在確定余熱回收利用的方案時(shí),首先要考慮余熱的溫度、數(shù)量和使用回收后能量用戶的特點(diǎn)。例如,對(duì)高爐的高溫?zé)煔,既可用于加熱燃燒用的空氣,又可通過冷卻水冷卻、加熱氟利昂、轉(zhuǎn)換為動(dòng)力。
一般的,對(duì)余熱回收可按照下述原則來(lái)進(jìn)行:
1.高溫余熱首先用在需要高溫的場(chǎng)合,以減少㶲損失。
2.力圖直接利用,減少能量轉(zhuǎn)換次數(shù)。
3.優(yōu)先用在本身的工程上,如用在其他工程上,其地點(diǎn)距離提供余熱的地點(diǎn)要近,而且余熱的供應(yīng)與需用在時(shí)間上要一致。
4.若余熱熱源常停止供應(yīng)余熱,需考慮其他后備熱源。
余熱回收是一個(gè)針對(duì)性很強(qiáng)的課題,對(duì)不同的余熱熱源要確定一個(gè)合理的利用方案,需經(jīng)過經(jīng)濟(jì)與技術(shù)兩方面的比較、選擇。例如,在鋼鐵工業(yè)中,當(dāng)采用連續(xù)鑄造時(shí),就不需要均熱爐;又如鍛件直接進(jìn)行鍛造,加熱爐的負(fù)荷就會(huì)減小,所能提供的余熱量也相應(yīng)減少。在回收煙氣余熱時(shí),必須考慮含有硫分的燃料的燃燒產(chǎn)物中硫化物的低溫腐蝕問題。若為提高余熱回收量而使換熱器出口的煙氣溫度降至露點(diǎn)以下,煙氣中的水蒸氣與硫化物產(chǎn)生硫酸而腐蝕換熱面,為此要求換熱面采用抗腐蝕的材料,通?刹捎貌讳P鋼代替普通碳鋼。若避免低溫腐蝕,必須控制余熱回收量。
又如,空氣預(yù)熱溫度會(huì)影響燃燒溫度,空氣預(yù)熱溫度越高則燃燒溫度越高,使煙氣中的NOx濃度增加;為降低NOx含量,鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司改進(jìn)燃燒器的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。
從燃?xì)夤I(yè)爐窯的熱工過程看,從爐膛流出的煙氣,溫度越高,爐內(nèi)平均輻射溫壓越大,換熱越強(qiáng)烈,爐子的生產(chǎn)能力也越高。根據(jù)物料加熱溫度和燃燒方式的不同,工業(yè)爐煙氣出爐溫度在200~1500℃,。這樣,很大一部分熱量被煙氣帶走。根據(jù)節(jié)能減排原則,充分利用工業(yè)爐的余熱,具有很大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)意義。利用工業(yè)爐 余熱的主要方法有:
1.預(yù)熱燃燒用空氣或燃?xì)猓?/span>
2.生產(chǎn)蒸汽或熱水;
3.預(yù)熱物料。
(四)預(yù)熱空氣或燃?xì)獾慕?jīng)濟(jì)技術(shù)意義
1.節(jié)約燃料 利用工業(yè)爐的余熱預(yù)熱燃燒所需的空氣或燃?xì)饪梢曰厥沾蟛糠钟酂。熱空氣或熱燃(xì)鈳霠t內(nèi)大量物理熱,一方面減少了供給爐子的燃?xì)饬,直接?jié)約燃料;另一方面,增加物理熱并不增加煙氣體積,可減少排煙熱損失。對(duì)高熱值燃?xì),由于理論空氣量大,因此預(yù)熱空氣比預(yù)熱燃?xì)庑Ч谩?duì)低熱值燃?xì)猓瑑烧叨紤?yīng)預(yù)熱。
2.提高理論燃燒溫度 在高溫冶金爐上安裝空氣預(yù)熱設(shè)備,往往不僅是為了節(jié)省燃料,還有一個(gè)重要目的,就是希望得到足夠高的燃燒溫度來(lái)滿足高溫工藝的要求。對(duì)于任何工業(yè)爐,預(yù)熱空氣都可以保證足夠高溫,從而提高工業(yè)爐的生產(chǎn)能力。此外,對(duì)于高溫工業(yè)爐而言,使用低熱值燃?xì),則必須將燃?xì)夂涂諝忸A(yù)熱。因而,預(yù)熱空氣和燃?xì)鈱?duì)擴(kuò)大利用低熱值燃?xì)饽茉从刑厥獾默F(xiàn)實(shí)意義。
空氣和燃?xì)獾念A(yù)熱溫度越高,帶入爐內(nèi)的物理熱越多,燃?xì)獾睦碚撊紵郎囟仍礁摺_@一關(guān)系可用圖13-1明顯地表示出來(lái)。由圖可知,將空氣預(yù)熱到600~800℃時(shí)燃燒高爐煤氣,與空氣不預(yù)熱時(shí)燃燒Hl=8374kj/Nm3的混合煤氣具有同樣的燃燒溫度。
3.提高燃?xì)馊紵俣,改善燃(xì)獾娜紵^程 空氣和燃?xì)獾臏囟仍礁,燃燒反?yīng)越快,火焰?zhèn)鞑ニ俣仍酱。在其他條件相同時(shí),火焰將縮短。這點(diǎn)對(duì)于爐子采用集中端頭供熱,提高爐子平均輻射溫壓,從而提高爐子生產(chǎn)能力很有益處。
二、利用余熱生產(chǎn)蒸汽的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義
余熱利用的另一個(gè)有效方法是安裝廢熱鍋爐,利用余熱產(chǎn)生蒸汽或熱水供動(dòng)力、生產(chǎn)工藝及生活利用。
由于水的熱容量和密度比空氣大,它可以把煙氣的溫度降至150~250℃,因此利用煙氣生產(chǎn)蒸汽時(shí)的熱回收率比預(yù)熱空氣大。這點(diǎn)是預(yù)熱空氣難以達(dá)到的。例如,一般平爐蓄熱室(預(yù)熱空氣用)排出的煙氣溫度尚有500~600℃,即使增加蓄熱室面積也難再降低排煙溫度,且不經(jīng)濟(jì),故應(yīng)在蓄熱室后再安裝廢熱鍋爐,進(jìn)一步降低排煙溫度至150~250℃,將蓄熱室排出煙氣熱量的50%以上回收下來(lái)。當(dāng)然預(yù)熱空氣能直接改進(jìn)爐子熱工特性,是應(yīng)該首先應(yīng)用的。生產(chǎn)蒸汽雖然對(duì)工業(yè)爐沒有直接作用,但對(duì)節(jié)約能源卻有重要意義。
對(duì)于某些溫度很高或含塵量高的煙氣(如煉銅爐的煙氣),若直接在爐后安置空氣預(yù)熱器,則它必然會(huì)迅速堵塞和損壞。由于廢熱鍋爐清灰方便和能耐高溫,所以可在空氣預(yù)熱器前先安裝廢熱鍋爐,起除塵和降溫作用。當(dāng)然這樣會(huì)減少直接用來(lái)預(yù)熱空氣的熱量。
安裝廢熱鍋爐后,煙氣溫度降得比較低,這就能夠采用機(jī)械排煙,從而消除自然排煙受季節(jié)及操作條件的影響,使工業(yè)爐工作穩(wěn)定。
預(yù)熱空氣即使在小型工業(yè)爐上也是適用的,而廢熱鍋爐過去多用于較大的工業(yè)爐。為了節(jié)約能源,有些工廠的鍛造加熱爐也采用了廢熱鍋爐,利用所獲得的蒸汽作為氣錘的動(dòng)力和其他用途,收到了良好效果。
中威環(huán)保集團(tuán)有限公司(鄭州中威環(huán)保設(shè)備有限公司 、鄭州德斯特自動(dòng)化設(shè)備有限公司)是一家工業(yè)窯爐節(jié)能燃燒技術(shù)研究、 工業(yè)窯爐設(shè)計(jì)、 制作及窯爐自動(dòng)化工程廠家,承接國(guó)內(nèi)外大型工業(yè)窯爐改造及新建工程項(xiàng)目。
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