工业炉高温低烧损燃烧技术

技术背景

金属物料和工件在高温加热过程中，其表层金属容易与加热炉炉气中的氧化性气体O₂ 、CO₂ 、H₂O、SO₂ 等发生氧化反应,从而导致钢坯氧化烧损。导致：a.成材率低；b.炉况恶化：c.产量降低；d.影响加热质量。

近年钢铁有色行业节能技术，重点在利用工业窑炉的高温烟气，将助燃空气预热后进行燃烧以获取工业生产所需的温度，并同时降低烟气排放温度，以达到节能减排的效果。预热助燃空气的方法，虽然提高了燃料的利用率，一定程度实现了节能，但另一方面，由于高温空气燃烧产生局部高温，不仅恶化了炉况，使得钢坯的氧化烧损大幅度增加，而且燃烧产生的氮氧化物含量急剧升高，造成了严重的环境污染。

技术原理

北京碧瑞能科技发展有限公司依托北京科技大学，研究开发了高温低烧损燃烧技术，利用炉体和燃烧器的特殊结构有效组织炉内流场，使被加热工质在达到目标温度和效果的同时，使燃烧区的含氧体积浓度远低于21%，通常低于15%甚至低至2~3%，从而大幅降低工件的烧损和氮氧化物的排放。

技术特点

高温低烧损燃烧的主要特点如下：

u  火焰体积显著扩大

    “高温低烧损燃烧”是以扩散燃烧为主的燃烧方式，燃料与助燃空气在炉内边混合边燃烧。燃烧反应时间延长、反应空间显著增大、火焰体积成倍长大。

u  火焰温度场分布均匀

“高温、低氧燃烧使得燃料燃烧的释热速率及释热强度有所延缓和减弱，火焰中不存在传统燃烧的局部高温高氧区，火焰峰值温度较低，温度场分布均匀。

u  降低NO_X污染

“高温低烧损燃烧”使火焰峰值温度及燃烧区含氧体积浓度降低，NO_X的生成大大减少。

u  低燃烧噪音

“高温低烧损燃烧”使燃烧区域含氧体积浓度降低、燃烧速率减小、火焰体积成倍增大、燃烧强度大为降低，由此产生的燃烧噪音相对较低。

应用领域

▀ 冶金、机械行业              

推钢式加热炉、步进式加热炉、环形加热炉、台车式加热炉及各类热处理炉

▀ 有色金属行业

加热炉、热处理炉、还原炉、精炼炉、铝合金熔化保温炉

燃料种类

适用于天然气、混合煤气、高炉煤气、发生炉煤气、液化石油气

应用案例

炉型：步进梁式加热炉                                  

炉子用途：轧制前加热

加热钢种：普碳钢、冷镦钢、82B钢、弹簧钢、不锈钢

装出料形式：侧进侧出

胚料尺寸：150x150x12000mm

额定产量：120t/h冷装

钢坯加热温度：1100~1200℃

燃料种类：冷静发生炉煤气，热值：~1500Kcal/Nm³

烧嘴形式：高温低烧损燃烧器（专利技术）

水梁冷却形式：汽化冷却                   

步进机械形式：双轮斜轨式

控制系统：PLC自动控制

应用效果

单位燃耗：≤0.9GJ/t坯

氧化烧损：≤0.7%