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钢铁行业蓄热式燃烧技术规范宫福元太原钢铁（集团）有限公司标准简介•本项标准是根据国家节能减排精神和钢铁行业结构调研的要求，2009年初由中国钢铁工业协会提出有关蓄热式燃烧技术推广和市场准入的标准项目并提交上级主管部门立项。•根据工信部工信厅科[2009]104号“关于印发2009年第一批行业标准制修订计划的通知”中规定，由冶金工业信息标准研究院负责组织制定《钢铁行业蓄热式燃烧技术规范》行业标准。编制本标准的目的和意义•国内自二十世纪九十年代末期将蓄热式燃烧技术开始应用于对空气和煤气进行双预热并获得了成功，其良好的节能效果引起热工界的高度关注。•２０００年后国内突然大量应用蓄热式燃烧技术改造或新建各种工业炉窑，尤其是以钢铁行业为主，并出现各种应用形式．由于对于这项全新的节能新技术缺少相关标准，国内钢铁企业在选择和应用该技术的过程中容易出现各式各样的问题．•各高等院校及研究院所主要着重对其燃烧机理,传热机理,蓄热体阻力特性等理论研究,缺少应用方面的研究，国内急切需要相关的应用规范,以正确引导该技术的应用,促进钢铁行业工业炉窑的健康发展,实现该技术的应有节能和环保效果.调查问卷情况差调查问卷情况•采用空气单蓄热系统7个单位，采用双蓄热系统18个单位，采用两种系统6个单位。•高炉煤气18家，混合煤气15家，发生炉煤气2家。•轧钢加热炉89台，热处理炉12台，烘烤器41台。•小球9个，蜂窝体23个。•烧嘴式14家，通道式4家，外置箱式7家。技术规范框架•1总则•2.规范性引用文件•3.术语和定义•4原理与流程•5适用条件•6蓄热式应用形式分类与技术要求•7燃烧系统•8蓄热体•9换向系统•10供风与排烟系统•11烘炉点火烧嘴•12热工监测与自动控制•13环境保护与安全措施•14测试与验收•15操作与维护总则•本章主要对标注目的、意义、适应范围等作出规范.•工业炉除蓄热式燃烧系统以外的技术、材料、设备选择，安装、验收、生产操作与维护过程参照相关工业炉设计规范。•该技术具有高效节能、低污染物排放及增加冶金炉加热能力等优点，可获得高效节能和环保的双重效果，但并不排斥其他节能技术在工业炉上的应用。原理与流程•蓄热式燃烧技术的原理与流程简单,其技术优势主要体现在对烟气余热的极限回收,即将烟气温度降低到其露点附近,并将回收的热量用以加热助燃空气或气体燃料至传统换热技术所不能达到的温度,即比炉内烟气温度稍低的温度.•所以不管技术应用形式、蓄热体材料、换向设备有何不同,其原理与流程是相同的.流程•A状态下：•鼓风机-换向阀-蓄热室左-加热装置-蓄热室右-引风机•B状态下：•鼓风机-换向阀-蓄热室右-加热装置-蓄热室左-引风机适用条件•蓄热式燃烧技术可以适用于不同燃料的工业炉窑。•蓄热式燃烧技术可以适用于钢铁行业加热炉、热处理炉、烘烤装置等工业炉窑。•蓄热式燃烧技术的适用条件根据其燃料、炉型等生产条件不同应作不同设计.应用形式选择•应用形式选择是按该技术的核心部分―蓄热室的布置来分类的。•蓄热室集供热、排烟和余热回收于一体而成为该技术的中枢，其他设备和工艺的变化都必须以此为基础。•用户在选用哪种结构形式时要综合考虑燃料种类、场地大小、投资额度等因素，选择适合自己的结构形式。排烟温度•将排烟温度可降到180℃以下作为准入条件。•将助燃介质或气体燃料可预热到1000℃以上作为区别于传统换热技术的一项准入条件。•目前在钢铁企业加热炉上应用于烟气余热回收主要有间壁式换热技术与蓄热技术两种，前者可将助燃介质或气体燃料预热到600℃，排烟温度一般可降到350℃左右，还有10%左右的节能潜力。后者可将助燃介质或气体燃料预热到前者难于达到的1000℃以上温度，排烟温度接近烟气露点温度。全炉热效率•准入值70%，先进值74%•将全炉热效率作为一个重要的节能技术指标。在加热炉热平衡测试中，炉体散热、冷却部件散热、燃烧产物带走的热量是三个主要热量损失途径。蓄热式燃烧技术的节能作用主要表现在余热回收率的提高，燃烧产物带走的热量的减少。换热式加热炉燃烧产物带走的热量占20%，蓄热式加热炉燃烧产物带走的热量占7%，减少热损失13%。由此可以看出蓄热式燃烧技术比换热式技术全炉热效率要高10%以上。根据国内外调查，蓄热式加热炉全炉热效率70%是可以到达的，并以此作为准入值，从而说明蓄热式燃烧技术的节能意义。氮氧化物•准入值180mg/m3，•先进值150mg/m3。•将氮氧化物排放作为一个重要的环保技术指标。由于国家对于环保指标有相应要求，本技术合理设计，通过组织贫氧状态下的燃烧，可减少高温热力氮氧化物的产生量，达到国家环保指标对于氮氧化物排放的要求，即准入指标为180mg/m3。蓄热体性能要求•比表面积（m2/m3）：200~1300•导热系数，常温W/(m.K)≥0.8-1.5•比热(kJ/kg.k）≥20-1000•热稳定性：1100℃水冷次数≥15•一次使用寿命8000h以上燃烧系统•蓄热式烧嘴设计对蓄热室结构的要求主要根据具体生产单位工业炉窑的炉膛尺寸，选择合适的蓄热箱结构和蓄热体。•燃烧喷口(或烧嘴)的形状、大小以及相对位置应根据工业炉窑燃料种类、炉膛尺寸、供热量大小与分布来计算与设计。•针对国内目前蓄热式燃烧技术应用燃烧系统设计问题已有文章专门论述。作为技术规范只提出基本要求。操作•供热量与排烟量协调•是指操作上必须勤调排烟量与供热量的匹配，维持其当量平衡。操作上可以以炉压平衡为准，即要求炉压维持在10Pa左右。可以保持蓄热室热量平衡，保证加热节奏的连续调节。•蓄热室温度与炉温协调•是指蓄热室温度代表相应的空气、煤气预热温度，是保证炉温的关键条件，而炉温（这里指炉气温度）是蓄热室温度的基础，蓄热室温度和炉温差100℃～150℃为宜。•空燃比与排烟温度协调•是指当预热空气或煤气其中一个量偏大时，该介质通过蓄热室后温度会下降，随之排烟温度下降；反之上升。故障处理与维护•蓄热室堵塞处理•改变蓄热室和喷口结构进行防水、防渣处理。•避免蓄热室超温和二次燃烧。•提高蓄热体材料的耐高温、抗渣侵蚀及热震稳定性能。•蓄热室超温处理•蓄热室超温分为非沟流排烟超温和沟流排烟超温。前者处理主要是改善操作，后者处理主要是三方面改进：一是结构设计，二是工艺参数设计，三是蓄热体堆积。•蓄热室出现超温，还可能造成篦子堵塞或烧坏等故障，处理方法是改进高温端的结构设计.•蓄热烧嘴损坏•蓄热烧嘴损坏主要原因是蓄热室与烧嘴砖接口出现裂纹造成,处理方法是改进蓄热室与烧嘴砖接口密封设计。标准实施和措施•基于目前该技术在国内应用中出现的一系列问题，建议组织有关专家对标准进行宣传，根据自愿原则，对相关单位人员进行分批技术培训，在正确理解该标准内容的基础上，逐步帮助使用单位解决生产建设中遇到的技术问题．充分发挥蓄热式燃烧技术的节能和环保效益．推广应用•蓄热式燃烧技术也可以推广应用于机械、有色冶炼、火力发电、陶瓷、玻璃等行业的工业炉窑上。•本技术规范不是强制性标准，只是推荐性标准，提供政府和使用单位参考。请各位专家和同行批评指正。