案計劃用 3 年時間(2010~2012 年),在重點大中型鋼鐵企業(yè)中有針對性地推 廣軋鋼加熱爐蓄熱式燃燒技術(shù),預(yù)期采用蓄熱式燃燒技術(shù)的 軋鋼加熱爐占比達(dá)到 70%以上,形成 100 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能 能力,將為鋼鐵企業(yè)在日益激烈的市場競爭中進(jìn)一步降低成 本、實現(xiàn)節(jié)能降耗,促進(jìn)行業(yè)平穩(wěn)、較快、可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮 積極作用。 一、技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)蓄熱式燃燒技術(shù)概況
蓄熱式燃燒技術(shù)是采用蓄熱式煙氣余熱回收裝置,交替 切換空氣或氣體燃料與煙氣,使之流經(jīng)蓄熱體,達(dá)到最大限 度回收高溫?zé)煔獾娘@熱,降低排煙溫度,提高助燃介質(zhì)或氣 體燃料溫度的目的,從而降低燃料消耗。
1.技術(shù)特點
(1)煙氣熱量充分回收。采用蓄熱式燃燒技術(shù),燃燒 產(chǎn)生煙氣的顯熱被最大限度回收,助燃介質(zhì)或氣體燃料被預(yù) 熱到 1000℃以上,排煙溫度低于 180℃,實現(xiàn)燃料化學(xué)能的 高效利用,爐窯熱效率比常規(guī)加熱爐提高 10%~30%,能耗 降低 30%~40%。
(2)NOx排放量低。采用蓄熱式燃燒技術(shù),燃料在高溫 低氧濃度下燃燒,可有效控制NOx排放量,同時有效減少CO2 排放量和爐內(nèi)氧化燒損。
(3)充分利用低熱值燃料。采用蓄熱式燃燒技術(shù),可 使低熱值煤氣達(dá)到足夠高的燃燒溫度,爐內(nèi)溫度分布均勻, 為加熱爐高效利用低熱值煤氣創(chuàng)造了條件。
2.蓄熱式燃燒主流技術(shù)
在鋼鐵企業(yè)中,蓄熱式燃燒技術(shù)主要應(yīng)用于軋鋼加熱 爐、熱處理爐、鋼包烘烤裝置等。其中蓄熱式加熱爐基本分為內(nèi)置通道式加熱爐和蓄熱燒嘴式加熱爐。
(1)內(nèi)置通道式加熱爐主要特點:把蓄熱室和爐體有 機(jī)結(jié)合為一體,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小;蓄熱體采用陶瓷小 球,集中換向,運行費用低;采用空氣、煤氣雙蓄熱,熱效 率高,爐溫均勻,鋼坯燒損低;爐型結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,對耐火材 料的理化指標(biāo)性能要求高。
(2)蓄熱燒嘴式加熱爐主要特點:把蜂窩狀蓄熱體和 燒嘴有機(jī)結(jié)合為一體,并有換向系統(tǒng);通過調(diào)整燒嘴熱負(fù)荷 來調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度,加熱爐各段溫度調(diào)節(jié)靈活方便;爐型結(jié)構(gòu) 與普通加熱爐相似,便于檢修;燒嘴結(jié)構(gòu)采用集中換向和分 散換向方式,燃燒間斷時間短,換向時管道內(nèi)殘留煤氣損失 較少,有利于節(jié)能;維護(hù)工作量較大,但檢修時間短,停爐 時間短。
上述兩種蓄熱式燃燒技術(shù)在國內(nèi)冶金企業(yè)都有應(yīng)用實 例。蓄熱燒嘴式加熱爐的顯著優(yōu)勢使其成為未來發(fā)展趨勢。
(二)應(yīng)用現(xiàn)狀
據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全國鋼鐵行業(yè)的加熱爐(含熱處理 爐、再加熱爐)超過 1100 座,其中,長材軋機(jī)加熱爐約占50%,中寬帶軋機(jī)和窄帶鋼軋機(jī)加熱爐約占 12%,熱連軋機(jī) 和中厚板軋機(jī)(含熱處理爐)加熱爐約占 22%,無縫鋼管軋 機(jī)加熱爐(含再加熱爐)占 16%。在全國 1100 多座加熱爐中有 440 余座已采用蓄熱式燃燒技術(shù),約占 40%。在已有的 440 余座蓄熱式加熱爐中,長材軋機(jī)加熱爐占 68%左右,中寬帶軋機(jī)和窄帶鋼軋機(jī)的加熱爐 占 14%左右,中厚板軋機(jī)(含熱處理爐)的加熱爐占 9%左 右,熱連軋機(jī)的加熱爐占 7%左右,無縫鋼管軋機(jī)的加熱爐 僅占 2%左右。不同類型軋鋼加熱爐應(yīng)用蓄熱式燃燒技術(shù)的比例相差 懸殊。如,長材軋機(jī)加熱爐應(yīng)用占比約為 55%,中寬帶軋機(jī) 和窄帶鋼軋機(jī)加熱爐應(yīng)用占比約為 46%,中厚板軋機(jī)(含熱 處理爐)加熱爐應(yīng)用占比約為 40%,熱連軋機(jī)加熱爐應(yīng)用占 比約為 21%,無縫鋼管軋機(jī)加熱爐(含再加熱爐)應(yīng)用占比 約為 6%。
(三)存在問題
一是蓄熱式燃燒技術(shù)的節(jié)能潛力尚未充分挖掘。目前, 全國未采用蓄熱式燃燒技術(shù)的加熱爐約占60%,扣除產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)、地區(qū)差異、企業(yè)特點等影響因素,該技術(shù)應(yīng)用仍有很大 空間,尤其焦?fàn)t煤氣充足的大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè),對蓄熱式燃 燒技術(shù)節(jié)能效果的重視程度有待加強(qiáng)。
二是熱連軋和無縫鋼管軋機(jī)加熱爐應(yīng)用蓄熱式燃燒技 術(shù)的比例較低。該技術(shù)在長材、中寬帶和窄帶鋼、中厚板軋 機(jī)加熱爐應(yīng)用占比較高,而熱連軋和無縫鋼管軋機(jī)加熱爐對 應(yīng)用蓄熱式燃燒技術(shù)要求較為嚴(yán)格,企業(yè)難以實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn) 和節(jié)能降耗的有機(jī)結(jié)合,應(yīng)用占比較低。 三是蓄熱式加熱爐本身存在技術(shù)進(jìn)步空間。如:蓄熱室蜂窩體使用壽命較低,價格昂貴;加熱爐操作系統(tǒng)復(fù)雜,換 向裝置故障率較高;鋼坯加熱溫差較大、爐壓不穩(wěn)定、煙道腐蝕等問題。
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