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          熔鋁爐煙氣余熱利用研究

          熔鋁爐煙氣余熱利用研究

          作者:xiatian????來源:未知????發布時間:2019-11-17 18:05????瀏覽量:

            摘 要 針對熔鋁爐煙氣特點,提出了淬火爐爐頂出口煙氣余熱利用系統的可行性技術方案。
            對某企業容量為 2t 的熔鋁爐燃燒系統進行測試,結果顯示,熔鋁爐爐頂出口煙氣溫度為1060℃ 。在投入鋁錠量為 460kg / h,成品鋁粉量為 452kg /h 時,熔鋁爐爐頂排出煙氣的流量達1072m3/ h,煙氣帶走的熱量比例高達 67% ,占熱損失的 82% ,造成熔鋁爐能量大量損失,鋁粉生產能耗高。

           

            為此,針對小型熔鋁爐煙氣余熱回收利用進行研究,以達到降低油耗,節約能源,提高能量利用效率的目的。
            1 煙氣余熱回收利用方式
            1. 1 高溫煙氣余熱回收
            高溫煙氣由于溫度高,其能級較高,因此易于回收利用,一般應**限度地將其轉化成為機械能,用于動力,即所謂 “高質高用”。
            凡是溫度在 600℃ 以上,煙氣量大于 5000m3/ h 的高溫煙氣,均可安裝余熱鍋爐生產較高壓力的蒸汽和熱水,也可用熱交換器生產熱水或熱空氣,還可以直接通過燃氣輪機發電。
            利用余熱鍋爐產生較高壓力的蒸汽,通過汽輪機發電或直接拖動壓縮機、風機、水泵等,可取得明顯的經濟效益。
            因此,應盡量利用高溫余熱生成高壓蒸汽,以獲得較高的效率。
            1. 2 中、低溫煙氣余熱回收
            對于中、低溫煙氣余熱,一般可以利用空氣預熱器、省煤器加熱空氣和給水,也可用于加熱物料等。
            ( 1) 預熱空氣或燃料
            本體設備不變,工質或物料有效吸收熱不變,由于回收的熱量預熱助燃空氣或燃料,實際供給的燃料量減少。該回收方式使回收的熱量在爐內循環,鍋爐、工業爐等加裝空氣預熱器為此類情況。
            ( 2) 加熱工質或物料
            利用煙氣余熱來預熱、干燥原材料或工質,將熱量帶回裝置,也可起到直接節約能源的作用。該余熱回收方式減少排煙熱損失,外界供給的燃料量相應減少。
            ( 3) 余熱回收后供給外界
            本體設備不變,供給體系的熱量和有效熱量均不變,由于余熱回收后供給外界,排煙損失減小。
            對于中、低溫煙氣余熱,往往是通過各種熱交換設備將煙氣的熱能傳遞給不同工作介質,進而加以利用。
            因此換熱設備的設計在一定程度上決定余熱回收利用的效果。
            熔鋁爐排煙溫度雖然在 800℃ 以上,但其煙氣量僅有 1072m3/ h,不適合安裝余熱鍋爐產生較高壓力的蒸汽和熱水,更不適合直接通過燃氣輪機發電。
            因此,可將熔鋁爐的煙氣余熱歸類于中低溫余熱,利用方式為預熱空氣或燃料及加熱工質或物料。

           

           


            3 熔鋁爐余熱利用技術方案
            3. 1 預熱助燃空氣
            提高助燃風溫度能夠有效降低熔鋁爐的能耗,在相同的排煙溫度下,采用熔鋁爐排煙預熱助燃風可以將熱量帶回爐膛,回收煙氣中的熱量。助燃空氣溫度越高,其顯熱越高,燃料節約率就越高。該系統主要由氮氣加熱器和煙氣 - 空氣熱交換器兩種換熱設備組成。
            方案一的主要流程為: 煙氣通過氮氣加熱器,加熱霧化鋁粉所需氮氣,可以將煙溫從1060℃ 降到 900℃ 左右; 從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣 - 空氣換熱器預熱助燃空氣,以提高爐膛溫度和熔鋁爐燃燒效率,助燃空氣預熱至300℃ ,可將煙氣溫度降至610℃ 。
            3. 2
            預熱助燃空氣和燃油研究表明,提高燃油溫度亦能達到節能的目的,可采用煙氣先預熱助燃空氣,再加熱燃油的辦法回收煙氣余熱。
            燃油和助燃空氣溫度越高,其顯熱越高,燃料節約率也越高。
            方案二的主要流程如圖 2 所示: **級,煙氣通過氮氣加熱器,加熱霧化鋁粉所需氮氣,可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級,從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣- 空氣換熱器預熱助燃空氣; 第三級,煙氣預熱助燃空氣后,再經燃油加熱器加熱柴油,使柴油溫度由 15℃ 上升到 300℃。
            經換熱計算,煙氣預熱助燃空氣與燃油后溫度可降到 585℃。
            3. 3 加熱助燃空氣和鋁錠
            將助燃空氣預熱至 300℃,然后將剩余的煙氣熱量預熱鋁錠,煙氣余熱利用方案。
            方案三的主要流程為: **級,煙氣通過氮氣加熱器,加熱霧化鋁粉所需氮氣,可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級,煙氣加熱氮氣后再經煙氣 - 空氣換熱器預熱助燃空氣,考慮到空氣溫度過高會導致火焰溫度過高燒毀燒嘴,
            第二級助燃空氣預熱至 300℃ 即可; 第三級,煙氣預熱助燃空氣后再由引風機引入鋁錠加熱室,將剩余的熱量用來預熱鋁錠。
            經過換熱計算,把鋁錠加熱到 350℃后煙溫可降到 508℃。
            3. 4 預熱燃油、助燃空氣和鋁錠
            為了達到節能的目的,可以考慮將助燃空氣預熱至 300℃,將燃油預熱到 300℃,然后將剩余的煙氣熱量預熱鋁錠,煙氣余熱利用方案。
            方案四的主要流程為: **級,煙氣通過氮氣加熱器,加熱霧化鋁粉所需氮氣,此過程可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級,從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣 - 空氣熱管換熱器加熱助燃空氣,將助燃空氣預熱至 300℃,由方案一和方案二可知,煙溫可降至 610℃; 第三級,煙氣預熱助燃空氣后經燃油加熱器加熱柴油,使柴油溫度由 15℃上升到 300℃,由方案二可知煙氣可從 610℃ 降到 585℃; 第四級,煙氣預熱助燃空氣后再由引風機引入鋁錠加熱室,將剩余的熱量用來預熱鋁錠,由方案三的計算可知,煙氣把鋁錠加熱到 350℃后可降到 483℃。
            4 結語
            通過管道系統改造和除塵器設計,實現了對高爐爐頂均壓放散煤氣的回收,不僅每年可產生約 145 萬元的經濟效益,而且每年少排放灰塵400t,減小了空氣污染。

           

           

           

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