博比巴茨（上海）機(jī)械設(shè)備有限公司

　　摘 要 針對(duì)某企業(yè)小型熔鋁爐煙氣特點(diǎn)，提出了熔鋁爐爐頂出口煙氣余熱利用系統(tǒng)的可行性技術(shù)方案。

　　對(duì)某企業(yè)容量為 2t 的熔鋁爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，熔鋁爐爐頂出口煙氣溫度為1060℃ 。在投入鋁錠量為 460kg / h，成品鋁粉量為 452kg /h 時(shí)，熔鋁爐爐頂排出煙氣的流量達(dá)1072m3/ h，煙氣帶走的熱量比例高達(dá) 67% ，占熱損失的 82% ，造成熔鋁爐能量大量損失，鋁粉生產(chǎn)能耗高。

　　為此，針對(duì)小型熔鋁爐煙氣余熱回收利用進(jìn)行研究，以達(dá)到降低油耗，節(jié)約能源，提高能量利用效率的目的。

　　1 煙氣余熱回收利用方式

　　1. 1 高溫?zé)煔庥酂峄厥?/p>

　　高溫?zé)煔庥捎跍囟雀撸�其能�?jí)較高，因此易于回收利用，一般應(yīng)非常大限度地將其轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能，用于動(dòng)力，即所謂 “高質(zhì)高用”。

　　凡是溫度在 600℃ 以上，煙氣量大于 5000m3/ h 的高溫?zé)煔�，均可安裝余熱鍋爐生產(chǎn)較高壓力的蒸汽和熱水，也可用熱交換器生產(chǎn)熱水或熱空氣，還可以直接通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。

　　利用余熱鍋爐產(chǎn)生較高壓力的蒸汽，通過(guò)汽輪機(jī)發(fā)電或直接拖動(dòng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等，可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　因此，應(yīng)盡量利用高溫余熱生成高壓蒸汽，以獲得較高的效率。

　　1. 2 中、低溫?zé)煔庥酂峄厥?/p>

　　對(duì)于中、低溫?zé)煔庥酂�，一般可以利用空氣預(yù)熱器、省煤器加熱空氣和給水，也可用于加熱物料等。

　　( 1) 預(yù)熱空氣或燃料

　　本體設(shè)備不變，工質(zhì)或物料有效吸收熱不變，由于回收的熱量預(yù)熱助燃空氣或燃料，實(shí)際供給的燃料量減少。該回收方式使回收的熱量在爐內(nèi)循環(huán)，鍋爐、工業(yè)爐等加裝空氣預(yù)熱器為此類情況。

　　( 2) 加熱工質(zhì)或物料

　　利用煙氣余熱來(lái)預(yù)熱、干燥原材料或工質(zhì)，將熱量帶回裝置，也可起到直接節(jié)約能源的作用。該余熱回收方式減少排煙熱損失，外界供給的燃料量相應(yīng)減少。

　　( 3) 余熱回收后供給外界

　　本體設(shè)備不變，供給體系的熱量和有效熱量均不變，由于余熱回收后供給外界，排煙損失減小。

　　對(duì)于中、低溫?zé)煔庥酂幔�往往是通過(guò)各種熱交換設(shè)備將煙氣的熱能傳遞給不同工作介質(zhì)，進(jìn)而加以利用。

　　因此換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)在一定程度上決定余熱回收利用的效果。

　　熔鋁爐排煙溫度雖然在 800℃ 以上，但其煙氣量?jī)H有 1072m3/ h，不適合安裝余熱鍋爐產(chǎn)生較高壓力的蒸汽和熱水，更不適合直接通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。

　　因此，可將熔鋁爐的煙氣余熱歸類于中低溫余熱，利用方式為預(yù)熱空氣或燃料及加熱工質(zhì)或物料。

　　3 熔鋁爐余熱利用技術(shù)方案

　　3. 1 預(yù)熱助燃空氣

　　提高助燃風(fēng)溫度能夠有效降低熔鋁爐的能耗，在相同的排煙溫度下，采用熔鋁爐排煙預(yù)熱助燃風(fēng)可以將熱量帶回爐膛，回收煙氣中的熱量。助燃空氣溫度越高，其顯熱越高，燃料節(jié)約率就越高。該系統(tǒng)主要由氮?dú)饧訜崞骱蜔煔?－ 空氣熱交換器兩種換熱設(shè)備組成。

　　方案一的主要流程為: 煙氣通過(guò)氮?dú)饧訜崞鳎�加熱霧化鋁粉所需氮?dú)�，可以將煙溫�?060℃ 降到 900℃ 左右; 從氮?dú)饧訜崞鞒鰜?lái)的煙氣通過(guò)煙氣 － 空氣換熱器預(yù)熱助燃空氣，以提高爐膛溫度和熔鋁爐燃燒效率，助燃空氣預(yù)熱至300℃ ，可將煙氣溫度降至610℃ 。

　　3. 2

　　預(yù)熱助燃空氣和燃油研究表明，提高燃油溫度亦能達(dá)到節(jié)能的目的，可采用煙氣先預(yù)熱助燃空氣，再加熱燃油的辦法回收煙氣余熱。

　　燃油和助燃空氣溫度越高，其顯熱越高，燃料節(jié)約率也越高。

　　方案二的主要流程如圖 2 所示: 靠前級(jí)，煙氣通過(guò)氮?dú)饧訜崞鳎�加熱霧化鋁粉所需氮?dú)�，可以將煙氣�?1060℃降到 907℃左右; 第二級(jí)，從氮?dú)饧訜崞鞒鰜?lái)的煙氣通過(guò)煙氣－ 空氣換熱器預(yù)熱助燃空氣; 第三級(jí)，煙氣預(yù)熱助燃空氣后，再經(jīng)燃油加熱器加熱柴油，使柴油溫度由 15℃ 上升到 300℃。

　　經(jīng)換熱計(jì)算，煙氣預(yù)熱助燃空氣與燃油后溫度可降到 585℃。

　　3. 3 加熱助燃空氣和鋁錠

　　將助燃空氣預(yù)熱至 300℃，然后將剩余的煙氣熱量預(yù)熱鋁錠，煙氣余熱利用方案。

　　方案三的主要流程為: 靠前級(jí)，煙氣通過(guò)氮?dú)饧訜崞�，加熱霧化鋁粉所需氮?dú)�，可以將煙氣�?1060℃降到 907℃左右; 第二級(jí)，煙氣加熱氮?dú)夂笤俳?jīng)煙氣 － 空氣換熱器預(yù)熱助燃空氣，考慮到空氣溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致火焰溫度過(guò)高燒毀燒嘴，

　　第二級(jí)助燃空氣預(yù)熱至 300℃ 即可; 第三級(jí)，煙氣預(yù)熱助燃空氣后再由引風(fēng)機(jī)引入鋁錠加熱室，將剩余的熱量用來(lái)預(yù)熱鋁錠。

　　經(jīng)過(guò)換熱計(jì)算，把鋁錠加熱到 350℃后煙溫可降到 508℃。

　　3. 4 預(yù)熱燃油、助燃空氣和鋁錠

　　為了達(dá)到節(jié)能的目的，可以考慮將助燃空氣預(yù)熱至 300℃，將燃油預(yù)熱到 300℃，然后將剩余的煙氣熱量預(yù)熱鋁錠，煙氣余熱利用方案。

　　方案四的主要流程為: 靠前級(jí)，煙氣通過(guò)氮?dú)饧訜崞�，加熱霧化鋁粉所需氮?dú)�，此過(guò)程可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級(jí)，從氮?dú)饧訜崞鞒鰜?lái)的煙氣通過(guò)煙氣 － 空氣熱管換熱器加熱助燃空氣，將助燃空氣預(yù)熱至 300℃，由方案一和方案二可知，煙溫可降至 610℃; 第三級(jí)，煙氣預(yù)熱助燃空氣后經(jīng)燃油加熱器加熱柴油，使柴油溫度由 15℃上升到 300℃，由方案二可知煙氣可從 610℃ 降到 585℃; 第四級(jí)，煙氣預(yù)熱助燃空氣后再由引風(fēng)機(jī)引入鋁錠加熱室，將剩余的熱量用來(lái)預(yù)熱鋁錠，由方案三的計(jì)算可知，煙氣把鋁錠加熱到 350℃后可降到 483℃。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)管道系統(tǒng)改造和除塵器設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高爐爐頂均壓放散煤氣的回收，不僅每年可產(chǎn)生約 145 萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益，而且每年少排放灰塵400t，減小了空氣污染。