带钢连续退火炉节能技术对策
时间:2019-04-18 11:53 来源:雅延咨询 作者:雅延 点击:
次
带钢连续退火炉节能技术对策为了调整带钢连续退火炉耗能结构的不合理现状,降低能耗,对带钢连续退火炉有必要采取下述对应措施:1)采用非电热方式的辐射管加热从目前国内带钢连续退火炉现状看,采用电加热的方式比较普遍,若能将其中的一部分电加热改变成非电热的辐射管加热,则对电能的节省是不言而喻的。2)对带钢进行预热对带钢连续退火炉来说,尽管其表面质
带钢连续退火炉节能技术对策
为了调整带钢连续退火炉耗能结构的不合理现状,降低能耗,对带钢连续退火炉有必要采取下述对应措施:
1)采用非电热方式的辐射管加热
从目前国内带钢连续退火炉现状看,采用电加热的方式比较普遍,若能将其中的一部分电加热改变成非电热的辐射管加热,则对电能的节省是不言而喻的。
2)对带钢进行预热
对带钢连续退火炉来说,尽管其表面质量要求很严格,但并不等于说不能进行较低温度下的明火加热。在允许的情况下,将带钢预热到一定的温度,对炉长的节省非常明显,可节省大量的设备投资;同时,带钢加热所需的电力或辐射管燃气等消耗也随之大幅度降低。其吨钢消耗也相应减少。这方面的例子国外有,国内也逐步发展起来了。武钢硅钢片厂已有成功应用的实例。
3)对带钢进行无氧化加热
对带钢进行无氧化加热,则是对上述预热技术的进一步发展。无氧化加热技术对带钢来说是一项非常高的技术。在炉膛内,对带钢进行明火无氧化加热,它既要求能将带钢加热到尽量高的温度,同时又要求不能使带钢产生不良的外观,如表面氧化、污染等。这就要求对炉膛内的气氛进行严格的控制,具体地说,就是要控制好空气利用系数,且保证燃烧后炉气中H2O、C2O、O2、H2、CO等合适的分压比;还需要煤气中杂质尽可能少。为满足这些条件,对加热用的煤气要有明确的要求,如煤气中杂质含量、发热值波动范围、化学成分等进行详细限定和计算,对空煤气燃烧系统以及N2吹扫系统进行严格的控制等。
带钢经无氧化加热后,其温度甚至可以达到700℃以上,这就大大缩短了电或辐射管加热段的长度,降低设备投资费用;因无氧化加热属明火加热,其加热效率远高于电或辐射管加热的效率,可节省大量的能源。
4)对助燃空气进行预热
对助燃空气进行预热,是节能的一个重要手段。对带钢连续退火炉来说,助燃空气进行预热已成为现实。其预热不仅表现在明火加热助燃空气的预热,也可对燃气辐射管用助燃空气进行预热。
5)炉用耐火材料轻型化
炉用耐火材料轻型化对连续退火炉有极其重要的意义。一方面,炉用耐火材料轻型化,因其热惰性小,可在较短的时间将炉温升高到需要的温度,这本身就节能。同时,因炉子烘炉仅需要较少的热量,炉子在不需要较大负荷的均热区就不必像常规耐火砖炉衬炉子配备很大的热负荷,以满足炉子升温的需要。均热区热负荷配备的减少,又直接减少了供电或煤气设施的投资和消耗,其节能效果是显而易见的。
6)余热利用
对炉中余热进行利用是通用的节能方式。开辟连续退火炉余热利用的途径有多种。既可以利用燃烧产生的炉膛高温废气预热助燃空气,也可以在燃气辐射管烧嘴前增加自身换热设备,以回收辐射管燃烧废气热量,甚至可以将高温烟气直接对带钢进行预热,对无氧化加热所产生的废气,可以采用补燃的方式回收热能;另外,增加余热锅炉回收热量,将炉辊冷却用高温水用于带钢清洗也是回收热量的一个途径。
4
应用实例
根据上述设想,在武钢硅钢片厂CA-1机组退火炉改造,CA-5新建机组退火炉上部分进行了实践,并取得了成功.下面是武钢硅钢片厂CA-5炉应用实况。
CA-5机组退火炉是一条无取向硅钢片的成品退火及涂绝缘层的机组退火炉,生产低牌号无取向硅钢(S20、23,S30-60)。炉通板厚度为0.5-0.9mm,宽度750-1050mm, 工艺段最高速度为150m/min,绝缘涂层为L涂层。连续退火线及干燥炉均按板厚0.5mm,板宽1050mm,最高通板速度150m/min进行设计。
连续退火炉由下列炉段组成:入口密封室、预热炉、无氧化炉、No.1炉喉、辐射管加热炉、均热炉、No.2炉喉、炉膨胀节、循环气体喷吹冷却器、出口密封室和水淬冷却装置。带钢涂上L涂层后,在干燥炉内进行干燥和烧结,干燥炉由干燥段和烧结段组成。干燥炉后设有空气喷吹冷却器,将带钢冷却到规定温度。其中采取的节能措施有以下几项。
1)预热炉利用NOF的燃烧废气预热带钢。预热炉的侧壁上装有补燃器,仅供输入空气、不供煤气,将NOF燃烧废气中未燃成分和从炉尾过来的保护气中的氢气再燃烧。对残余能源再利用,有一举多得的效果:一是减少了直接排放废气对大气环境的污染;二是消除了未燃成分在排烟道中燥炸的可能性;三是节省了能源消耗。
2)NOF燃烧废气经PH到换热器换热,换热器将助燃空气预热至530℃,供PH和NOF主烧嘴使用。将助燃空气预热至530℃,这在带钢连续退火炉中是少见的,余热的利用相当充分。
3)无氧化加热炉(NOF)用来将带钢快速加热到规定的温度750℃。无氧化加热炉采用明火烧嘴加热带钢。将带钢用明火快速加热到750℃,其热效率远高于间接加热和辐射管或电阻加热方式,这对提高炉子的产量,缩短炉子长度起着至关重要的作用;带钢利用热能的效率是间接加热和辐射管或电阻加热方式所无法比拟的。
4)辐射管加热炉(RTF)用来将带钢继续加热到规定的温度850℃。每根辐射管都装有换热器,换热器将助燃空气预热到350℃。硅钢所采用的辐射管为U型,70年代引进的辐射管不带自身预热装置,煤气经过燃烧后直接排放到大气,废气余热完全没有被利用;本次CA-5机组退火炉采用的是90年代引进的带自预热换热器的U型辐射管,换热器安置在U型辐射管烟气出口端,通过空气喷射,使辐射管内部形成负压,烟气被带出排至大气;烟气排至大气之前经过换热器,将因被空气喷射带入辐射管内的助燃空气预热到350℃,实现了辐射管加热回收烟气余热的目的。
5)从PH/NOF炉辊冷却水的水温正适于要求,可直接用于清洗带钢,取消清洗带钢用水升温所需要的加热介质--水蒸气的供应。
6)在CA-5机组上尚未实施的节能措施主要有:均热炉(SF)没有采用煤气辐射管加热,炉用耐火材料也没有采用更加轻型的陶瓷纤维结构。这由多方面原因所决定,在此不评述。节能效益体现在:通过采用PH/NOF加热,炉子加热段的长度比间接加热缩短了33m。节能措施建议几点。
1)在武钢硅钢片厂CA-5机组的PH/N OF炉段,如果采用辐射管或电阻间接方式加热,带钢加热时间或炉长存在着巨大差异。通过采用间接加热与直接加热两种方式进行对比分析可以得出:同样规格的带钢在辐射管或电阻间接加热的情况下,将其加热到目标值750℃,所需要的时间为31s,大约相当于明火直接加热方式所需要时间18s的1.7倍。换句话说,辐射管或电阻间接加热方式需要大约相当于明火直接加热方式所需要炉长的近1.7倍才能达到相同的生产能力。其原因一是辐射管或电阻间接加热因放热体本身材质容许使用温度所限,与带钢之间的温差较小,其加热效果相对较弱;另一个原因是辐射管或电阻间接加热与带钢之间缺乏像明火直接加热那样的强对流换热,其加热效果当然较差。这就十分明显地说明了两种不同的加热方式之间所存在的巨大差异。在上述条件下,煤气辐射管间接方式加热总热效率约为50%(换热器后排烟温度至800℃),而明火直接加热方式的总热效率约75%(换热器后排烟温度至400℃),明火直接加热的总热效率为煤气辐射管间接加热总热效率的1.5倍以上。
2)通过对未完全燃烧气体进行补燃,对助燃空气预热等节能措施,比常规方式加热节能30%以上,根据测算,CA-5机组退火炉一年可节省标准煤4200t。
3)如果将均热炉区的电加热方式改换成煤气辐射管加热方式,则可 节 省 电 力2730kW。