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铝熔化炉保温炉节能探讨


      从我省大多数厂家考察,铝(铝合金)熔化炉、保温炉的能耗与中国有色金属工业总公司行业标准差不多。铝熔化炉主要是火焰熔化炉。以容量2T,熔化速度1T/h为例。行业标准YS/T12.91规定单位热耗≤460.46KJ/T(即110×104Kcal/T)。铝保温炉主要是电阻炉,以容量2T为例。行业标准规定安装功率100KW,相当于50KW/T。这虽然不是能量消耗指标,但从标准中表面温升推算能源消耗,说明功率安装与能源消耗是成比例的。   

     我们的研究和实践告诉大家,上述能源消耗太大了,熔化炉消耗可以降低为二分之一!保温炉可以降为三分之一!这不是神话,也不是吹牛。我们的配合单位一我们的上帝用户可以帮助我们证明。   

二、  铝熔化炉的节能

  铝熔化时需要蓄热、需要熔解热,通过比能可以计算从20℃升温到700℃时,如果没有能源损耗,理论上需要IMJ/TAI热量,相当于23.9×104Kcal。行业标准规定的铝火焰熔化每吨单耗110×104Kcal,是理想值4.6倍之多。热效率只有21.7%。所以节能的潜力很大,在上述差距之间。我们通过实践和总结,使得GTM系列熔化炉的熔化能耗低于国际先进水平,小于50×X 104Kcal/T。主要有以下几点:

    (1)采用塔式结构,用烟气余热预热铝块

     见炉子结构示意图。对于火焰炉,950℃的烟气中所含的余热,接近总耗能的50%。如果不利用,太可惜了。

      由于采用塔式熔化原理,铝块在塔下熔化,从熔化室出来的950℃的高温烟气(保温室烟气也经过熔化室流出),经塔上部低温铝块吸热后,再送入烟囱。这时烟气温度可降至750℃,理论计算可知,此项热量可节能15%以上。 

    (2)采用换热器,再次利用从燃烧塔排出烟气余热,预热助燃空气,仅此一项即可提高热效率10%以上。

    (3)自动控制助燃空气的供应量,防止燃烧不完全或多余空气带走热量。

     若助燃空气不足,则燃烧不完全,能量不能充分发挥,而且环保不能通过;如果空气多则多余的空气会带走更多的热量。该炉最佳控制助燃空气的供应量,使空气系数基本控制在1.05。

    (4)炉衬具有良好绝热效果。绝热层采用目前最新研制的硅酸盐绝热板,它具有导热系数小、耐高温、高强度、线收缩率小特点。

    参数如下:

    项目

    计量单位

    参数

    导热系数

    w/(m·k)

≤0.048+0.11×0.001t

  最高使用温度

    ℃

   1000

    抗压强度

    MP

    0.5

    线收缩率

    %

≤1.5(1000℃×16hrs)

为工作面和冷面的平均温度

     绝热层的热阻与厚度正比。所以绝热材料的厚度不能忽视。该绝热层厚度≥200mm

     我公司1500kgh集中熔化炉GTM1500的结构见附图。

三、保温炉的节能

    同样的道理,我们先来了解保温炉节能的潜力。理想状态下,如果铝不需升温,保温时没有能量损耗,这就不需要能源。从这个意义上说,保温炉的节能潜力更大。经过二十多年的努力,我公司LDB系列池式保温炉节能更为突出。以900T压机用保温炉LDB600—12为例,容量600Kg,设计功率12KW,实用功率8KW。在泰州市苏中有色合金制造厂的测试中,24小时耗电小于200度电,测定原来某公司同容量保温炉24小时耗电480度电,节能583%。后来该公司果断地将其余十多台保温炉全部更新,每5天可节电万余元。显著降低了产品成本,提高了企业竞争力。   

  保温炉的节能首先是要对热传递的传导、对流和辐射三个方面采取绝热措施,选择导热系数低、高强度且抗铝水侵蚀的保温材料。其次在结构上应保证保温材料的厚度,尽量减少进出口散热截面和炉体散热表面的面积。当然保温炉的熔池材料也很关键,建议采用进口专用莫来石或刚玉级材料,可用5年以上。

四、节能的潜力还很大

       以上只代表过去,下一步我们将重点推广将新型纳米绝热材料用于熔化炉和保温炉,它的绝热效果是耐火纤维的三倍。这是铝熔化炉、保温炉绝热节能的新的革命。我们有信心迎接新的机遇和挑战。

    我们特别感谢今天会议给我们宣传的机会;特别感谢我们的合作单位对我们的信任,给我们展示的舞台,以及在工作中给我们的指导。热忱欢迎到会的各位领导、专家、朋友及来宾光临我公司。


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