蓄熱式燃燒技術在再生鋁熔化爐上的應用

　　該公司為國內某再生鋁重熔企業(yè)提供了多套熔化爐及保溫爐，全部采用了蓄熱式燃燒技術，為該企業(yè)節(jié)約了大量的燃料，取得了較為可觀的經濟效益。該文簡單探討一下蓄熱式燃燒技術在此類熔保爐上的應用情況。

　　1蓄熱式燒嘴結構及操作參數(shù)優(yōu)化

　　1.1蓄熱體

　　蓄熱體是高溫空氣燃燒技術中的關鍵部件。蓄熱體應該具有蓄熱量大、換熱速度快、結構強度好、耐高溫高壓、抗氧化與腐蝕和經濟耐用等特點。工業(yè)應用中常用的蓄熱體主要有陶瓷小球和蜂窩體，兩者的性能參數(shù)對比列于表1中。

　　比較兩種蓄熱體的性能可知，兩種蓄熱體可以說是各有優(yōu)缺點。但是考慮到鋁合金熔化時各種粉塵及污染物較多及鋁蒸汽的影響?？紤]到蓄熱體的使用壽命及換向閥的使用壽命，選擇了陶瓷小球蓄熱體。而且根據再生鋁重熔的特點，在陶瓷小球直徑的選擇上，選用比機械行業(yè)加熱爐上使用的蓄熱式燒嘴的陶瓷小球直徑更大一些。避免由于鋁灰過多造成陶瓷小球的頻繁堵塞，增加設備的維修量。

　　1.2換向方式選擇

　　蓄熱式燃燒的換向方式主要有兩種，一種是一對燒嘴采用一個四通換向閥，這個四通換向閥的四個出口分別連接兩只蓄熱式燒嘴、助燃風機和排煙風機。在負責為一只燒嘴供風的同時，還要負責另一只燒嘴的排煙。另一種就是每個燒嘴的供風和排煙分別采用切斷閥進行分散控制。根據實際的使用情況及效果來看，后一種方式的故障率低，維修量小，而且使用效果更好一些。因此換向方式選擇分散式控制方式。

　　1.3燃燒方式的選擇

　　雖然鋁的熔點低，但是熔化潛熱大（394kJ/kg），比熱容大（固態(tài)1.139kJ、液態(tài)1.046kJ），并且鋁的黑度非常小，僅為銅、鐵的1/4[6]，對熱的反射強，接受火焰輻射傳熱的能力差。因此提高輻射傳熱對鋁合金的熔化是有限的，只能著眼于增大對流傳熱系數(shù)，必須采用強化的對流加熱和火焰直接接觸式加熱。根據鋁合金熔化的特點及該該企業(yè)的工藝特點，較終選擇了采用空氣分級燃燒方式的蓄熱式燒嘴。這種燃燒方式可以很容易的組織不同燃燒狀態(tài)的火焰，使其符合鋁合金熔化不同時期的傳熱需求。

　　1.4燒嘴操作方式

　　根據鋁合金熔化特點，在固體金屬熔化至金屬溶液的不同時期，通過調節(jié)蓄熱式燒嘴的一次空氣量和二次空氣量的配比，調整蓄熱式燒嘴的火焰形態(tài)，使其符合在鋁合金熔化不同時期的不同火焰需求。

　　在固體金屬熔化期，根據前文的分析，傳熱方式以對流傳熱為主，必須采用強化對流加熱，因此將蓄熱式燒嘴的火焰調節(jié)為速度較高的剛性火焰，這種火焰的黑度小，但是速度快，符合強化對流傳熱的特點。到了熔化后期，固體金屬全部轉變?yōu)榻饘偃芤?，會在金屬溶液表面產生氧化層和鋁渣，這時就不再適合采用這種類型的火焰，因為這種火焰的速度較高，很容易吹散在熔池表面氧化層和鋁渣，從而露出下面的金屬溶液，造成更多的燒損和氧化，傳熱方式要以輻射傳熱為主。因此將蓄熱式燒嘴的火焰調節(jié)速度較低的輝焰，這種火焰雖然速度低，但是黑度大，輻射能力強，符合這個時期的傳熱的特點。

　　2實際生產應用

　　自從蓄熱式燒嘴投入運行以來，完全達到了該企業(yè)的技術要求，能夠完全滿足該企業(yè)的工藝要求，并取得了良好的使用效果。以前該企業(yè)同種類型的爐子的熱效率只有20%～30%，現(xiàn)在基本可以達到45%～55%，為該企業(yè)節(jié)省了大量的燃料消耗，取得可觀的經濟效益。而且使用壽命也大大增加，減少了的燒嘴維修量，減少了因為燒嘴維修造成的減產或停產。

　　3結語

　　根據鋁合金熔化不同時期的傳熱需求和再生鋁重熔的工況條件，通過選用適合的蓄熱式燒嘴燃燒方式、優(yōu)化蓄熱式燒嘴的結構、選用合理的運行參數(shù)，蓄熱式燃燒技術在再生鋁熔化爐上得到了成功的應用，并且取得了可觀的經濟效益。

　　參考文獻

　　[1]周懷春.高溫空氣燃燒技術―21世紀關鍵技術之一[J].工業(yè)爐，1998，20（1）：19-27.

　　[2]馬憲國，鄭國耀.高溫低氧燃燒技術的研究與應用[J].動力工程，2001，21（1）：1065-1068.

　　[3]吳道洪，歐儉平，謝善清，等.蓄熱式高溫空氣燃燒技術在我國的應用及發(fā)展[C].神霧高溫空氣燃燒技術論文集，2002.

　　[4]代朝紅，溫治.高溫空氣燃燒技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].工業(yè)加熱，2002（3）：4-7.

　　[5]新型蓄熱式燃燒器在國外的應用[J].http：//.cn.

　　[6]王秉銓.工業(yè)爐設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

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