特殊钢分公司工业炉节能措施的实践和探讨

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1、全国能源与热工 2008 学术年会 181 特殊钢分公司工业炉节能措施的实践和探讨特殊钢分公司工业炉节能措施的实践和探讨 肖进军 （宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司设备部 上海 200940） 摘摘 要：要： 工业炉是工业加热的关键设备，其每年能耗约占特殊钢分公司总能耗的 30%。且目前分公司工业炉的能源利用 总体水平不高，热效率平均不到 30%，因此在工业炉节能方面具有很大的潜力可挖。面对公司节能降耗的严峻考验，结合 特殊钢分公司在工业炉节能方面开展的实践工作，探讨了在加热工艺、炉体结构、操作以及管理四个方面对工业炉进行节 能降耗。 关键词：关键词： 工业炉；节能；措施 The Practi

2、cal Research and Discussion of the Industrial Furnace Energy Saving Measures in BaoSteel Special Steel Branch XIAO Jin- jun （Equipment Department, Baoshan Iron the average of the heating efficiency is no more than 30%.So the industrial furnace energy saving of the company will be a huge potential be

3、nefit. While facing the great challenge of the energy saving, base on the practical research of Baosteel Special Steel Branch industrial furnace energy saving aspect, this article discuss four measures, which are the heating process, the furnace body structure the furnace, operation and the efficien

4、cy management, to illustrate the industrial furnace energy saving. Key words: Industrial furnace; Energy saving; Measures 0 前言 特殊钢分公司目前拥有工业炉窑近200多台 （套） ，由于特钢产品本身工艺的特殊性，特殊钢 分公司工业炉具有炉型多、结构复杂、加热工艺 多等特点，包括了步进梁式炉、步进室式炉、隧 道炉、车底炉、辊底式连续退火炉、移罩炉、保 护气氛炉等多种炉型。目前特殊钢工业炉采用的 燃料为天然气，2007年特殊钢分公司全年天然气 成本占公司总能源成本的32.1%

5、。随着能源的日益 紧张，天然气的价格不断上涨，分公司面临的成 本压力也越来越大。根据集团公司的要求，特殊 钢分公司2008年节能量为9万吨标煤，这对分公 司的节能降耗工作提出了严峻的挑战，而工业炉 作为分公司的耗能大户，承担着节能降耗的重担。 因此，如何降低工业炉窑的燃耗，提高其热效率、 降低加热成本已越来越受到各方面的重视。 1 加热工艺方面的节能措施 在加热工艺方面采取措施降低能耗，只要不 影响生产率、不增加成本并能保证产品质量，就 是可行的。需要指出的是，节能不一定必须表现 在炉子热效率的提高上，只要产品的能源单耗降 低，就应该认为是节能的。加热工艺节能可着眼 于以下几个方面： （1）降

6、低加热温度； （2）缩短 加热时间； （3）采用快速加热工艺； （4）对燃烧 进行自动调节； （5）改进工艺。 降低加热温度可减少热损失与供入热，这样在 炉子生产率不变的情况下产品的燃料单耗就较 低，因此是节能的。加热温度降低也使有效热降 工业炉窑热工 182 低，从热效率来看可能没有什么作用，但燃料单 耗降低显然是有节能作用的。 在加热温度不变时缩短加热时间亦为一种节能 措施。加热不足是必须避免的，但过长亦不应该。 传统的加热时间计算多考虑有较长的加大系数， 从节能原则出发应该把这种裕度降至最小。 快速加热是一种用提高炉温或其他方法强化 传热以缩短加热时间的工艺。提高炉温会增大热 损失，所以

7、快速加热要明显缩短加热时间并降低 单耗才有节能效果。 对燃烧工况进行自动调节和对加热工艺采取 程序控制亦可取得节能效果。自动调节可避免烧 高温度，并可始终使燃烧保持最佳状态，使冷空 气吸入量与热空气溢出损失较少，其对炉况的综 合控制效果是人工操作所不及的，所以有节能效 果。 自2006年1月起，首先在条钢厂棒材一分厂 开展对碳结钢的降温轧制试验，在取得阶段性成 果后，扩展到对合金结构钢、冷镦钢、工具钢、 部分汽车用钢等的降温轧制试验，均获得了成功， 节约天然气效果明显，由此对加热降温轧制工艺 固化和推广，表1为降温轧制试验前后天然气单 耗对照表。 表 1 降温轧制试验前后天然气单耗对比 钢种天

8、然气单耗相对改造前下降量节能率 碳结钢6.0315.18% 合结钢8.2820.12% 2 炉体结构方面改进的节能措施 2.1 加强炉体密封方面的改进 炉体密封，包括炉膛内各引出构件，炉壳、 炉门等处的密封。炉体密封不严，将会造成到处 跑火、漏火，造成能源大量浪费、设备烧坏、环 境恶劣等状况，因此炉体密封直接影响工件的品 质和能耗，同时密封也是炉内气氛控制的关键。 2006年10月对7#台车式高温加热炉进行了 炉体密封改造，效果比较明显。表2为7#炉改造 前后对比，改造后天然气单耗相比改造前下降了 36.39 m3/t。 2.2 优化炉衬结构 炉衬在保证炉子的结构强度和耐热度的前提 下，应尽量

9、提高保温能力和减少储蓄热。单纯依 靠增加炉衬厚度来降低炉外壁温度不仅会增加炉 衬储蓄热和成本，而且相应减少了炉底面积的有 效利用率。选用耐火纤维、岩绵等作为保温层， 用轻质砖作为炉体的内衬，减少炉体的蓄热损失， 增强炉子的隔热保温，减少炉墙的散热损失。 3 操作方面的节能措施 工业炉窑燃烧操作的好坏直接影响到燃耗的 高低，所以操作中要把节能摆在重要位置上，采 用一切可能的措施降低燃耗。如： （1）精心控制燃烧，调整好空燃比，掌握好 炉压； （2）随时注意运行参数的变化并相应进行调 整，使燃烧始终保持良好状态； （3）注意燃烧器的维护保养，避免运行不良、 燃烧恶化； （4）在保证性能要求与符合工

10、艺规定的情况 下，应尽量采用下限温度与时间进行加热； （5）注意装料方法，改善物料受热条件，缩 短加热时间； （6）适当增加装炉量，提高炉子生产率； （7）尽量利用热炉或上工序余热装料； （8）掌握好工序之间衔接，做到不延长炉内 停留时间和不烧空炉待料； （9）注意砌体的保养和维护，避免损坏砌体， 增大热损失。 在操作上求节能一方面取决与技术因素，另 一方面也取决于工作上的高度负责和精心打算。 有着精良技术和重视节能的操作工在调整操作时 多数都很注意点滴的节约，例如增大燃烧能力时 总是先加风再配给适宜的燃烧量，减小能力时总 是先减少燃烧量再相应减风，即始终避免出现不 完全反应所造成的燃料浪费。

11、不要认为一般的操 作措施节能量小而不予重视，积少则多，不少自 动调节系统能取得极其显著的效果，正说明一般 的操作状况有很大的节能潜力，故应引起我们对 操作节能的重视。 分公司初轧厂均热炉能耗一直比较高，2006 年试用增加装炉量同时保证钢温加热满足轧制的 方法：在均热炉中心南北方向的中间位置放置长 度3米，高1米的靠山，在靠山两侧摆放8支钢 锭，其余1617支钢锭按顺序沿炉墙四周摆放， 全国能源与热工 2008 学术年会 183 这样解决了均热炉从16支（31.52吨）的装入量 提高到25支（50吨左右） 。表3为在13#均热坑, 用冷锭轴承钢做提高装炉量试验的情况。从表3 可以看出，原正常装

12、入量在16支情况下，轴承钢 冷锭加热单耗每吨钢下降20m3， 折算成金额为39.6 元/吨。 2006年1月3月蓄热式均热炉提高装入量 取得的效益： 2006年一季度蓄热式均热炉提高装入总量： 2992吨，平均单耗70立方/吨左右，如与常规装 入量比较，按每吨下降20立方计算，降耗取得的 效益计算如下： 20立方/吨装入总量天然气单价20M3/吨 2992吨2.26元/吨13.52万元。 表 2 7#台车式高温加热炉改造对比 改造前改造后 炉门与炉口密封形式：可调式弹簧压紧密封结构 问题：炉口四周漏火，且常烧损，炉温均匀性差，炉压调节难等 炉门与炉口密封形式：迷宫结构、斜面自力式压紧形式 改进

13、：调换炉门口立柱，且向两侧扩大，以增加密封带接触面积。 炉口护板改为迷宫结构，且改变单件膨胀面积，减少受热膨胀变 形的烧损，使结构合理。 炉门升降方式：电葫芦加普通链条传动 问题：故障率高。 炉门升降方式： 片式链柱链条加传动链轮及电动传动机构系统 表 3 均热炉提高装炉量试验 试验日期冷热锭吨位（吨） 工艺加热时间 (h) 锭型 天然气总耗 （M3） 单耗（M3） 装 16 支单耗 （M3） 10.11冷47.2811:502.3137427995 左右 10.12冷47.2812:502.3127945995 左右 10.15冷49.2513:402.3137837795 左右 10.23

14、冷58.917:303.740416995 左右 4 管理方面的节能措施 工业炉能源管理方面的节能措施只是间接的 节能措施，但却是整个节能工作的基础，没有良 好的管理是不可能有良好的节能工作的。管理方 面的节能措施主要有以下几个方面： （1）建立能源管理机构，完善能源管理网络， 推行全新的节能思想，实行均衡生产，均衡操作； （2）健全能源的计量、监测与控制系统，做 到使用有计量、有记录、有监控设施和专业管理 体系，跑、冒、滴、漏等能及时得到处理； （3）制订各项管理制度，特别是应有合理的 用能指标与考核奖惩制度；同时要加大能源监察 的力度，对浪费能源的行为进行曝光并予以考核； （4）开展能源调

15、查与能量平衡测试等基础工 作，查清能源流向与耗能水平； （5）拟订节能规划和具体的节能的技术措施， 做到近期有计划，长远有规划，目标、措施切实 可行。节能技术措施应以设备改造和新技术、新 工艺的推广为主，把降低燃料单耗和综合能耗放 在重要地位； （6）通过一些项目的开展具体落实节能工作， 将节能措施规范化并纳入技术文件； （7）通过提节能合理化建议及自主管理活动， 将节能工作深入开展到分厂的班、组； （8）积极开展节能技术革新和科研工作。 5 结束语 近两年来，特殊钢分公司积极响应并落实国 家、上海市及宝钢集团一系列关于节能降耗的政 策和文件，在工业炉节能降耗方面取得了一定的 成绩。通过在加热工艺的改变、炉体结构的改进 以及操作和管理方面采取一定的措施，开展了关 于工业炉窑的节能降耗项目100余项，2007、2006 年与2005年相比， 节能率在11%以上， 节气约3480 万m3。下一步在通过以上四种措施节能的同时， 将在工业炉方面与相关大学、研究院（所）积极 开展节能新技术的研究和应用（如多孔介质燃烧 技术） ，寻找、探索新的节能机理和途径,使工业炉 窑的节能工作真正有效的开展和落实。 参考文献 1王秉铨.工业炉设计手册M.北京:机械工业出版社,1996 工业炉窑热工 184 2孙斌,陈振东.工业炉节能现状和发展趋势J. 能源与环 境,2007(3):30- 31.