蓄熱式燃燒系統(tǒng)是熔鋁爐的關(guān)鍵配套設(shè)備,因此對其節(jié)能、環(huán)保要求比較高。
一.連續(xù)不換向蓄熱式燒咀工作原理
所謂連續(xù)不換向是指在燃燒過程中連續(xù)供應(yīng)燃料,不進行切換。助燃風(fēng)和引風(fēng)的流向由四通閥根據(jù)程序進行控制,從而讓兩個蓄熱室輪流蓄熱和放熱:助燃空氣進入蓄熱室A(B),被蓄熱體加熱到接近爐膛溫度后進入爐內(nèi),與燃料進行混合燃燒;高溫?zé)煔庠谝L(fēng)機的作用下進入蓄熱室B(A),加熱其中的蓄熱體到接近爐膛溫度,最終排走的的煙氣溫度不高于150℃。
二.影響連續(xù)不換向蓄熱式燃燒系統(tǒng)的主要因素
1. 燃料與空氣的混合。一般的燒咀,燃料與空氣是在燒咀處混合,混合好壞取決于燒咀的結(jié)構(gòu),而燒咀的結(jié)構(gòu)是相對容易調(diào)整控制的。連續(xù)不換向蓄熱式燒咀卻不一樣,燃料和空氣由單獨的管道供應(yīng),以單獨流股在爐膛內(nèi)混合燃燒?;旌系暮脡娜Q于燃料和空氣流股的夾角和兩者的相對速度。
2. 爐膛尺寸和火槍安裝的高度角度。不同的熔池尺寸,要求火槍安裝的角度和高度不一樣。
3. 火焰長度和走向。一般火焰長度達爐膛2/3以上為佳,太長則剛性差、溫度低。另外,應(yīng)避免火焰短路,即火焰直接進入引風(fēng)通道,造成排煙溫度過高,影響節(jié)能效果。
圖1:連續(xù)不換向蓄熱式燒咀管路圖
三.連續(xù)不換向蓄熱式燒咀的優(yōu)點
1.設(shè)備簡單,投資少。由于燃料不需要換向,燃料的供應(yīng)管路和電器控制系統(tǒng)變得非常簡單。
2.節(jié)能效果明顯。我司于2012年使用切換式蓄熱燒咀,熔煉天燃氣耗為68.11立方/噸;2013年進行改造,改造后平均氣耗為57.95立方/噸,節(jié)約燃料約15%。
3.設(shè)備故障率低。我司熔鋁爐改造前燃料以重油為主,切換式蓄熱燒咀在每次換向前后都存在短時間燃燒不充分,長期會在燒咀處形成結(jié)焦堵塞,影響燃料和空氣混合效果。另外,切換式蓄熱燒咀的燃料和空氣是在燒咀出口處混合后高溫燃燒,燒咀溫度高,容易損壞,造成維修量大,影響產(chǎn)能發(fā)揮。連續(xù)不換向蓄熱式燒咀由于燃料是連續(xù)供應(yīng)的,解決了燒咀結(jié)焦堵塞等問題,而且燃料和空氣是在爐膛內(nèi)混合燃燒,燒咀處于低溫區(qū),燒咀壽命相對較長。
4.燃燒穩(wěn)定,安全性高。由于燃料連續(xù)供應(yīng),只要一次點火成功,就能得到穩(wěn)定的火焰,避免了每次換向重新點火所產(chǎn)生的風(fēng)險。
5.鋁燒損低。助燃空氣在爐膛內(nèi)與燃料混合后燃燒,在混合過程中也與爐內(nèi)高溫?zé)煔膺M行卷吸,降低了助燃空氣的含氧量,使整個燃燒實際上是在貧氧環(huán)境下進行,抑制了鋁的氧化。
四.連續(xù)不換向蓄熱式燃燒系統(tǒng)的缺點
1.火焰剛性差。由于貧氧燃燒,火焰面積較大,造成火焰剛性差,鋁熔化速度相對較慢。
2.燃料和空氣容易混合不好,燃料得不到充分燃燒。
3.爐膛溫度較高,容易造成熔池鋁液上下層溫差增大。
關(guān)于連續(xù)不換向蓄熱式燃燒技術(shù),很多文獻資料都有闡述,但生產(chǎn)應(yīng)用不多,主要原因為實際案例少,用戶不敢嘗試。而事實上,連續(xù)不換向蓄熱式燒咀具有占地空間小、設(shè)備故障率低、使用安全性高且節(jié)能效果明顯等優(yōu)點,適合舊爐改造,具有實際推廣意義。