蓄热式与换热式加热炉比较
换向与不换向蓄热式燃烧技术的优劣比较
ｄ ｏ ｉ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ４ ８ ９ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． １ ３
Ｏ 前 言
燃料换 向蓄热式燃 烧技 术是 由英 国Ｈ ｏ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ
Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ 公 司 和Ｂ ｒ ｉ ｔ ｉ ｓ ｈ Ｇ ａ ｓ 公 司合 作 开发 推 出的
烟气进入蓄热室Ａ 将热量传递给其 中的陶瓷球 ，放 热后烟气温度下降到１ ５ ０ ￣ Ｃ 左右进入引风机。烧嘴
Ａ蓄热 室Ａ、烧 嘴 Ｂ 蓄 热室 Ｂ 按 照 四通 阀的换 向交 替
工作 。
熔 铝炉
烧 嘴Ｂ
新 式的蓄热式燃烧技术 ，近十几年 以来在熔铝炉 上获得了广泛的应用ｎ 、 、 。该技术采用耐火球做 蓄热体 ， 单位体积蓄热面积可达２ ０ ０ ｍ ，蓄热 的空
换 向蓄热式燃烧 技术熔化速度快 ，造价高 ，适 用于１ ０ ｔ 以上 的熔铝炉 ；不 换向蓄热式燃烧技术熔化速度慢 ，故 障率低 ，适用 于ｌ Ｏ ｔ 以下 ，特别是燃重油的小型熔铝炉 。
关键词 ：熔铝炉 ；不换 向蓄热式燃 烧 ；换向蓄热式燃烧 ；节能效果
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ ２ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ５ — ４ ８ ９ ８（ ２ ０ １ ５） ０ １ — ０ ０ ５ ５ — ３
《 铝Ｊ ｊ ￣ － ｒ》
２ ０ １ ５ 年第 １ 期 总第 ２ ２ ２ 期
技术工程
换 向与不换 向蓄热式燃烧技术 的优劣 比较
刘 效 洲
（ 佛 山企 业 博 士 后 工 作 站 扬 戈 炉 业 有 限公 司分 站 ，佛 山 ５ ２ ８ ２ ３ １）
蓄热式燃烧技术在加热炉中的应用
蓄热式燃烧技术在加热炉中的应用一、引言蓄热式燃烧技术自20世纪90年代从国外引进到国内，被广泛应用于钢铁行业，特别是在轧钢加热炉的应用上，通过不断消化吸收和创新改进，在节能减排方面取得了突出的成效。
高炉煤气作为高炉炼铁的副产品，由于热值低，常规情况下不能形成稳定燃烧，大量多余的高炉煤气不得不直接放散，造成了大气污染和能源浪费。
通过蓄热式燃烧技术的应用，将高炉煤气、助燃空气双蓄热后，能使高炉煤气及空气达到1000℃的高温，从而形成良好的燃烧效果。
该技术在轧钢加热炉上的应用取得了显著效果，将原先放散的高炉煤气变废为宝，降低了钢铁企业的整体能耗，减少了大气污染。
本文结合加热炉的设计工作实际，从烧嘴结构形式、火焰组织、换向阀优化布置等方面，探讨蓄热式燃烧技术在加热炉上的应用。
二、概况大冶某钢铁公司有一台高炉煤气双蓄热式加热炉，由我公司设计建造，于2019年元月建成投产，采用高炉煤气作为燃料，低热值为850×4.18kJ/Nm3，设计产能为120t/h（冷坯），主要钢种有10#，20#，45#，40Cr，Q345B，27SiMn，37Mn5等，钢坯规格主要有：150×150×7000—9000mm、180×220×7000—9000mm。
钢坯出炉温度为1200℃，单位热耗：≤1.3 GJ/t，氧化烧损：≤1％。
在设计中，我们采用的炉型为高炉煤气、空气双蓄热步进式加热炉，进出料方式为侧进侧出，单排布料，炉底水管冷却方式为汽化冷却，炉底步进机构由液压驱动，燃烧控制方式采用了先进的全分散脉冲燃烧控制技术。
三、蓄热式烧嘴的结构形式蓄热式烧嘴是蓄热式燃烧技术核心设备，主要由喷嘴、蓄热室、气室组成。
喷嘴是燃气和助燃空气喷入炉内的通道，也是烟气被吸入蓄热室的入口。
蓄热室内安装有挡砖和蜂窝体，挡砖为多孔的刚玉质砖，安装在靠近喷嘴的前端，对蜂窝体起到稳定和保护的作用。
蜂窝体一般采用刚玉莫来石质材料制成，其比表面积大，是蓄热小球的3-4倍，换热效率高，结构紧凑，受到越来越多用户的青睐和选择。
蓄热式加热炉
蓄热式加热炉一、蓄热式加热炉的分类和特点：1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式：同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。
按结构型式来分，则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。
其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种；通道式也可分为单通道和双通道两种方式。
按运料方式来分，蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。
全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制，与常规加热炉操作类似，能够满足各钢种对炉温的不同要求，实现炉温的灵活控制；群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制，这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制，也能满足大多数钢种对炉温的不同要求；通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制，不能实现炉温的灵活调整，只能满足少数钢种（如普碳钢）的加热要求，而不能满足大多数钢种（如合金钢）加热的需求。
2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点：①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温，有利于低热值燃料的利用；②充分利用烟气余热，节约燃料；③排烟温度低，氮氧化物含量少，环境污染少；④每对烧嘴交替燃烧，炉内温度均匀，可提高钢坯加热质量。
二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式，一种是陶瓷小球，另一种是陶瓷蜂窝体。
蜂窝体单位体积的换热面积大，在相同条件下，蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4～5倍。
同样换热能力时，蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3～1/4。
采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。
蜂窝体体内气流通道是直通道，而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的，因此蜂窝体的阻力较小，陶瓷小球蓄热体阻力较大，前者仅为后者的1/3左右。
蜂窝体壁薄，仅为0.5～1.2mm，透热深度小，蓄热放热速度快，换向时间仅需40～80秒，换向时间短，被预热介质的平均温度高，热回收效率高。
由于换向时间短，因此换热周期内的炉温波动小，有利于炉温和钢坯加热温度的控制。
蜂窝体内部是直通道，在高速气流的正吹反吹的频繁作用下，通道不容易积灰和堵塞。
预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比
预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比1. 前言- 对预热式加热炉和蓄热式加热炉这两种不同类型的加热设备进行介绍；- 说明论文的目的和意义。
2. 预热式加热炉的原理及应用- 介绍预热式加热炉的工作原理和特点；- 分析预热式加热炉的应用领域和优缺点；- 举例说明预热式加热炉的应用效果。
3. 蓄热式加热炉的原理及应用- 介绍蓄热式加热炉的工作原理和特点；- 分析蓄热式加热炉的应用领域和优缺点；- 举例说明蓄热式加热炉的应用效果。
4. 预热式加热炉与蓄热式加热炉的对比- 从能耗、效率、使用寿命、应用场景等多个角度，对预热式加热炉和蓄热式加热炉进行对比分析；- 探讨预热式加热炉和蓄热式加热炉各自的优劣势。
5. 结论与建议- 总结预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比；- 提出未来研究的方向和可行性建议。
第一章前言加热炉是工业生产中一个重要的热能设备，广泛应用于冶金、化工、纺织、造纸等行业。
随着我国工业化的发展和对环保的重视，加热炉的能耗和效率越来越受到关注。
在推进绿色、低碳、节能的方针下，预热式加热炉和蓄热式加热炉慢慢地成为了替代传统加热炉的一种新型加热设备。
本文将对这两种加热炉进行对比分析，以期为加热设备的选择提供一些参考。
第二章预热式加热炉的原理及应用预热式加热炉，又称为预热炉，是一种基于工作介质的热能储存和传递原理的加热设备。
其原理大致是：将工作介质（如氧气、氮气等）通过加热器中流动，在加热器中与高温燃烧产生的废气进行热交换。
当工作介质达到一定温度时，即可进入下一步工艺要求的加热状态，从而实现节能效果。
预热式加热炉存在广泛的应用领域，适用于液态、气态等不同状态的介质加热。
在石油、石化、化工等行业中，预热式加热炉可以用于原料的加热、再生制氢等特殊工艺，达到提高生产效率和降低成本的目的。
在电力、钢铁等行业中，预热式加热炉也广泛应用于焙烧窑、炉前加热以及环保降低排放等方面。
预热式加热炉有其独特的优缺点。
由于采用了工作介质的热能存储转换原理，使得其能够满足不同介质的加热要求，具有较高的加热效率，节约了能源成本，并且减少了环境污染。
6蓄热式连续加热炉讲解
蓄热式连续加热炉一、连续加热炉分类连续加热炉是热轧车间应用最普遍的炉子。
钢坯不断由炉温较低的一端（炉尾）装入，以一定的速度向炉温较高一端（炉头）移动，在炉内与炉气反向而行（蓄热式加热炉则不同），当被加热后钢坯达到所需要求温度时，便不断从炉内送出。
在炉子稳定的工作的条件下，一般炉气沿着炉膛长度方向由炉头向炉尾流动，沿流动方向炉膛温度和炉气温度逐渐降低，但炉内各点的温度基本上不随时间而变化。
加热炉中的热工过程将直接影响到整个热加工生产过程，直至影响到产品的质量，所以对连续加热炉的产量、加热质量和燃耗等技术经济指标都有一定的要求，为了实现炉子的技术经济指标，就要求炉子有合理的结构、合理的加热工艺和合理的操作制度。
尤其是炉子结构，他是保证炉子高产、优质、低燃耗的先决条件。
连续加热炉包括所有连续运料的加热炉，如推钢式炉、步进式炉、链带式、辊底炉、环形炉。
从结构、热工制度等方面看，连续加热炉可按下例进行分类。
按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式。
按所用燃料种类可分为：使用固体燃料、使用重油的、使用气体燃料、使用混合燃料的。
按空气和煤气的预热方式可分为：换热式、蓄热式。
按出料方式可分为：端出料的和侧出料的。
按钢料在炉内运动的方式可分为：推钢式连续加热炉、步进式连续加热炉等。
1炉宽根据钢坯长度确定：单排料B=l+2c双排料B=2l+3c三排料B=3l+4c式中l——钢坯长度，m,C——料排间及料排与炉墙的空隙，一般取c=0.15--0.30m 。
2炉长炉长的长度分为全场和有效长度两个概念，有效长度是钢坯在炉膛内所占长度，而全长还包括了从出钢口到端墙的一段距离。
炉子有效长度根据总加热能力计算出来，公式为：L效=Gbt/ng式中G——炉子的生产能力，kg/hb——每根钢坯宽度，m；t——加热时间，h；n——柸料的排数；g——每根钢坯的重量，kg;三段式连续加热炉各段长度的比例分配大致如下：均热段15%--25%预热段25%--40%加热段25%--40%多点供热的炉子，之中加热段较长，约占整个有效长的50%--70%，预热段很短。
蓄热-换热联用式加热炉的应用分析
提高，从热工方面则是指热负荷的增大 ，即单位 时间供入炉内燃料量的增加。在保证蓄热效果 的 前提下 ，烟气量增加要求蓄热室的换热面积也相
３ ．东北大学 ，４ ．中冶京诚 （ 秦皇 岛） 工程 技术有 限公 司 ）
摘 要 蓄热式燃烧技术应用于大型轧钢加热炉存在蓄热室扩容困难 、炉压较高且 波动频 繁、
气体阻力损失大 、换 向阀寿命 短等问题 ，蓄热 一 热联 用式加热炉将蓄热和换热两 种余 热 回 换
收技术相结合 ，兼有热 回收率高、燃料适 用范围广 、操作灵 活、工况稳定等特 点；还 分析 了
不 同烧 嘴 布 置 方 案 的优 缺 点 及适 用场 合 。
关键词 轧钢加热炉
大型化
蓄热式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
换热式
蜂窝体
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｒ ｈ ａ ｅ ｔｎｇ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｙ ｉ ｎ ａ ｌｃ ｔｏ ｆｒ ｇ ｎ ｒ ｔｖ － ｅ ｅ ｔｈ ａ ｉ ｕ ｎ ｃ
Ｊ ｅ ｇｕ Ｘ ｅ Ｇｕ ｗ ｉ Ｓ ｎ Ｗ ｅ ｚ ｕ Ｓ ｎ Ｗ ｅ ｑ ａ ｇ Ｌ ｏ ｕ ｉ Ｆ ｎ ｒｉ ａ ｉ ｏ ｅ ｕ ｎｈ ｏ ｕ ｎ ｉ ’ ｎ ｉ ｙ Ｂ
（ ． ｉ ｎｎ ｈ ｕ ｎｖｒｉ ， １Ｌａ ｉ Ｓ ｉ ａＵ ｉｅｓｙ ｏ ｇ ｈ ｔ
２． ｉ ｏ ｔｅ ｓ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＴｈ ｒ — ｎ ｒ ｙ Ｃｏ Ｓ ｎ ｓｅ ｌＡｎ ｈａ ｓ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｅ ｏ ｅ ｍｏ ｅ ｅ ｇ ．， Ｌｄ．， ｕ ｔ
３ Ｎｏ ｔ ｅ ｓｅ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｒｈ ａ ｔ ｒ ｉｅ ｔ ｓ ｙ，
轧 钢加热炉 大型化 既是我 国钢 铁行业发 展 的 必然 趋 势 ０ ，也 是 冶 金 工 艺 流 程 的 客 观 要 求 。
蓄热式加热炉
一、引言蓄热式加热炉是用于轧钢厂的一种新型的加热炉，具有高效燃烧、回收利用烟气及低二氧化碳排放等优点。
在工业企业中广泛应用，对节能减排工作起着重要的促进作用。
二、蓄热式加热炉的工作原理及其特点蓄热式加热炉的高效蓄热式燃烧系统主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。
它分为预热段、加热段和均热段三个主体。
其原理是采用蓄热室预蓄热全，达到在最大程度上回收调温烟气的湿热，提高助燃空气温度的效果。
新型蓄热式加热炉的蓄热室现在普遍采用陶瓷小球或蜂窝体作为蓄热体，其表面积大，极大的提高了传热系统，使蓄热室内的体积大大缩小。
再加上新型可靠的自动控制技术及预热介质预热温度高，废气预热得到接近极限的回收。
是一种新型的高效、节能的加热炉。
参与控制的主要现场设备有：各段炉温测量热电偶；煤气预热器前后烟气温度测量热电偶；各段烟气及排烟机前烟气温度测量热电偶；各段煤气、空气及烟气流量测量孔板及差压变送器；各段煤气、空气及烟气流量调节阀；各段两侧烧嘴前煤气切断阀及空气/烟气三通换向阀；炉压测量微差压变送器及用于炉压调节的烟道闸板；用于风压调节的风机入口进风阀；煤气总管切断阀及压力调节阀；其它安全保护连锁设备等。
三、换向原理换向装置是加热炉的重要部件，整个燃烧过程都是靠抽象向装置完成的。
可以说它是整个加热炉的心脏。
它的换向原理是：初始状态下，换向装置处于某一固定状态时，向炉子一侧的燃烧器输送煤气、空气，在炉内实现混合燃烧，同时从炉子另一侧的燃烧器排出烟气，经过一个周期（120s-180s)改变方向，实现周期换向。
换向装置一般采用双气缸、二位四通换向阀，它内有四个通道，每次动作开启两具通道，同时关闭两个通道以实现供气和排水气的周期性换向。
四、自动控制系统蓄热式加热炉控制系统一般有：⑴换向控制系统；⑵炉温控制系统；⑶炉内压力控制系统；⑷安全保护控制系统；⑸烟空比控制；⑹HMI人机对话界面的功能。
1、换向控制系统设备的选型换向控制是整个加热炉燃烧、控制系统的重中之重，是燃烧控制的关键控制系统。
甘肃省电蓄热热风锅炉和直热式电锅炉对比分析
电蓄热热风锅炉和直热式电锅炉相比优势特点很明显，但是也有相同点，两类锅炉都属于电锅炉，因此，其产品分类和适用范围是一样的。
需要特别注意的是，甘肃电蓄热热风锅炉要求用户能够享受低谷电政策，没有低谷电政策的地区，只能选择直热式电锅炉。
如果您能够享受低谷电政策，那么，我们建议您选择电蓄热热风锅炉，而非直热式电锅炉。
下面了解一下电蓄热热风锅炉相比直热式电锅炉的一些优势特点。
（电蓄热热风锅炉-产品图片）【选择电蓄热热风锅炉的理由】一、固体蓄热式电锅炉相比直热式电锅炉，运行成本低很多电蓄热热风锅炉比直热式电锅炉运行成本低20%以上，具体节能比例由当地峰、平、谷电差价决定，峰谷电差价越大，固体蓄热式电锅炉节能比例越高。
在低谷电政策好的地区，电蓄热热风锅炉运行成本无限贴近甚至低于燃煤锅炉。
两种电锅炉运行费用粗略对比计算方式如下：普通直热式电锅炉耗电费用=【输入电功率*峰电时段供暖时长*峰电电价+输入电功率*平电时段供暖时长*平电电价+输入电功率*谷电时段供暖时长*谷电电价】*120天（1个取暖季的取暖天数）电蓄热热风锅炉耗电费用=【供暖面积（㎡）*设计热负荷指标(w/㎡)*120天（1个取暖季的取暖天数）*每天低谷电时长/1000】*当地低谷电价二、固体蓄热式电锅炉，可以享受政府补贴，而直热式电锅炉不享受政策支持由于固体蓄热式电锅炉节能、环保特点明显，并且可以充分利用很多地区夜间无法消纳的低谷电，因此，对于平衡国家电网的峰谷电量有很大的意义，在各地煤改电工程中，蓄热式电锅炉深受很多地区政府的青睐，纷纷推出了补贴政策和其他支持政策。
（电蓄热热风锅炉-产品图片）河北省：在河北省新印发的《河北省城镇供热煤改电工作指导意见》中，明确提出鼓励储热式电能供热站、蓄热电锅炉、蓄热式电暖气。
河北省保定市在15年发布的煤改电补贴政策中提到，中心城区公共建筑分散燃煤锅炉、生产经营性分散燃煤锅炉、居民分散燃煤锅炉(含中心城区三环内城中村集中供热分散燃煤锅炉)，按标准要求改造为蓄热式电锅炉的，以拆除改造后的锅炉吨位为依据，以13万元/吨(不足1吨的按1吨计算)的标准给予一次性资金补助，用于锅炉拆除单位购买低谷蓄热式电锅炉。
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蓄热式与换热式加热炉比较！
按余热回收方式划分，现有的加热炉主要包括换热式加热炉（常规加热炉）和蓄热式加热炉两种方式。
换热式加热炉的显著特征就是在加热炉上采用了一种在烟道内回收烟气余热的装置―换热器（又称预热器、热交换器）。
换热器是利用炉膛排出的废气（热流体）预热助燃空气、煤气（冷流体）的热工设备。
工作时，高温烟气和被预热空（煤）气同时流过间壁的两侧，烟气以对流和辐射传热方式将热量传给间壁的一侧（高温侧），经过间壁的导热传给间壁的另一侧（低温侧），再以对流或辐射传热方式将热量传给被预热空（煤）气。
蓄热式加热炉的烟气余热回收主要是通过炉体两侧的蓄热室来实现。
助燃空气经切换阀进入右侧通道，而后流经右侧的蓄热室吸收蓄热体储存的热量，把助燃空气预热到800℃-1100℃，再经过烧嘴喷入炉内；与此同时左侧切换阀与引风机相通，这样燃烧产物对物料加热后进入左侧通道，在蓄热室内将烟气热量大部分传递给蓄热体后，以150℃左右的温度经引风机排入大气中。
间隔一定时间（蓄热式燃烧技术常用的换向时间为30s200s）后系统运行进入后半周期，控制系统发出指令，切换阀动作，此时煤气和助燃空气从左侧烧嘴喷出并混合燃烧，这时右侧烧嘴变为烟道。
高温烟气经引风机的作用通过右侧，将其蓄热体加热后，以150℃左右的温度进入切换阀和引风机排入大气中，完成一个换向周期。
应用中两类加热炉均存在一定的问题和不足。
换热式加热炉主要存在的问题有：加热炉不能以低热值的纯高炉煤气为燃料；不能充分回收烟气余热，加热炉的热效率低等。
蓄热式加热炉主要存在的问题有：炉压高且波动大，炉口和炉体冒火严重，炉门易烧损；炉况难于控制；加热炉寿命短等。
随着企业生产工艺流程的改造，加热炉大型化成为满足现代化生产所必需，采用何种炉型何种方式实现加热炉的大型化值得期待。
若通过增加炉子长度或宽度的方法来实现加热炉大型化，有可能导致加热炉性能下降，因而此方法不可取。
若采用蓄热式加热炉炉型结构实现加热炉大型化，应考虑扩大蓄热室容积并增加引风机的排烟能力。
在现有蓄热室的基础上继续用增加蓄热室横截面积来扩大蓄热室容积难以实现；若用增加蓄热室长度来实现蓄热室的扩容，则会增加流动阻力，加大动力消耗，进而影响蓄热式加热炉的节能效果。
即便提高排烟机引力在一定程度上能够加大排烟量，但是随着排烟机引力的加大，将使烟气流经蓄热室的流速增加，影响烟气和蓄热体之间的蓄热和换热效果，导致加热炉排烟温度的上升，进而使蓄热式加热炉难以发挥排烟温度低的优点。
可见，蓄热室扩容已成为蓄热式加热炉进一步大型化的瓶颈，为了满足高效、节能、低污染的要求，开发设计新型加热炉势在必行。
本技术提供一种蓄热一换热式联用加热炉及其加热方法，其目的是实现加热炉大型化，克服上述两种加热炉的各自缺陷，使两者的烟气余热回收技术相得
益彰，使纯高炉煤气等低热值燃料在加热炉上得以应用，加热炉的压力控制平稳，加热炉的寿命延长。
技术简介:
蓄热-换热式联用加热炉及其加热方法涉及一种工业加热及其余热回收技术领域，其特征是在系统内同时具有蓄热室和换热器；在加热炉的前部设置有均热段、加热段，在加热炉的尾部设有预热段；采用均热段、加热段、预热段多段(点)供热制度，加热炉前部采用蓄热燃烧方法，后部采用换热燃烧方法，预热段直接利用烟气余热加热物料。
本发明的目的是实现加热炉大型化和炉膛压力的平稳控制，克服换热式和蓄热式这两种加热炉及其烟气余热回收技术的缺陷，并可使纯高炉煤气等低热值燃料在加热炉上得以应用，加热炉压力平稳，寿命延长。
通过本发明的实施，实现加热炉大型化，烟气余热利用率提高；炉内压力状况改善，吸风和冒火减少、节能减排等目的。