高温空气燃烧技术是90年代发展起来的一项燃烧技术。高温空气燃烧技术通过蓄热式烟气回收,徐州伸缩节可使空气预热温度达烟气温度的95%,炉温均匀性≤±5℃,其燃烧热效率可高达80%。该技术具有高效节能、环保、低污染、燃烧稳定性好、燃烧区域大、燃料适应性广、便于燃烧控制、设备投资降低、炉子寿命延长、操作方便等诸多优点[6,7]。伸缩节生产但高温空气燃烧还存在诸如各热工参数间和设计结构间的定量关系,控制系统和调节系统的优化,燃气质量和蓄热体之间的关系,蓄热体的寿命和蓄热式加热炉的寿命的提高等一些问题,有待进一步去探索。
蓄热式加热炉的燃烧器破损的原因蓄热式加热炉烧嘴砖、蓄热箱体是蓄热式加热炉燃烧系统的重要组成部分,提供伸缩节烧嘴砖是用于烧嘴部位的耐火制品,起组织火焰的作用,蓄热箱是完成燃烧介质预热换热装置。根据资料报道,蓄热式燃烧器破损的表现形式首先是烧嘴周围发红,随后演变为透热冒火的现象,最后发展为烧嘴砖与炉墙剥落、甚至导致炉墙倒塌的严重问题。目前,轧钢蓄热式加热炉用燃烧器主要有空气单蓄热式和空煤气双蓄热式。伸缩节生产针对蓄热式加热炉燃烧器的破损以及由此带来的加热炉热工特性的恶化和严重安全隐患等问题,国内众多学者根据蓄热式加热炉的工艺特点,系统地分析了常规蓄热式燃烧器破损的原因。
发展趋势,燃料结构尽管煤炭在相当阶段内仍是我国的主力能源,但其既污染严重,又不利实施高温空气燃烧技术。伸缩节生产所以用油、气取代煤等固体燃料,是我国工业炉节能发展的战略性方向。燃烧技术大力完善和推广高温空气燃烧技术仍是今后工业炉节能发展的方向。在保证高温、高效火焰的基础上提高炉膛温度的技术,使炉膛温度均匀分布的技术,以及N0x控制技术,提供伸缩节是推动富氧燃烧的核心技术,也是未来的发展方向。同时C02的减排和封存问题将成为重要的研究热点,余热回收及充分利用低热值燃料是工业炉节能发展的重点。
脉冲燃烧控制采用的是一种间断燃烧的方式,使用脉宽调制技术,通过调节燃烧时间的占空比(通断比)实现窑炉的温度控制。燃料流量可通过压力调整预先设定,烧嘴一旦工作,就处于满负荷状态,伸缩节生产保证烧嘴燃烧时的燃气出口速度不变。当需要升温时,烧嘴燃烧时间加长,间断时间减小;需要降温时,烧嘴燃烧时间减小,间断时间加长。脉冲燃烧控制的主要优点为传热效率高,大大降低能耗。可提高炉内温度场的均匀性。无需在线调整,即可实现燃烧气氛的控制。可提高烧嘴的负荷调节比。提供伸缩节系统简单可靠,造价低。减少NOx的生成。普通烧嘴的调节比一般为1:4左右,当烧嘴在满负荷工作时,燃气流速、火焰形状、热效率均可达到佳状态,但当烧嘴流量接近其小流量时,热负荷小,燃气流速大大降低,火焰形状达不到要求,热效率急剧下降,高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时,上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。
回转炉或称回转窑,在冶金工业中用于铁矿石的直接还原、氧化铝矿物的焙烧、粘土矿物的焙烧,提供伸缩节以及各种散状原料的焙烧挥发、离析和干燥作业。回转炉的炉体呈圆筒形,用厚钢板制成,筒内衬以耐火材料。炉体横架在支座的滚轮上,稍倾斜(4~6%)。炉体长度与直径之比在12:1到30:1之间。操作时炉体匀速转动。由于炉体的倾斜和转动,伸缩节生产炉料由高处逐渐移向低处。炉料在运动过程中逐渐升温,并依次发生物理、化学变化。回转炉的温度一般控制在炉料熔点以下。
工业炉以单位时间单位炉底面积计算的炉子加热能力称为炉子生产率。烟气部分余热为入炉的冷工件所吸收,降低了离炉烟气的温度。伸缩节生产提高炉子热效率的基本措施是:充分提高燃烧效率,强化对工件的传热;尽可能地连续生产和满负荷工作;设置预热器,提供伸缩节对空气及煤气进行预热,以回收烟气余热;采用比热容和热导率低的耐火材料,以减少炉墙蓄热和散热损失。