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加热炉在石化、油田、钢铁等行业的应用非常多。上海的宝钢和河北的武钢等均已经将“富氧燃烧”在加热炉、均热炉上应用,如武钢均热沪实现富氧燃烧节能效果可达22.9%,提高生产能力10%。
油田所用的加热炉普遍存在燃料燃烧不完全、空气过剩系数高、热损失大、环境污染等问题,胜利油田东辛采油厂辛三站采用膜法富氧助燃装置后,解决了空气过剩系数不合理和燃烧不完全等问题。通过观察发现,使用富氧后燃油雾化效果好,加热炉炉膛火焰颜色明亮,而且加热炉回火和熄火几率降低。在工况不变的情况下,加热炉燃油量由3吨/日降到2.5 吨/日,油耗平均下降了六分之一、炉膛温度油1300℃升到1400℃,提高了100℃、排烟温度则由395℃降到300℃,降低了95℃,而且排烟中的CO含量有所降低。
轧钢加热炉是冶金工业中耗能的重点,采用富氧,具有以下优越效果:
① 由于轧机的挖潜增产措施,通常是采用加大钢坯重量和断面,以利于扩大较大规格钢材产品能力。但却导致突破加热炉最高设计能力很多,轧低温钢和严重的停轧待温现象,轧机空转和事故换辊等,造成了能源的极大浪费。如采用富氧,则具有增产和提高加热能力的良好效果。1984年长铜四分厂复合中小型车间,近一个月的对轧钢加热炉富氧率2%左右,获得了提高产量15 - 20%的生产性试验良好效果。英国设菲尔德轧钢厂30吨/时加热炉在富氧率为4.25%时,加热能力提高了28%;
② 富氧能提高火焰温度。目前加热炉环节采用燃气的预热和推行高风温换热器,任何燃料用氧燃烧,它的火焰温度总比用空气燃烧要高。例如设菲尔德乳钢厂在富氧率为8%的条件下,火焰温度上升了200℃,作为辐射热放出的热量增加了。即使没有增加燃烧,炉内热的分布也产生了变化。从而使钢坯吸热量得到增加。在设菲尔秘轧钢厂富氧实验结果表明:用29.7%的富氧燃烧时,钢坯吸热量比用空气增加了31.5%。
③ 烟囱废热损失也可以得到减少。由于热的重新分布和火焰辐射热比例的增加,多余的辐射热被钢坯吸收,则废气中的显热就会减少。大约向烧咀喷吹1%富氧可以代替5%空气,并进一步减少烟囱损失。富氧实验结果表明:用29.7%的富氧燃烧时,燃料节约35.7%,而废气的排烟损失下降了7.4%。
④ 设菲尔镕轧钢加热妒富氧生产性试验效果实例。
这次生产性试验是该厂用于加热普炭钢和合金钢,每小时额定产量为30吨。工业性试验中方坯采用富氧的操作条件和效果:
空气用量 5094m3/时
氧气用量 192-226m3/时
持续试验时间 8小时
富氧率 3.65 - 4.25%
燃料重油,用量不变
富氧时平均加热能力38.25吨/时
空气时平均加热能力27.5吨/时
用富氧平均加热能力提高39.1%,节能38.1%
轧机停轧现象大量减少。
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