旋转式蓄热器与换向式蓄热器在铝熔炉中的比较.pdf

第41卷第6期
有色金属加工
Vol 41 No 6
2012年12月
NONFERROUS METALS PROCESSING
December 2012
旋转式蓄热器与换向式蓄热器在铝熔炉中的比较
卢继廷,周玉焕,黄隆盛,何永平
(广东坚美铝型材厂(集团)有限公司,广东佛山528231)
摘要:简要介绍了一-种用于铝熔炉的旋转式蓄热器的工作原理和蓄热体特点,并对其与在生产应用中相对
传统的换向式蓄热器的技术特点和数据对比分析。在生产实际应用中,相对于传统的换向式蓄热技术,旋转
式蓄热技术的熔炼速率提高了8.8%,能源利用率增加11.7%。
关鍵词:旋转式蓄热;换向式蓄热;热体;炉烟热能回收
中图分类号:TG307
文献标识码:A
文章编号:1671-6795(2012)06-0050-03
在铝型材加工行业,铝熔炉嫆炼时的炉温及排出行放热。如此持续进行,达到烟气余热回收利用的
烟气均达1000℃以上。烟气中的热能不加利用直接目的。
排放造成大量的热能损失。目前,铝熔炉烟气余热利
预热后助燃空气
用普遍采用蓄热箱或蓄热室交替蓄热放热的换向式
蓄热技术,该技术较为成熟,在铝加工行业得到广泛
热烟气
应用。但由于换向式蓄热技术不能连续加热,一般工
作1~2分钟后需要停止并启动另一个蓄热器进行工
作(即双蓄热器交替进行工作),降低了燃烧效率,同
时,频繁换向容易导致换向阀损环、炉膛炉气压力波
动等问题。采用中央旋转式蓄热技术能实现对助燃
空气连续预热助燃,对烟气连续蓄热排放具有减少频
旋转方向
繁换向及降低点火故障率等优点。本文就旋转式蓄
冷烟气
热技术与换向式蓄热技术在铝熔炉中的应用比较作
蜂蓄体预热前助燃空气
ー简要的描述。
图1旋转式熱器结构图
1旋转式蓄热技术的工作原理
Fig 1 Structure diagram of the rotary regenerator
如图1所示,蓄热体在下端旋转驱动装置的驱动
下,缓慢匀速的连续旋转;炉膛内的高温烟气由上端
蓄热体
盖左边通入蓄热器时,其热能被蜂窝蓄热体吸收,蜂
窝蓄热体吸收热能升温,烟气降温后排出蓄热体进入
1热体工作原理
除尘脱硫系统处理排放;随着蓄热器的连续旋转,蓄
蓄热体是蓄热器的核心部件,蓄热器蓄热效率的
热体在升温后逐渐旋转至右侧;右侧下端盖的助燃空高低很大程度上取决于菩热体的蓄热效果。蜂窝惹
气在风机作用下进入蜂窝蓄热体,此时高温蓄热体向
热体工作原理如图2所示,当髙温烟气通过蓄热体通
低温助燃空气释放热量,助燃空气升温后进人烧嘴助
道时,利用蓄热体高效蓄放热的特点,从炉内排出的
燃;蓄热体降温的同时逐渐由右侧旋转至左侧再次进
高温烟气中吸收热能并储存后,再将热能传递给助燃
行吸热,同时另一侧蓄热体完成吸热工序进入右側进
空气,提高燃烧效率,达到节约能源的目的。
2.2陶瓷莤热球和蜂窝莟热体的对比-3
目前铝加工行业中,换向式蓄热器多采用陶瓷蓄
收稿日期:2012-05-16
热球作为蓄热体,旋转式蓄热器则主要采用蜂窝式蓄
作者简介:卢继延(1953-),男,广东清远人,高级工程师。
热体。图3为两种蓄热器及相应蓄热体的实物对
第6期
有色金属加工
比图。
由表1可知,在相同体积的情况下,蜂窝式蓄热
体的开口率和比表面积远优于陶瓷蓄热球。开口率
预热后
高温烟气高温助燃空气
大有利于提高热能蓄放效率,减少堵灰现象;比表面
积大,增大了蓄热体与烟气的接触面,有利于提高换
蜂窝蓄热体
蓄热期
放热期一
热效率。
低温烟气预热前
3旋转蓄热器与传统换向蓄热器的
低温助燃空气
比较
图2蜂窝蓄热体换热原理图
Fig. 2 schematic diagram of Cellular regenerator heat exchanger
相比传统换向式蓄热技术,旋转式蓄热技术主要
具有如下技术特点:
(1)实现了连续对助燃空气的预热及燃烧,熔化
速度比传统换向蓄热技术快5~10%,能源利用率比
传统换向蓄热技术高10%~15%。
(2)无需交替点火及供气和排烟的管道切换,避
免了交替换向蓄热技术换向阀频繁切换引起的工件
劳损及供气和排烟故障,系统维护方便,故障率低。
(3)炉内气压稳定,避免了燃烧环境不稳定、不连
续引起的炉膛压力波动以及火焰外窜或熄灭,延长了
炉内耐火材料的使用寿命
(4)传统换向蓄热技术中,烧嘴与蓄热器需成对
安装,旋转式蓄热技术燃烧系统与蓄热系统相互独
a一换向式蓄热器;b一陶瓷蓄热球;
一旋转式蓄热器;d一蜂窝蓄热体;
立,燃烧器数量可根据实际生产需求设计安装,设计
图3蓄热器实物对比图
的灵活性、适应性更高。
Fig 3 Com parison chart of the aceumulator physical
(5)炉子燃烧产生的所有烟气全部经换热器蓄热
后由排烟风机送出,无需辅助排烟等其他排烟管路,
结构上,蜂窝蓄热体的蜂窝壁厚较薄仅为2mm,烟气余热回收更完全,排出的烟气温度低于250℃,因
蜂窝单元间距为4m;陶瓷蓄热球直径为20mm。由此,炉子排烟管路相对简单,减少了车间排烟管路建
此可计算相同体积情况下,两者结构性能的不同。陶设投资。
瓷蓄热球和蜂窝蓄热体相关参数对比如表1所示
表1陶瓷蓄热球和蜂窝蓄热体参数对比表
4旋转蓄热器和换向蓄热器的实际应
Tab 1 Parameter comparative table of Ceramic ball
用对比
regenerator and Honeycomb regenerator
蓄热体
陶瓷蓄热球
蜂窝蓄热体
表2所示为采用蜂窝蓄热体的旋转式蓄热器和
采用陶瓷蓄热球的换向式蓄热器在25T铝熔炉生产
形状
实际应用中的比较。
开口率
9%(Ap/A)
44%(Ap/A)
比表面积
240(m2·m-3)
1340(m2·m-3)
使用寿命
年损耗约25%
约6个月