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铝合金熔炼炉双蓄热技术研究

时间:2017年05月19日      来源:      责任编辑:admin

铝合金熔炼炉双蓄热技术研究

成果基本信息
关键词:铝合金;熔炼;双蓄热
成果类别:应用技术技术成熟度:初期阶段
体现形式(基础理论类):体现形式(应用技术类):企业标准
成果登记号:20113519

研究情况
单位名称:保定安保能冶金设备有限公司技术水平:国内先进
评价证书号:冀科成转鉴字[2011]第9-682号评价单位:河北省科技成果转化服务中心




转化情况
转让范围:限国内转让推广形式:其他
已转让企业数(个):0






成果简介

一、任务来源

   为解决铝熔炼炉存在的回收热量的数量有限、空气预热器寿命短或维修困难、炉膛内存在局部的高温区,影响了工业炉的局部炉膛耐火材料使用寿命和提高炉内铝合金的烧损量、助燃空气温度的增高导致火焰温度增高,NOX的排放量大大增加的问题,保定安保能冶金设备有限公司提出了铝熔炼炉双蓄热燃烧技术的研发计划。

二、应用领域和技术原理

1.应用领域

铝合金制造企业与铝合金铸造企业。

2.技术原理

蓄热式换热技术,利用耐火材料作载体,交替地被废气热量加热。再将蓄热体蓄存的热量加热空气和燃气,获得高温预热,达到废热回收的效能。烧嘴成对布置,相对两个烧嘴为一组(A组、B组烧嘴)。从鼓风机出来的常温空气和煤气通过各自的管道由换向阀切换进蓄热式烧嘴1、4后,在经过蓄热式烧嘴1、4陶瓷小球时被加热,在极短时间内常温空气和煤气被加热到接近炉膛温度(一般为炉膛温度的80%~90%)。被加热的空气和煤气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料,实现燃料在贫氧状态下燃烧;与此同时,炉膛内的热烟气经过另两个蓄热式烧嘴2、3排入大气,炉膛内高温热烟气通过蓄热式烧嘴2、3时将显热储存在蓄热式烧嘴2、3内的蓄热体内,然后以低于150℃的低温烟气经过三通换向阀排出。当蓄热体储存的热量达到饱和时换向进行切换,蓄热式烧嘴在蓄热与工作状态之间进行交换,从而达到节能和降低NOX排放量等目的。

三、性能指标(写明计划任务书或合同书要求的主要性能指标和实际达到的性能指标)

(1)每天节省燃料约50%,提高了燃料的使用效率,降低了长期投入的总成本,增加了经济效益。

(2)在降低消耗的同时减少了排放废气的数量,降低了污染程度,提高了工人操作环境舒适度。

(3)与炉组配套的蓄热式燃烧系统有良好的便于操作的人机界面,可以让工人在操控室里,足不出户地完成操作任务。

四、成果的创新性、先进性

铝合金熔炼炉双蓄热燃烧系统具有以下创新点:

(1)消除了局部高温区,炉温分布均匀,铝氧化烧损降低1%

(2)延长了耐火材料使用寿命≥3年

(3)煤气损失率由6%~8%下降为2.5%以下

(4)蓄热式燃烧器,自动控制空燃比,比传统烧嘴熔化一吨铝合金节能≥50%

(5)由四通换向阀改为两个三通换向阀的,这样更有利于排放废气减少温室效应气体CO2排放量≥50%

(6)铝烧损率发生明显改观,纯铝冶炼烧损率达到4.5‰以下

(7)在铝熔炼炉首次应用:SIMATIC S7-300 PLC控制系统与HMI人机操作界面,可以让工人更便于操作

五、作用意义(直接经济效益和社会意义)

(1)使用普通烧嘴熔化一吨铝合金需耗煤270公斤,使用双蓄热式燃烧系统熔化一吨铝合金需耗煤133公斤,每熔化一吨铝合金节省煤137公斤,煤按每公斤0.8元计算,假设冶炼企业年产铝合金20000吨,则全年可节约成本20000×137×0.8=219.2万元。

(2)采用双蓄热式燃烧系统后可以每年减少排放二氧化碳,每吨燃煤燃烧产生二氧化碳20千克,该炉组每年可节约燃煤2740吨,即减少排放二氧化碳54800千克。

六、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见

从以上效益分析,铝合金熔炼炉双蓄热式燃烧系统设计独树一帜的思路,良好可靠的运行,优良的各项技术指标,先进卓越的技术水平已得到了同行及业界的认可与大力推介。该技术的投入使用,极大地降低了燃料的消耗,节约了成本,降低了能耗,提高了生产效率,减轻了工人的劳动强度以及保护了工人操作的安全性,提供了工人操作的便利条件,贯彻执行了国家关于节能减排的方针,是节能减排创新技术,值得在铝加工行业被推广利用,在企业效益和社会效益上均具有可行性。


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