雙蓄熱燃燒技術在台車式加熱爐的應用實踐
科技專論
作者：介宏
【摘要】介紹了空氣、高爐煤氣雙蓄熱式燃燒技術在東北特殊鋼集團台車加熱爐上的應用，解析了台車加熱爐由單蓄熱到雙蓄熱的整個係統的優化過程，並列出了最終的優化結果。
【關鍵詞】雙蓄熱燃燒技術；蓄熱室；單蓄熱
引言
東北特殊鋼集團大連基地高爐副產品高爐煤氣，由於熱值低不能直接滿足現有工業爐窯的使用。因此需進行摻混天然氣等高熱值介質來使用，且部分高爐煤氣處於放散狀態，一方麵汙染環境，另一方麵浪費資源。為了順應時代發展要求，合理利用現有資源，降低能源費用，東北特殊鋼集團準備將該部分高爐煤氣回收利用，由於鍛鋼廠爐窯數量較多，改造過程中對生產影響較小，所以選擇在鍛鋼廠台車加熱爐上采用高爐煤氣雙蓄熱的燃燒方式。一來可以解決高爐煤氣放散帶來的環境問題，二來可以充分利用能源，節省生產費用。為了減少高爐煤氣放散對環境的影響並回收利用高爐煤氣，鍛鋼廠將空氣單蓄熱式台車式加熱爐改造為空、煤氣雙蓄熱式加熱爐。
1、高爐煤氣現狀和高爐煤氣特性
1.1高爐煤氣現狀
東北特殊鋼集團大連基地高爐煤氣的理論產能約18-20萬M3/h左右，實際產能約15-20萬M3/h左右，熱風爐及燒結自消耗約7-9萬M3/h左右，現摻混天然氣的煤氣在4-6萬M3/h左右，現有2-4萬M3/h左右的高爐煤氣的富餘。
1.2高爐煤氣特性
高爐煤氣是高爐煉鐵的副產品，它主要由可燃成分CO、H2、CH4和不可燃燒成分N2、CO2組成。其中CO占30%左右，H2、CH4數量很少，高爐煤氣中含有大量的N2和CO2約占60%～70%，所以發熱量比較低，熱值為850x4.18KJ。高爐煤氣由於發熱量低，理論燃燒溫度～1400℃，在加熱爐上單獨使用非常困難。
現在我們采用高爐煤氣雙蓄熱，將空氣、煤氣均預熱至1000℃，理論燃燒溫度
式中：Qd——燃料低位發熱值，KJ/m3
Cr、Ck——燃料、空氣的比熱容，KJ/Nm3*℃
La——空氣係數下的但為燃料空氣消耗量 取值0.8Nm3/Nm3
Va——空氣係數下的單位燃料燃燒生成的煙氣量1.66Nm3/Nm3
tr、tk——煤氣及空氣的預熱溫度（℃）
由此計算理論燃燒溫度tli大大提高，可達～2100℃，可達爐溫1575℃，實際爐溫需要1280℃，尚留有餘地。以上理論計算基於煤氣壓力在不低於8kPa（目前高爐煤氣壓力不低於10KPa）的情況下。
2.空氣、煤氣雙蓄熱燃燒技術特點
空氣煤氣雙蓄熱式高溫空氣燃燒技術在工業窯爐上應用始於上世紀90年代初，由於其節能及環保效果十分顯著，因此這項技術在國內外都得到了迅速開發與應用。雙蓄熱技術的主要原理就是使煙氣分別和空氣、煤氣交替通過蓄熱燒嘴的蓄熱體，將煙氣的溫度由進入蓄熱體時的1000℃以上的高溫降低到150℃左右，同時將空氣、煤氣的溫度由常溫預熱到1000℃以上。雙蓄熱技術有效地突破了低熱值燃料用於高溫爐窯的難點，解決了點火燃燒困難和餘熱回收不充分等兩方麵的重大技術問題。
2.1空、高爐煤氣雙蓄熱燃燒優點
2.1.1采用空、煤氣雙蓄熱的燃燒形式，理論上將空氣、煤氣預熱至1000℃左右，提高熱效率，充分利用煙氣餘熱，擴大劣質能源的應用範圍，從而有效地提高了高爐煤氣的理論燃燒溫度，保證工藝要求的鋼坯溫度。
2.1.2爐膛為貧氧燃燒，煤氣在燃燒過程中形成還原性氣氛，降低鋼坯氧化燒損率。