蓄热式燃烧单双预热对比

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1、双预热和单预热的比较1、双预热烘烤装置示意图2、双预热装置原理说明如上图所示为双预热蓄热式烘烤器的工作原理示意图。在烘烤装置上有二对 四个蓄热体，每一对为一个空气/煤气组合式蓄热体，中间被阻断。当其中一对 工作时，另一对排放高温烟气并蓄热；空气/煤气通过一个三位八通换向阀或二 组三位四通换向阀来现实转换。空气和煤气进入各自的蓄热体内被加热到相当高 的温度（能否加热到800C1000C则不一定），从蓄热体中喷出，在二者喷出 的下方面（实际已经开始了强制性混合燃烧）制作一个空腔，收缩后向包内喷出， 此时，另一组蓄热体则承担了排烟的任务，在排出烟气的同时将烟气内的热量提 取，蓄热体被加热。然后进行第

2、二次换向。3、单预热烘烤装置示意图4、单蓄热式的工作原理与双预热式基本相同，只是它只将空气预热到设计温度 而不预热煤气。一对二个蓄热体，一个工作则另一个蓄热。在蓄热体的中部安装 了专用的烧嘴，通过一个三位六通或一个双层换向阀来现实空气/煤气/烟气的转 换。A/B交替工作。5、二者比较单预热蓄热式燃烧和双预热蓄热式燃烧并无谁更先进或谁更好之分，只有适 合与不适合之分。特别是在具体运用到单台设备上时，就存在了一个选择的问题。 只有在根据设备的差异性分析，在经过严谨的科学的计算、评估后才可以确定哪 种方式更适合。不能因为其先进就无限制引用。特别是在烘烤器上使用，如果不 对其进行详细的分析，强行引入，

3、不但起不到所期望的效果，还会给以后的生产 和维护带来诸多麻烦，那样的话，双预热就只不过是个噱头了。总的来说，蓄热 式燃烧作为钢铁生产中的一项节能减排技术是值得在更多的企业里推广应用的， 但在推广过程中必须注意结合各企业现有设备情况，因地制宜地建设实施，才能 取得满意的效果。3、单（双）预热装置的特点和存在的问题作为一种新型的高温燃烧技术，它们都具备了蓄热式高温燃烧技术的大部 分特点如：节能降耗/提高燃烧利用率/包内温度均匀/提高内衬寿命/减少有害气 体的排放等。蓄热式燃烧技术引进国内后，许多的研究机构和企业都极积地参与到这一新 型的节能技术的开发和拓展中，在90 年中期，首次把双预热引入到钢包

4、烘烤器 上，经过几年的摸索和实践，到2001 年前后，双预热蓄热式燃烧方式基本上退 出了在钢（中）包烘烤器上的应用。从相关的技术文献资料的检索中也可以看到， 2002 年以后就很少有关于双预热在钢包烘烤器应用方面的专题研究报告，更没 有发现在中包上应用的报告。但在加热炉/热风炉方面的应用则在不断地发扬光 大。究其原因，有以下几个方面： 蓄热体的寿命问题。虽然这个问题首先是和蓄热体的材质相关，但在双预热 式燃烧中，不可避免的“二次燃烧”，必将对蓄热体造成极大的伤害。所谓“二 次燃烧”是指在煤气蓄热体中，在换向时不可避免地会残留一定的煤气，当 这一蓄热体开始蓄热时，所抽取的烟气中也不可避免地有残余

5、的氧气，二者 在蓄热体内再次产生燃烧的现象，就是 “二次燃烧”。在二次燃烧时，烟气 中的残余氧和蓄热体内的残余煤气都具有很咼的温度（煤气约在500C左右， 烟气约在1000C左右）。而且受燃烧空间限制。此时的理论燃烧温度可达 2200C以上，虽然这部分热量不会损失太多（仍被蓄热体吸收），但蓄热体的 耐火度和抗热震性能是有限度的，长时间且频繁的“二次燃烧”（一般为 30 秒60秒左右换一次向）是蓄热体无法承受的。目前国内多家研究机构都在 投入大量精力开发新型的蓄热体来应对这一现象，但收效甚微。 因蓄热体的内部阻力较大，一旦咼炉煤气的压力不稳定，在蓄热体内可能会 残留过量的CO,相对应的则是包内的

6、空气余量也会相应增多，此时换向是相 当危险的。 换向阀的问题。目前虽然有多项专利或专有技术都声称能解决换向阀的诸多 问题，但其实每项技术都仅仅是解决了某一个关键性的问题，而不是整体的 问题，如有的解决了多位换向过程中的密封性问题；有的解决了其中的防尘 问题；也有的解决了动作同步和反应速度的问题；而作为蓄热式燃烧的一个 关键部件，特别是在双预热中换向阀的问题就显得特别突出。除了阀本身的 问题外，还有一个就是上述的二次燃烧也会增加烟气温度从而给换向阀带来 损害。在大型加热炉上，因为有足够的空间可以施展，设计人员将空气换向 和煤气换向分开，采用分散换向来解决这个安全隐患。但在钢（中）包烘烤 器上的狭

7、小空间，很难展开。 空气和煤气同时预热到很高的温度时，单个的气体分子获得了极高的内能， 虽然这种活跃对空气和煤气的混合有利，但也会不可避免地造成燃烧的喘振 现象，这对于低热值的燃气来说是极为不利的。如果是在加热炉上，则对炉 压会产生很大的影响。 热工平衡问题。每台设备的空气和煤气消耗量在具体的时间段上都是一定的。 也就是说它所产生的烟气量也是一定，烟气所携带的显热也是一定的。 确切地说可以回收多少热量也是有限度的。这些热量能把多少空气或煤气从常温预热到多少度同样是可以计算出来的。 要把这些热量蓄积在蓄热体中，根据蓄热体的热物理参数也可以计算出蓄热 体的体积。根据以上计算可能得到二种结果：其一是

8、烟气的显热、蓄热体的蓄热能力、空气的预热温度正好达到一个平 衡。如果是这样，再增加煤气预热除了使投资增加，维护难度和费用上升外 就没有别的了。其二是烟气的显热有富余，也就是说经过蓄热体后的排烟温度仍超过设计值（280C以上），蓄热式的效果就不明显了。造成这一现象的原因有三种：1、是烟气量大，温度高，所含显热超出了助燃空气所需；2、是蓄热体蓄热能力不够或已损坏，造成余热浪费；3、是系统设计不合理，对蓄热式燃烧的原理不理解，无法在系统中设 置两条曲线的工作程序；上述三种情况下（不论是在设计中或是在工况下，都可以通过计算来判断 是哪种原因），只有第一种可以考虑采用双预热，因为这种情况是在假定蓄热体

9、工况完全正常，只要有足够的蓄热体，且足以蓄积烟气所含显热的80%90%以 上，就可以实现双预热。此时要增加煤气的预热就必须增加另一组（一对）蓄热 体有些做法是在原有的蓄热体中加一隔板，一半走空气，另一半走煤气，也称 之为“双预热”，是极不严谨的。此时增加煤气预热必然带来五个方面的问题。1、蓄热体体积增加，在包盖上完成布置很困难；（前期投入增加）2、因其寿命问题，维护费用增加； （后期投入增加）3、对换向阀提出了很高的要求，集中换向或是分散换向在小小的包盖 上很不好决策；（前后期投入都增加）4、特别是对高炉煤气的预热，安全防护的要求必然提高；（前后期投入 都增加）5、空气/煤气双预热后，烧嘴燃烧

10、能力下降的补偿问题。补偿的途径有 三条，都是增加设备投入为主。所以，是否对煤气进行预热则在于对整个系统的综合平衡进行评估。 煤气含水问题对蓄热体的影响。高炉煤气含水的问题是蓄热式烘烤上很难解决的一个难题，因其是小型设 备的节能改造，和加热炉不同，其投入有限。在改造中不可能涉及到排水问 题（最多只在网管的设计或改造上考虑安装排水装置），双预热中冷煤气进入 高温蓄热体，其中所含水份给蓄热体造成的伤害是相当严重的；而在单预热 中，这部分水份在包内被加热，是和高温烟气一起在被排出时经过蓄热体， 而且是以过饱和状态通过的，虽然也会对蓄热体造成影响，但与前者相比， 则小得多。 烧嘴燃烧能力的问题；不管是预

11、热空气或是煤气，烧嘴的燃烧能力都会下降，它与预热气体所达 到的热力学温度函数的平方根成反比。一般在设计中充分考虑到这一点并进 行补偿（三种补偿途径），这几种补偿都是以提高设备配置为基础的。另外，为了增加煤气预热热，且达到所希望的效果，则必须增加专用的煤 气换热的蓄热体，必然导致阻力增加。燃烧能力进一步下降。如果处理不当， 最终可能会使温度升不起来（Q E （Q +Q 一）说明余热热量不多，只须预热空气（或 max 空气 max 空气 煤气高炉煤气）即可。（此说法仅限于高炉煤气等低热值煤气）如果E Q =E （Q +Q ），此时不管是预热空气或是预热煤气并不 max 空气 max 空气 煤气会带来本质上变化。从安全性和投入上考虑只须预热空气即可。如果工Q E(Q +Q),说明余热热量有富余，此时可以增加煤max 空气max 空气 煤气气预热(即采用双预热)，但要评估实施的可能性及经济性。