蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉上的应用
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作者: 郭先喜
摘要 ：简述蓄热式燃烧技术的工作原理及其在轧钢加热炉的应用，详细说明江阴兴澄特种钢铁有限公司轧钢加热炉在蓄热式燃烧技术的使用上所出现的问题及处理办法，为蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉上的更好应用提供参考。
一、 蓄热式燃烧技术的工作原理
蓄热式燃烧技术是利用蓄热室热交换原理，排烟时，高温烟气通过蓄热体储存热能；供气时，蓄热体释放热能，把助燃空气和煤气预热到一定的温度；从而大幅度降低加热炉燃料消耗，是提高加热炉热效率、节能、环保的新技术。
二、 蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉上的应用
江阴兴澄特种钢铁有限公司是一家年产600万吨的特殊钢生产企业。21世纪以来，为了降低生产成本，公司新建了多座炼铁高炉。针对高炉煤气的排放所产生的环境污染及能源上的巨大浪费，公司从2002年开始，开始在轧钢加热炉上尝试使用高炉煤气作为燃料，利用蓄热式燃烧技术，对助燃空气和高炉煤气进行双蓄热，取得了巨大的成功。目前，公司滨江厂区内的五条轧钢生产线共9座加热炉，全部采用高炉煤气为燃料的蓄热式燃烧技术对钢坯进行加热，彻底取代了燃煤、燃油及天然气，取得了巨大的社会效益和经济效益。
三、 蓄热式燃烧技术使用过程中的各种问题及处理
蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉的大量使用是本世纪才开始，缺少必要的理论指导。江阴兴澄特种钢铁有限公司在蓄热式燃烧技术的探索和使用过程中也出现了不少问题，通过公司热能工程技术人员的不屑努力，均得到了有效的解决。
1、炉膛压力的控制：
加热炉在运行过程中必须维持一个进出炉膛的气体的体积平衡，体积平衡了，加热炉的炉膛压力才能维持在一个合适的水平。江阴兴澄特种钢铁有限公司在蓄热式燃烧技术使用的前期，炉膛压力问题一直困扰着热能工程技术人员，特别是在蓄热体使用的后期。炉膛压力过高，直接导致了炉体串火、烧坏炉体、烧坏设备、浪费能源、污染环境等问题。
蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉上的应用讲究的是一个蓄热和排烟的能量平衡。由于排烟温度的限制，在排烟能力一定的情况下，只有通过提高蓄热能力来实现。提高蓄热能力可以通过提高蓄热体的蓄热能力和增加蓄热体的安装量来实现。3500炉卷蓄热式加热炉设计蓄热体安装量为81m3，炉膛压力控制在10～50Pa，炉压自动控制功能实现。
2、温度均匀性的控制：
通常的蓄热式加热炉都是采用单侧燃烧的方式，当一侧供气燃烧时另外一侧则排烟，然后按照一个设定的换向周期进行变换，最终实现钢坯的加热。受到外网供气压力、管线压损、烧嘴流速、烧嘴喷角、燃烧控制等方面的影响，燃气在炉内燃烧时，火焰的长度不足，直接导致了炉宽方向上钢坯温度的不均匀，影响轧制。
江阴兴澄特种钢铁有限公司在高炉煤气压力较低的情况下，通过优化烧嘴设计、采用数字化脉冲控制技术等方法很好解决了沿炉宽方向上钢坯的温度均匀性问题，温差由开始的50℃左右到现在的20℃左右
3、排烟温度超温的控制：
为了确保空煤气的蓄热效果和保护换向阀，一般烧嘴后烟气的温度要求在120~180℃。但在实际生产中，由于管路的阻力、各种阀门的破损、蓄热体的使用寿命等因素，每一个烧嘴后的烟气温度高低不一，从而出现排烟温度个别超高的现象。
从实际生产的情况来看，定期对管路、换向阀、手阀及蓄热体进行维护，确保其正常工作，同时，在炉膛压力许可的情况下，尽可能降低排烟风机的频率，降低排烟风机差压，可以降低烟气通过蓄热体时的流速，从而使蓄热更充分，最终达到降低排烟温度的目的，效果明显。
4、换向阀使用及检修维护：
换向阀是蓄热式加热炉正常运行的关键设备，换向阀的好坏直接影响加热质量和加热炉产能。江阴兴澄特种钢铁有限公司3500炉卷蓄热式加热炉采用分散换向的控制方式，换向阀置于加热炉炉顶，共计168个，加热炉换向频率为60秒。
为了保证换向阀的正常使用，必须做到以下几点：
首先，在仪表压缩空气总管和各段支管上加气动三联件，保证仪表压缩空气的清洁使电磁阀能正常动作，同时，对气缸进行加油润滑。
其次，定期对气缸及换向阀阀体进行加油。
再次，控制排烟温度，从燃烧控制程序上确保超温即换向或停烧的办法，保证气缸及换向阀阀体的密封垫和缓冲垫的完好。
四、 结论
1、轧钢加热炉使用高炉煤气作为燃料，是一项节能、环保的新技术，能产生巨大的社会效益和经济效益。蓄热式燃烧技术具有广阔的市场前景。
2、加热炉采用蓄热式燃烧控制，具有温度均匀性好、热效率高、无局部高温区、氧化烧损低等优点。
3、蓄热式燃烧技术在轧钢加热炉上的使用缺少必要的理论指导，特别是在烧嘴设计、炉压控制、换向阀制作与控制、蓄热体的制作等方面，需要热能工程技术人员不断的在实际生产中进行总结，不断提高。
4、蓄热式燃烧技术在工业生产中的应用符合国家产业技术政策关于鼓励企业发展循环经济的要求，具有广阔的市场前景。
作者简介：
郭先喜，1975.10，材料专业工程硕士，中级工程师，主要从事各种工业炉燃烧技术的研究。
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