加熱爐節能重在廢氣熱量回收

       加熱爐熱量的收入和支出是相等的，減少熱量的支出，就可以減少供入的熱量。加熱爐的熱支出項包括鋼坯有效吸熱、冷卻水熱損失、爐體散熱損失、門孔輻射熱損失、向爐外逸氣熱損失、燃料不完全燃燒損失等。在熱支出項目中，通常鋼坯有效吸熱占35%～45%、冷卻水熱損失占7%～20%、出爐煙氣熱損失占30%～40%，這三項是最主要的熱支出項。鋼坯有效吸熱是一定的，而且在鋼坯裝出爐溫度一定的條件下是不能改變的。由于爐底水管(或步進梁)采取了雙層包扎等比較完善的隔熱措施，因此冷卻水熱損失一般降到了10%以下，再降低的幅度有限。爐底水管還可以采用汽化冷卻方式，產生的蒸汽可供采暖、浴室等使用，壓力較高的還可以用作工廠動力源，這樣，冷卻水熱損失也得到了有效利用。而對于出爐煙氣余熱，以往通過安裝在煙道中的換熱器預熱助燃空氣加以回收利用，但是從換熱器排出的煙氣溫度仍有500～600℃，煙氣余熱回收不充分，煙氣熱損失占的比例仍然很大。因此，加熱爐節能的重點是更充分地回收煙氣余熱。

       在軋鋼加熱爐爐后煙道里裝設換熱器以預熱助燃空氣，是回收廢氣熱量的常用方法。一般助燃空氣每預熱100℃，加熱爐可以節能5%～6%，比如空氣預熱300℃可以節能15%～18%。因此空氣預熱溫度越高節能效果越好，但實際上預熱溫度受到一些條件的限制，一般預熱溫度很少超過500℃。換熱器的空氣預熱溫度受限制的主要原因是：首先，在煙氣溫度一定的條件下，空氣預熱溫度超過一定值時，需要的換熱器傳熱面積急劇增大，例如煙氣溫度為700℃時，空氣預熱500℃比250℃傳熱面積增大4倍。傳熱面積過分增大，不僅投資過大，而且帶來氣體阻力損失大、設備布置困難等技術上的問題；另一方面，為了獲得高的預熱溫度，空氣流向必須采取與煙氣流向逆流的方式，這種方式容易導致換熱器管壁溫度過高。預熱溫度越高，管壁溫度越高，管壁溫度高到一定程度(700℃以上)后，很難選用到長期耐用而又不是十分昂貴的金屬材料。由于以上兩方面的原因，限制了換熱器空氣預熱溫度的進一步提高。

       如果我們使用其他材料，例如陶瓷材料，我們會克服這樣的問題，碳化硅陶瓷，可以耐1000度以上高溫，而且導熱性較好，適用各種環境，抗熱震、耐腐蝕、高溫強度高、抗氧化性能好、使用壽命長。

       換熱器是回收煙氣余熱的一種高效節能設備。軋鋼加熱爐采用煙氣余熱換熱器，可將煙氣中余熱的60%～70%進行回收利用，縮短加熱時間，節約燃料消耗20%～30%，提高爐子產量15%～30%。目前節能換熱器種類很多，有片狀管式換熱器、管狀插入件式換熱器、噴流換熱器、熱管換熱器等。

       加熱爐的廢熱利用的潛力很大。從爐中排出的廢氣溫度比爐子指示溫度至少要高50℃。最后排出的廢氣溫度愈高，爐子的熱損失愈大。燃燒過程需要大量空氣，利用燃料廢氣熱量來預熱空氣是加熱爐的節能措施。例如廢氣溫度為900℃時，空氣燃料比為1∶4。廢氣帶走的熱損失率為50%。如果用此廢氣把空氣預熱到250℃，可節約15%的燃料，使22%的廢氣熱量得到回收。同時，空氣預熱溫度愈高，燃料節約率也愈大。