2020年鋁廠蓄熱式熔鋁爐節(jié)能技術

--重慶泰東（陳工13983732720） 

一、熔鋁爐的能耗與節(jié)能

國內(nèi)鋁加工行業(yè)熔鋁爐使用傳統(tǒng)的加熱技術其能耗一般在65NM3/噸鋁左右；在國外，噸鋁能耗一般低于55NM3/噸鋁。因此，國內(nèi)的熔鋁爐節(jié)能潛力還有很大的空間。

判斷熔鋁爐能耗高低以及是否節(jié)能，從兩個方面來看，第一，燃燒器效率（即燒嘴效率），第二，燃燒及溫度控制系統(tǒng)的好壞，第三、煙氣回收利用率。

1、燃燒器設計選型都是相當重要，國內(nèi)熔鋁爐普遍使用蓄熱式燃燒器，但是結(jié)構(gòu)老舊，所以能耗指標有個上限，我公司由于經(jīng)常和國外優(yōu)秀的爐子公司合作，也經(jīng)常在國外各大鋁廠做設備并了解他們的生產(chǎn)工藝，同時使用的大量的國外新式燃燒器，所以，我司吸取了國外最新技術研發(fā)的燃燒器（蓄熱式燒嘴），具有耐用節(jié)能，燃氣燃燒效率高的優(yōu)點，能讓鋁廠客戶的天然氣能耗大大降低，即降低了鋁廠的生產(chǎn)成本。

2、我司擁有近20年爐子經(jīng)驗，同時結(jié)合國外最新技術，設計的燃燒及溫度控制系統(tǒng)做到先進合理，極度精細化控制，保證設備的安全，穩(wěn)定，能耗降到最佳。

3、我司采用極致化的煙氣回收系統(tǒng)，煙氣近100%回收利用，同時采用變頻器控制排煙，最終排煙溫度極低，從而使煙氣帶走的熱量損失極小，使熔鋁爐天然氣能耗極低。 

二、我司新型蓄熱式燃燒系統(tǒng)的特點

（1）節(jié)能效果顯著，比傳統(tǒng)熔化爐平均節(jié)能25%以上

由于蓄熱體“極限回收”了煙氣中大部分的余熱，并由參與燃燒的介質(zhì)帶回爐內(nèi)，大大降低了爐子的熱支出，所以采用蓄熱式燃燒技術的爐子比傳統(tǒng)熔化爐節(jié)能。

（2）消除了局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻，同時降低鋁的燒損。

燃料在高溫低氧濃度工況下燃燒，在爐內(nèi)形成沒有明顯火焰的彌漫燃燒，消除了火焰產(chǎn)生的局部高溫區(qū)，火焰邊界幾乎擴大到整個爐膛，使爐溫更加均勻。蓄熱式燒嘴工作狀態(tài)頻繁交換，使燃燒熱點的位置及爐氣流動方向頻繁改變，強化了爐氣對流，減小爐內(nèi)死角，也使爐溫更加均勻。

（3）提高加熱質(zhì)量

均勻的爐溫使鋁錠加熱更均勻，降低了局部高溫以及富氧環(huán)境對鋁液的揮發(fā)和氧化作用。 

（4）延長爐子耐火材料使用壽命

爐溫均勻和消除局部高溫區(qū)使耐火材料受熱均勻，并保證耐火材料始終工作在合理的使用溫度范圍內(nèi)。

（5）減少溫室效應氣體CO₂排放量及NO_X生量

燃料節(jié)省25%，相應的CO₂排放量也減少25%。由于局部高溫區(qū)的消除，有效的降低了NO_X的生成量。

三、應用案例

下面以我司改造的燃油、燃氣蓄熱式熔鋁爐的數(shù)據(jù)結(jié)果展示。

1．某鋁廠熔化車間——2017年改造項目

改造前：熔化率：5t/h，天然氣單耗：65 m³/噸鋁

改造后：熔化率：6t/h，天然氣單耗：58 m³/噸鋁

相關參數(shù)：

熔化材料：鋁坯及再生鋁材

爐子形式：矩形固定式

爐子容量：30T         爐膛工作溫度：< 1200℃

鋁液溫度：720℃～830℃       熔體溫差：≤±5℃

熔池面積：5.05×4.5=22.7m²

熔池深度：650mm

鋁坯入爐溫度：常溫

燃料：天然氣

發(fā)熱值：8 500 kcal/Nm³

排煙溫度：<150℃

蓄熱材料：陶瓷小球

燒嘴型式：重慶泰東新型蓄熱式燒嘴及燃燒控制系統(tǒng)

2．某外資鋁業(yè)有限公司在國內(nèi)分公司——2019年改造項目

改造前：常規(guī)的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，熔化率為10噸/h，噸鋁耗天然氣68 m³/噸鋁。改造后：熔化率達到14噸/h，噸鋁耗天然氣：48 m³/噸鋁，平均節(jié)能率30%。

相關參數(shù)如下：

熔化材料：70％鋁及鋁合金錠、30%廢料

爐子形式：圓形固定式、一扇組合大爐門、機械扒渣

爐子容量：50T

爐膛工作溫度： < 1200℃

鋁液溫度：730℃～850℃

熔池面積：3.14*3.1*3.1=30.1 m²

熔料入爐溫度：常溫

燃料：天然氣

發(fā)熱值：8500kcal/kg

排煙溫度：<150℃

蓄熱材料：陶瓷小球

燒嘴型式：重慶泰東最新型低氮蓄熱式燒嘴及燃燒控制系統(tǒng)

總結(jié)：

采用重慶泰東的新型蓄熱式熔鋁爐技術，帶來的直接經(jīng)濟效益主要是節(jié)省燃料。由于消除局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻，使耐火材料使用壽命延長，同時提高了加熱質(zhì)量，減少了氧化燒損。由這些因素帶來的經(jīng)濟效益也是相當可觀的。

從環(huán)境保護角度來說，燃料節(jié)省30%，煙氣中CO₂等溫室氣體總量也相應減少了25%。同時由于燃料在高溫空氣貧氧環(huán)境下，降低了NO_X的產(chǎn)生。總之，蓄熱技術應用到熔鋁爐上，起到了很好的節(jié)能效果；也降低了CO₂和NO_X的排放，減輕環(huán)境污染。