第一篇:耐火材料的節(jié)能與應用
耐火材料的節(jié)能與應用
田守信專訪
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一、請?zhí)锢蠋熃榻B一下目前我國鋼包用耐火材料使用的現狀,目前鋼鐵技術的發(fā)展,對鋼包用耐火材料有哪些新的要求?
第一個方面,談談現狀。目前我國小型普通鋼包多使用以礬土為主的無水泥的鋁鎂澆注料,并且進行套澆的冷修模式。這樣冷修一次的使用壽命達到了100~140次,低于100次和高于140次的較少。反復套澆的冷修補模式導致使用壽命達到了一年,甚至更長,累計使用壽命達到了1000余次,甚至2000多次。這是一個很好的維護模式,耐火材料單耗降低到2kg/t以下。但是在大型鋼包和精煉鋼包上未實施。
我國精煉比例達到了70%以上,鋼包大型化和精煉比例增加。導致了鋼包使用條件惡劣。對于大型鋼包和精煉鋼包,渣線普遍采用了鎂碳磚。根據不同情況熔池采用了碳含量較低的鋁鎂碳磚、鎂碳磚和鋁鎂尖晶石不燒磚或預制塊。這樣的配制往往經過一個冷修更換渣線與熔池材料相匹配。根據使用條件不同使用壽命不一樣。對于普通鋼包可以達到100次以上,對于LF鋼包兩個渣線使用壽命也只由60~90次。大于90次和小于60次的也有,但是較少。對于LF-VD的精煉鋼包使用壽命只由40~60次。甚至有的還不到40次。這些都是由使用條件和維護水平決定的。隨著鋼種增加,為適應特鋼的需要,采用了不同的耐火材料。如汽車板等超低碳鋼冶煉用低碳和無碳鋼包,鋼簾線鋼用無鋁耐火材料作為鋼包襯,不銹鋼用鎂鈣磚等。即所謂的精品鋼材需要精品耐材。寶鋼很早就提出了這些口號。但是要落實到實處可能要有很長路要走。上述就是目前我國鋼包的現狀。
第二個方面,隨著鋼鐵技術的發(fā)展,對鋼包用耐火材料有新的要求。
現在鋼鐵行業(yè)產量達到了平衡階段,鋼產量不大可能再大幅度增加。鋼鐵行業(yè)進入了市場競爭時期,進入了微利時代。這種狀況將長期延續(xù)下去。這樣鋼鐵企業(yè)為了生存和發(fā)展,被迫進入降本增效,節(jié)能環(huán)保,開發(fā)高新產品新階段。市場競爭和國家的政策迫使鋼鐵企業(yè)經濟轉型,即由資源消耗和投資拉動型轉化為降低消耗和服務的效益型。在這樣的形勢下,作為鋼鐵企業(yè)的上游――耐火材料行業(yè)面臨著巨大的壓力。必須適應和促進鋼鐵企業(yè)的發(fā)展,在用戶發(fā)展的過程中求得生存和發(fā)展。這樣就要做到下列幾個方面:
1)適應鋼鐵企業(yè)降本增效的需要。鋼鐵企業(yè)微利甚至虧損,迫切需要降低成本,降低單位耐火材料消耗成本。目前主要是通過競標承包,擠壓耐火材料的價格。其實這是有一定限度的或很有限的。應該向技術要效益,通過技術降低耐火材料的單耗的潛力很大。這應該是主要方面。我們國家的耐火材料單耗一般認為是20kg/噸鋼,而國外先進達到了6~8kg/噸鋼,我國鋼鐵冶金耐火材料單耗是人家的近三倍。如果把這三倍降低下來,潛力很大,盈利空間很大。節(jié)省2/3的耐火材料這塊蛋糕應該為耐火材料行業(yè)和用戶鋼鐵行業(yè)帶來不小的效益,特別是對有實力的耐火材料企業(yè)是一個機遇。鋼鐵企業(yè)降本增效壓力很大,鋼鐵企業(yè)的最高決策者也在不停地呼吁,可是落實到實處是何等艱難。經濟轉型是何等不容易。我們國家的鋼鐵企業(yè)浪費了2/3的耐火材料,用戶不浪費,加強使用技術的實施,在鋼鐵企業(yè)就是很難。比如,噴補造襯延長使用壽命在鋼廠很難。扒掉廢棄是他們的習慣做法,扭轉這一浪費局面是非常難的。鋼廠習慣了浪費,不習慣節(jié)約。這是我們國家鋼鐵冶金行業(yè)耐火材料消耗高的根本原因之一。
我在2008年開封耐火材料會議上,對降低冶金耐火材料的單耗進行了全面的論述。呼吁縮小和趕上世界發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)的耐火材料單耗的水平,給降低冶金耐火材料單耗指明了方向。
2)節(jié)能減排這方面對耐火材料和鋼鐵企業(yè)是雙贏的,同時對國家和子孫后代都是好事。我們應該重視。特別是鋼鐵企業(yè),不能只喊口號,要落實到實處,否則將長期難以完成經濟轉型。
冶金報報導我們國家鋼鐵冶金能耗比日本高50%,大型鋼鐵企業(yè)也要高30%,如果通過節(jié)能技術達到日本水平,并付諸實施,我國鋼鐵企業(yè)將節(jié)約200~250kg標準煤/噸鋼。這產生的效益將足以改變鋼鐵冶金企業(yè)的微利和虧損局面,可是為什么鋼鐵企業(yè)就這么難呢?舉幾個例子:
鋼包保溫,目前鋼包殼溫度很高,達到了3000C以上。如果通過采用保溫措施,完全可以降低到2000C。這樣可以顯著降低出鋼溫度和節(jié)能效益是非常大的。但是推廣就是很困難。在我們國家的某些領域,一項新的技術的推廣應用會受到某些既得利益者以及某些關系的阻遏,生產關系阻遏生產力的發(fā)展。再一個例子就是溫度低于4000C余熱利用,目前我們國家的鋼鐵企業(yè)基本上廢棄了??墒抢盟梢园l(fā)電,為何推廣就這么慢呢?還有蓄熱換熱技術,我們推廣也有待加強。
鋼包節(jié)能方面,還有鋼包加蓋和蓄熱鋼包加熱。實際上鋼包內鋼水熱量的散失相當一部分是通過包口熱輻射出去的。鋼包加蓋就顯得很重要。到目前為止,鋼鐵企業(yè)的鋼包是在烘烤、LF處理和澆鑄等固定地方加蓋的,其他地方基本上是敞開的。對于鋼包蓋耐火材料將發(fā)揮更大的作用。高溫換熱用的換熱體是耐火材料。這方面需要高導熱高換熱性能的耐高溫材料代替金屬制品,可以顯著提高使用壽命和熱效率。碳化硅質蓄熱體將有很大前途。這方面有輻射涂料,僅惠敏科技公司的一個輻射涂料就可以降低能耗2~5%。高效換熱體將有更好的效果。我國的研發(fā)和應用都需要做大量的工作。
關于節(jié)能材料的開發(fā),應該做到一是隔熱材料。這里主要有隔熱涂料、納米隔熱板和耐高溫的隔熱材料,這些材料將在熱工窯爐方面發(fā)揮重要作用。二是高導熱和換熱的材料,這有輻射涂料和高導熱、高輻射能力的材料。這用在高溫蓄熱體和換熱器。這些需要我們更多地重視。
減排對于鋼鐵企業(yè)任務更重。主要排放大量的熱量、CO2和固體廢棄物。這些若得到充分利用,將對國家對社會的減排和資源化利用帶來巨大的效益,對減少霧霾,改善環(huán)境起到重要的作用。在這方面,耐火材料也將扮演重要角色。如高爐渣生產礦棉,就需要相應優(yōu)質的窯爐耐火材料。固體廢棄物中有相當的用后耐火材料。這些可以完全資源化,并且可以作為優(yōu)質耐火材料和冶金輔料的原料。
鋼鐵企業(yè)減少了熱量、固體廢棄物和CO2排放也就是為環(huán)保做出了貢獻。熱量的轉換需要耐火材料。高溫材料對這些有害氣體的吸附等也是值得研究的領域。
3)開發(fā)高新產品。鋼鐵冶金企業(yè)要實現經濟發(fā)展轉型,必須適應市場發(fā)展的需要,提高產品質量和開發(fā)新的產品。耐火材料應該適應和促進鋼鐵企業(yè)的這種發(fā)展趨勢。有代表性的舉幾個例子。
a)為了節(jié)能和降低成本,鋼鐵行業(yè)發(fā)展了近終形連鑄。主要有薄帶連鑄。即一次性拉成薄帶接近或達到市場商品,這樣省去了加熱爐,導致了成材率提升和節(jié)約了能源。這樣顯著降低了成本和提高了經濟效益,也減少了投資。這方面寶鋼已經研究了十幾年,現在已經建成了年產50萬噸的生產線,國外技術也已經非常成熟。對于磁性材料的薄帶連鑄,我們國內已經建立了很多條生產線,拉出的薄帶象磁帶一樣薄,只有十幾個微米厚。這些薄帶連鑄用耐火材料主要是側封、噴嘴、噴杯、布流器和中間包。要求耐磨、抗熱震、不能污染鋼液。這些是新的鋼鐵工藝用的陶瓷耐火材料。我們必須適應這種發(fā)展,能做出好的性價比的材料,就能促進該項技術的發(fā)展。
b)為了滿足市場需要,高質量和性價比的產品是發(fā)展趨勢。比如我國建筑鋼材強度多為300MPa級別的鋼筋,它的發(fā)展趨勢就是400MPa以上強度牌號,甚至更高強度的鋼筋。這樣可以減少建筑鋼筋的用量,減少造價。要生產更高強度牌號的鋼,就要求成分更嚴格控制,有害成分盡可能地少,這樣爐外精煉就要增加,所用耐火材料就必須適應。即精煉用耐火材料和不污染鋼液的耐火材料。鋼包用鎂鈣質、高純的鎂鋁尖晶石質耐火材料就會得到更大發(fā)展。
c)一些特殊鋼的生產和社會需求。這些都需要耐火材料的相對應。如鋼簾線的冶煉,要求夾雜非常少,并且夾雜物的尺寸和硬度等都要嚴格控制,含氧化鋁的夾雜物的硬度較高,因此,不能用含鋁的耐火材料作為冶煉這種鋼的包襯。還有汽車板等超低碳鋼的生產,最好不要使用含碳的耐火材料,應該選用鎂鈣系耐火材料等??傊撹F精品需要精品的耐火材料。耐火材料精細化是必然的發(fā)展趨勢。
二、您認為,與國外相比,我國鋼包用耐火材料目前存在哪些技術優(yōu)勢,還有哪些方面需要我們改進?
關于優(yōu)勢,我們有人才優(yōu)勢。我國耐火材料行業(yè)在世界上是最大的耐火材料行業(yè)。人才多集中在中國。有些大學有這種專業(yè)和專門研究機構,我國有龐大的研究隊伍。國外專職研究耐火材料的人員很少。這是我們的人才優(yōu)勢。
總體耐火材料技術水平與國外處于同一水平。我們有大量的耐火材料出口,不光是因為價格低廉,我們必須承認質量也達到了相當水準。在某些產品上我們可能落后于國外,這主要是歸于我們研究不夠深和管理水平較低造成的。
關于需要改進的方面,我認為:
1)我國的研究很多,重復研究,但是研究深入不夠,多是應付。研究深度需要提高,這是我國在某些產品上還與國外有一定差距的原因之一。這方面應該向國外學習。耐火材料是高溫材料,不但要常溫性能,更重要的是要研究高溫使用狀況下的行為。因此,要用高溫熱力學、動力學和化學去研究。應該上升到理論研究,不能只認為是實驗科學。炒菜式的試驗水平應該改善;
2)加強對知識產權的保護,和提升技術價值是迫在眉睫的事情。在我國冶金用耐火材料行業(yè),特別是前些年,在技術、營銷、生產和管理幾方面相比較,營銷是第一位的。只要關系好,能夠賣出去,什么技術、生產管理的科學化就不重要。用不好,可以用關系理順過關。這是有些鋼廠把耐火材料看成黃泥巴的主要原因。這是社會關系阻遏了科學技術這個第一生產力的發(fā)展的主要原因。不是中國人沒有能力做出優(yōu)質產品和新的產品,而是關系阻遏了新產品的開發(fā)和使用;
3)我國管理水平較低。精細化管理水平需要提高。這是我國耐火材料產品質量穩(wěn)定性不足的主要原因; 4)我國耐火材料生產設備水平較低,經驗控制還是主要的,智能控制還是很少的;
5)研究與實際相結合需要加強,特別是大學,要把實驗室實驗研究和實際應用結合起來。把實際應用條件與研發(fā)相結合。這方面需要提高;
6)我們國家冶金耐火材料應用技術研究很少,應該加強。某些用戶的當事人就成為“耐火材料專家”的代名詞的現象將隨著鋼鐵微利時代到來和市場競爭加劇而消失。
三、我們知道,田老師在廢舊耐火材料綜合利用方面有過深入的研究,請?zhí)锢蠋熃榻B一下,目前我們國家在廢舊耐火材料綜合利用,尤其是鋼包用耐材綜合利用方面,我們目前取得哪些成績,還有哪些工作需要再進一步研究。
廢舊耐火材料綜合利用,特別是廢棄耐火材料綜合利用的研究,我在1997年就進行了這項工作。應該是最早研究者之一。特別是近年來鋼鐵企業(yè)進入了微利甚至虧損時期,耐火材料制造商的成本壓力增大,特別出現了功能化承包后,對用后耐火材料等廢舊耐火材料的研究更加普遍。利用率也更加提高。估計可能達到了40%以上。但是綜合利用主要應該建立在高附加值上。可惜目前再利用的技術含量不足。主要表現在把用后的鎂碳磚破碎和或水化后,作為鎂碳磚或其他散裝料的原料。因為顆粒密度較低和碳化鋁的水化特性,即使添加量較低,也導致產品質量嚴重下降。因此雖然再利用了,導致再生產品的質量顯著下降和較差的使用效果。
用后鎂碳磚、鋁鎂碳磚主要應用于鋼包鎂碳磚和鋁鎂碳磚。我們經過處理,可以代替新的電熔鎂砂和石墨。全用這些處理后的料再生的鎂碳磚的理化指標達到新的國家標準,并且與新原料制得鎂碳磚和鋁鎂碳磚基本一樣。數十萬噸再生產品的使用效果證明沒有降低使用效果,恰恰還具有抗熱震好的特點,這顯著降低了鋼包磚的饅頭狀和剝落的現象。
實際上所有的耐火材料都可以再生利用。關鍵是使用量和對產品質量的影響。應該施加更高的技術,建立在更高附加值基礎上。
需要研究的工作是:廢棄耐火材料回收處理廠、再生料用戶和耐火材料用戶三者緊密聯合。從用戶耐火材料拆除、分類存放、分類處理和使用有機結合起來。這樣能夠做到用后耐火材料100%全部利用。并且是高附加值的利用。如以處理過的用后鎂碳磚料為原料,加入量>90%可以生產MT-18A、MT-14A、MT-10A的產品,各項指標達到了目前用新原料生產相應實物的指標。當然處理后再生料的用量98%可以制成MT-10B、MT-14B、MT-18B以及C類鎂碳磚。這是我們已經做到,并且大量產品經過鋼包和電爐使用證明的。
總之,就目前我們掌握的廢舊耐火材料再生利用技術水平,可以做到全部利用,并且是復原,甚至優(yōu)于原始磚的水平。不過,像低質量和低價格粘土磚和硅磚再生復原的意義不大。因為它們的原料資源豐富,成本低廉。即使用后鎂碳磚的渣料我們仍能再生優(yōu)質的冶金輔料。因此,廢舊耐火材料的再生在技術上是非常成熟的,處于世界領先水平。目前我國也有不少對廢舊耐火材料再生的,但是技術沒有掌握全面,規(guī)模較小,并且是低附加值的利用,應該意義不大。即使廢舊耐火材料價格低廉,但是沒有經過深加工處理的這些材料,將導致再生產品的質量顯著下降,可能造成得不償失的結果。
非常感謝田老師在百忙之中接受我們《耐材之窗》的專訪。
第二篇:鍋爐房節(jié)能與應用畢業(yè)論文
論文題目: 鍋爐房系統的節(jié)能與應用
年
級: 09 級
院
系:機電工程與自動化學院
學生姓名:
指導教師:
2012年 5月
目 錄
引言·························································1 第一章 鍋爐房系統簡介·····································1 1.1 鍋爐的基本結構·······································1
第二章 鍋爐房系統在工程中的應用分析···········2 2.1 鍋爐的分類············································2 2.2 鍋爐系統的應用········································2 第三章 鍋爐房系統的能源浪費分析··························8 3.1 當前供熱鍋爐能源浪費的原因 ···························8 3.2 解決供熱鍋爐能源浪費的對策····························9
第四章 鍋爐房系統節(jié)能前景···················10 4.1 中國工業(yè)鍋爐行業(yè)概況·································錯誤!未定義書簽。0
4.2 未來工業(yè)鍋爐的需求態(tài)勢·······························10
結語·································································11 參考文獻····················································12 專業(yè)相關英文翻譯·················································13 英譯漢······························································15
鍋爐房系統的節(jié)能與應用
內容摘要
“節(jié)能減排”是我國經濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針。工業(yè)鍋爐是我國能源消耗和污染大戶,如何提高工業(yè)鍋爐節(jié)能水平,是實現我國“節(jié)能減排”政策的重要保障。
介紹氣候補償器、煙氣冷凝熱回收裝置、分時控制等燃氣供熱節(jié)能新技術。列舉了兩個應用燃氣供熱鍋爐房節(jié)能系統的典型工程,對其投入節(jié)能系統前后進行了對比試驗,并做了節(jié)能效益和經濟效益分析。
針對我國資源環(huán)境約束日益突出的問題提出的,充分體現了落實科學發(fā)展觀,加快經濟增長方式轉變,建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和實現可持續(xù)發(fā)展的要求。我國正處在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期,能源消耗強度較高,消費規(guī)模不斷擴大,尤其是高投入、高消耗、高污染的粗放型經濟增長方式尚未轉變,加劇了能源供求矛盾和環(huán)境污染問題的嚴峻形勢。能源消耗增長仍然快于經濟增長,能耗不降反升,節(jié)能降耗工作面臨更大壓力。加強節(jié)能工作、降低能源消耗、提高能源利用率已成為社會各界普遍關注的焦點。因此,做好工業(yè)鍋爐的技改節(jié)能改造工作,使供熱設備在最優(yōu)狀態(tài)下工作,對于促進節(jié)能減排工作具有十分重要的意義。
關鍵詞:能源危機 供熱 節(jié)能 經濟效益
The content of the English translation
Abstract
“Energy conservation and emission reduction” is China's economic and social development of a long-term strategic policy.Industrial boiler is our country's energy consumption and pollution large family, how to improve the industrial boiler energy level, it is to realize our country “energy conservation and emission reduction” policy of the important guarantee.Introduce climate compensator, flue gas condensing heat recovery device, control of heating energy saving time gas new technology.Lists the two gas heating boiler room energy saving system application the typical engineering, the input energy saving system compared before and after the experiment, and the energy-saving benefit and economic benefit analysis.In view of China's resources and environment constraints are a growing problem of the proposed, fully embodies the carry out the science development view, speed up the economic growth mode, and build a resource-conserving and environment-friendly society and realize Key words: Energy crisis
Heating
Energy saving
Economic benefits
引 言
鍋爐是供熱之源。鍋爐及鍋爐房設備的任務,在于安全可靠、經濟有效地把燃料的化學能轉換為熱能,進而將熱能傳遞給水,以生產熱水和蒸汽。
蒸汽,不僅用作將熱能轉變成機械能的工質產生動力,用于發(fā)電;蒸汽(或熱水)也用作再熱體,為工業(yè)生產、采暖通風空調等方面提供所需的熱量。
隨著科學技術的發(fā)展,自動控制在現代工業(yè)中起著主要的作用,目前已廣泛應用于工農業(yè)生產及其他建設方面。生產過程自動化是保持生產穩(wěn)定、降低成本、改善勞動成本、促進文明生產、保證生產安全和提高勞動生產率的重要手段,是20世紀科學與技術進步的特征,是工業(yè)現代化的標志之一。
現在的供熱方式主要有四種:城市熱網供熱、區(qū)域鍋爐房供熱(含燃煤、燃氣、燃油、電鍋爐)、清潔能源分戶自采暖(天然氣壁掛爐、電采暖)和小火爐取暖。其中主要供暖方式是燃煤、熱力和燃氣供暖。為保證和改善大氣環(huán)境質量,大力推廣和使用了清潔能源,全國正在將燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐。天津市燃煤鍋爐供熱至少已有幾十年歷史,而燃氣鍋爐供熱自1997年天然氣進津才開始啟動,實際運行只有幾年的歷史,在設計和運行等方面皆缺乏經驗,問題較多。天然氣是十分可貴的能源,尤其去年出現天然氣緊張,因此,如何實現燃氣鍋爐供熱的節(jié)能,就成為人們十分關注的熱點問題。
能源是國民經濟的基礎,關系著經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。到2020年,國家要求國內生產總值比2000年翻兩番,但能源消耗只能翻一番。這就需要我們依靠科技進步、通過調整產業(yè)結構和采取節(jié)能措施等手段來提高能源利用率,切實貫徹《節(jié)約能源法》確定的“堅持開發(fā)和節(jié)約并舉,把節(jié)約放在首位”的方針。對于量大面廣的供熱鍋爐,如何改進燃燒技術,挖掘潛力提高它們的熱效率以節(jié)約燃料,有著十分重要的實際意義。同時,面對我國環(huán)境保護的巨大壓力,如何積極主動地變終端(煙氣)治理為源頭(燃料)治理,大力推廣和使用優(yōu)質低硫煤、洗選煤、型煤,病采用清潔燃燒技術和燃煤污染控制技術,包括脫硫、脫氮工藝或低氮燃燒,以保護環(huán)境,提高大氣環(huán)境質量,也是我們義不容辭承擔的責任。
要想做到燃氣供熱鍋爐系統的節(jié)能,需要從設計、施工到運行的全方面入手。本文下面介紹的這套節(jié)能系統不僅可以在保證供暖質量的基礎上降低燃氣費用,延長鍋爐使用壽命,保證燃氣鍋爐安全穩(wěn)定的運行,提高設備管理水平,還可以解決燃氣耗量高、鍋爐冷凝水多。
第一章、鍋爐房系統簡介
1.鍋爐的基本結構
鍋爐,顧名思義其最根本的組成是汽鍋和爐子兩大部分。燃料在爐子里燃燒,將它的化學能轉換為熱能,高溫的燃料產物——煙氣,則通過汽鍋受熱面把熱量傳遞給汽鍋中溫度較低的水,水被加熱或進而沸騰汽化,產生蒸汽。鍋爐房設備
是保證鍋爐源源不斷地生產蒸汽或熱水而設置的,諸如輸煤運渣機械、送引風機、水泵和量測控制儀表等不可缺少的輔助裝置和設備。借此鍋爐房成為供熱之源,安全可靠、經濟有效地為用戶提供熱量。
(圖1-1 SHL型鍋爐)
汽鍋的基本構造包括筒、管束、水冷壁、集箱以及下降管等組成,它是一個封閉的汽水系統。爐子包括煤斗、爐排、爐膛、除渣板、送風裝置等組成,是燃料設備。
此外,為了保證鍋爐的正常工作和安全,蒸汽鍋爐還必須裝設安全閥、水位表、高低水位警報器、壓力表、主汽閥、排污閥、止回閥等;還有為了消除受熱面上的積灰以利于傳熱的吹灰器,以提高鍋爐運行的經濟性。
第二章、鍋爐房系統在工程中的應用分析和實例
2-1 鍋爐的分類
鍋爐分為:蒸汽鍋爐、熱水鍋爐以及廢熱鍋爐。
2、鍋爐系統的應用
2-2.1鍋爐的控制系統
首先除氧水通過給水泵進入給水調節(jié)閥,通過給水調節(jié)閥進入省煤器,冷
水在經過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預熱,變成溫水進入氣包,在氣包內加熱至沸騰產生蒸汽,為了保證有最大的蒸發(fā)面因此水位要保持在鍋爐上氣包的中線位置,蒸汽通過主蒸汽閥輸出。空氣經過鼓風機進入空氣預熱器,在經過空氣預熱器的過程中被由爐膛排出的煙氣預熱,變成熱空氣進入爐膛。燃料進入爐膛前被點燃,在燃燒過程中發(fā)出熱量加熱氣包中的水,同時產生煙氣。在引風機的抽吸作用下經過省煤器和空氣預熱器,把預熱傳導給進入鍋爐的水和空氣。通過這種方式使用鍋爐的熱能得到節(jié)約。降溫后的煙氣經過除塵器除塵,去硫等一系列凈化工藝通過煙囪排出。
鍋爐控制系統,一般由以下幾部分組成,即由鍋爐本體、一次儀表、控制系統、上位機、手動切換操作、執(zhí)行機構及閥、電機等部分組成,一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入計算機。控制系統包括手動和自動操作部分,手動控制時由操作人員手動控制,用操作器控制變頻器、滑差電機及閥等,自動控制時對計算機發(fā)出控制信號經執(zhí)行部分進行自動操作。計算機對整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠的運行,除此以外為了保證鍋爐運行的安全,在進行計算機控制系統設定時,對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規(guī)儀表及警報裝置,以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置,以免鍋爐發(fā)生重大事故。
2-2.2鍋爐的燃燒系統
燃燒控制系統在外接負荷需求改變后立即改變鍋爐的燃料量,維持燃燒過程的能量平衡。然而,主蒸汽壓力對燃料量的影響呈現交大的遲延和慣性,特別是采用直吹式制粉系統的燃燒過程,如何迅速改變燃燒率至關重要。
燃燒控制系統應能迅速發(fā)現并消除燃料量的自發(fā)擾動,維持主氣壓力穩(wěn)定。當外界負荷需要改變時,鍋爐的送風量和引鳳良應與燃料量協調動作,使鍋爐燃燒經濟性指標及爐膛壓力參數保持平衡,即鍋爐燃燒工況的穩(wěn)定。
對于單元制運行的鍋爐允許主氣壓力在一定范圍內波動,特別是滑壓運行時氣壓變動范圍更大。所以,系統中有關參數應加以溫度和壓力的修正,以提高參數測量的精確性。例如圖2-1,為給煤機轉數為反饋信號的燃燒控制系統。
圖2-1 2-2.3鍋爐的水汽系統
1、鍋爐水處理系統的特點:
高溫高溫使許多原本較慢的反應變得相當快,如溶解氧對鐵的腐蝕,在常溫下較慢,而在蒸汽鍋爐內卻相當快,往往在補給水入口處就與鐵反應,對這附近的煙管等處造成氧腐蝕,而其它部位則幾乎沒有。同時高溫也要求鍋爐本體得3 經受住熱脹冷縮的考驗,必須保證熱量及時被水吸收,如果水垢過厚,不但造成能源浪費,而且會由于水側、火側的溫差過高,熱脹冷縮的程度相差太大,使某些部位扭曲變形,甚至發(fā)生爆炸。高溫也使碳酸氫鹽的分解速度急劇加快,使碳酸鹽垢的形成速度大大快于常溫。
高壓高壓給鍋爐爆炸帶來隱患,特別是當鍋爐局部腐蝕嚴重時,由于受壓不均勻,極易發(fā)生爆炸。
快速濃縮由于蒸汽是相對較純凈的H2O組份,因此隨著蒸汽不斷蒸發(fā),水中的雜質濃度成倍增加,使原本溶解度較大或水中含量較低的鹽,如硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽,都會因濃度的不斷升高而形成水垢,這一現象特別易發(fā)生在劇烈蒸發(fā)的部位。
鍋爐汽水系統主要在于水質問題,如果水質不好,對鍋爐會造成很大的危害,例如:
1)結垢
2)腐蝕
①金屬構件破損鍋爐的省煤器、水冷壁、對流管束及鍋筒等構件會因水質不良而引起腐蝕。結果這些金屬構件變薄和凹陷,甚至穿孔。更為嚴重的腐蝕會使金屬內部結構遭到破壞。被腐蝕的金屬強度顯著降低。因此嚴重影響鍋爐安全運行,縮短鍋爐使用年限,造成經濟上的損失。
②增加鍋水中的結垢成份金屬的腐蝕產物(主要是鐵的氧化物),被鍋水帶到鍋爐受熱面后,容易與其它雜質生成水垢。當水垢含鐵時,傳熱效果更差。例如,含8%鐵并混有二氧化硅的1mm厚的水垢所造成的熱損失,相當于4mm厚的其他成份的水垢。
③產生垢下腐蝕含有高價鐵的水垢,容易引起與水垢接觸的金屬鐵的腐蝕。鐵的腐蝕產物又容易重新結成水垢。這是一種惡性循環(huán),它會導致鍋爐構件迅速損壞。尤其對燃油鍋爐,金屬腐蝕產物的危害更大。
3)汽水共騰
在鍋筒的水、汽界面上,若蒸汽和水不能迅速分離,在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中,液面就會產生泡沫,泡沫薄膜破裂后分離出很多的水滴,這些含鹽很高的水滴不斷被蒸汽帶走,嚴重時,蒸汽攜同泡沫一同進入蒸汽系統,這種現象稱為汽水共騰。這是由于鍋水中含有過多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時,或者鍋水中的有機物與堿作用發(fā)生皂化時而引起的,鍋爐汽水共騰會發(fā)生以下危害:
⑴蒸汽受到嚴重污染
⑵過熱器管和蒸汽流通管道內出現積鹽,嚴重時能將管道堵塞
⑶使過熱蒸汽的溫度下降
⑷水面計內充有氣泡,造成液面分辨不清
⑸在蒸汽流通系統中產生水錘作用,容易造成蒸汽管路連接部位損壞 ⑹容易引起蒸汽閥門、管路彎頭及熱交換器內的腐蝕。
2-2.4鍋爐的風煙系統
鍋爐風煙系統是鍋爐重要的輔助系統。它的作用是連續(xù)不斷的給鍋爐燃燒提供空氣,并按燃燒的要求分配風量,同時使燃燒生成的含塵煙氣流經各受熱面和煙氣凈化裝置后,最終由煙囪及時的排至大氣。
鍋爐風煙系統按平衡通風設計,系統的平衡點發(fā)生在爐膛中,因此,所有燃燒空氣側的系統部件設計正壓運行,煙氣側所有部件設計負壓運行。平衡通風方式使爐膛和風道的漏風量不會太大,保證了鍋爐較高的經濟性,能防止爐內高溫煙氣外冒,對運行人員的安全和鍋爐房的環(huán)境均有一定的好處。
二次風系統供給燃燒所需的空氣,設有2臺50%容量的動葉可調軸流式送風機,在風機出口擋板后設有聯絡風管以平衡送風機出口風壓。在送風機的入口風道上設有熱風再循環(huán)裝置,當環(huán)境溫度較低時,可以投入熱風再循環(huán),以提高進入空氣預熱器的空氣溫度,防止空氣預熱器冷端積灰和腐蝕。
煙氣系統是將爐膛中的煙氣抽出,經尾部受熱面、空預器、除塵器和煙囪排向大氣。在除塵器后設有2臺50%容量的靜葉可調的軸流式引風機。為使除塵器前后的煙氣壓力平衡,使進入除塵器的煙氣分配均勻,在兩臺除塵器進口煙道處設有聯絡管。為防止煙氣倒流入引風機,在引風機出口處裝有嚴密的煙氣擋板。
1、風煙系統的設備和裝置組成,其運行參數也就決定運行了風煙系統的參數:
1)兩臺動葉可調軸流式送風機(二次風機)2)兩臺動葉可調軸流式一次風機 3)兩臺靜葉可調軸流式引風機 4)兩臺容克式三分倉空氣預熱器 5)煙氣再循環(huán)管 6)兩臺靜電除塵器 7)兩臺火檢冷卻風機 8)兩臺密封風機
9)四組對沖布置的燃燒器及二次風箱 10)連接管道、擋板或閘門
風煙系統其實是兩個平行的供風系統,有共同的爐膛、受熱面煙道和兩臺引風機構成的風煙系統。
輸送至爐膛的空氣,其作用是:
A、提供燃料燃燒所需要的二次風、中心風和燃盡風,由送風機提供。B、提供輸送和干燥煤粉的一次風,由一次風機提供。
C、提供火檢探測器的冷卻風,由火檢冷卻風機提供,直接取自大氣。D、給煤機、磨煤機和煤粉管吹掃風,由一次風機出口經密封風機升
壓后提供。
無論是密封風還是冷卻空氣,最終均進入爐膛,是燃燒所需的空氣的組成部分。
風煙系統中最主要的為一、二次送風,系統、煙氣系統和密封風系統
2、一次風系統:
一次風的作用是用來輸送和干燥煤粉,并供給燃料燃燒初期所需的空氣。大氣經濾網、消聲器垂直進入兩臺軸流式一次風機,經一次風機提壓后分成兩路;一路進入磨煤機前的冷一次風管;另一路經空氣預熱器的一次風分倉,加熱后進入磨煤機前的熱一次風管,熱風和冷風在磨煤機前混合。在冷一次風和熱一次風管出口處都設有調節(jié)擋板和電動擋板來控制冷熱風的風量,保證磨煤機總的風量要求和合適的出口溫度。合格的煤粉經煤粉管道由一次風送至爐膛燃燒。
一次風機的流量主要取決于燃燒系統所需的一次風量和空氣預熱器的漏風量。密封風機風源來自一次風,最終進入磨煤機。一次風的壓頭主要取決于煤粉流的阻力及風道、空氣預熱器、擋板、磨煤機的流動阻力。其壓頭是隨鍋爐需粉量的變化而變化,可以通過調節(jié)動葉的傾角來改變風量,維持風道一次風的壓力,適應不同負荷的變化。
3、二次風系統:
為了使燃料在爐內的燃燒正常進行,必須向爐膛內送入燃料燃燒所需要的空氣,用送風機克服煙氣側的空氣預熱器、風道和燃燒器的流動阻力,并提供燃料燃燒所需的氧氣。
二次風的流程:電廠環(huán)境空氣經濾網、消聲器與熱風再循環(huán)匯合后垂直進入兩臺軸流式送風機,由送風機提壓后,經冷二次風道進入兩臺容克式三分倉空氣預熱器的二次風分倉中預熱,熱二次風經熱二次風道送至二次風箱和燃燒器進入爐膛。
每臺空氣預熱器對應一組送風機和引風機。兩臺空氣預熱器的進出口風道橫向交叉連接在總風道上,用來平衡兩側二次風壓,在鍋爐低負荷期間,可以只投入一組風機(送、引風機各一臺)運行。
加熱后的二次風,經熱二次風總管分配到爐膛的前后墻的4個燃燒器風箱后,被分成多股三種空氣流,一是通過各二次風噴咀的二次風(中心風);二是通過一次風噴咀周邊入爐的周界風;三是通過燃燒器頂部燃盡噴咀的燃盡風。
用于鍋爐點火和低負荷穩(wěn)燃的油燃燒器布置在二次風噴咀內,故沒有設計獨立的供風通路。
在燃燒器風箱內流向各個噴咀的通道上設有調節(jié)擋板,用以完成各股風量的分配。
4、煙氣系統: 煙氣系統的作用是將燃料燃燒生成的煙氣經各受熱面?zhèn)鳠岷筮B續(xù)并及時地排至大氣,以維持鍋爐正常運行。
鍋爐煙氣系統主要由兩臺靜葉可調軸流式引風機、兩臺容克式空氣預熱器和兩臺電除塵器構成。鍋爐采用平衡通風,爐膛保持一定的負壓。負壓是通過調節(jié)引風機靜葉的角度,改變風機的流量實現的。
引風機的進口壓力與鍋爐負荷、煙道通流阻力有關。其流量決定于爐內燃燒產物的容積及爐膛出口后所有漏入的空氣量。
兩臺空氣預熱器出口有各自獨立的通道與兩臺電除塵器相連接,電除塵的兩室出口有共同的通道與引風機連接。在引風機的進出口有電動擋板,滿足任一臺引風機停運檢修時的隔離需要。
風機是把機械能轉化為氣體的勢能和動能的設備,風機可以分為軸流式和離心式兩種形式。軸流風機和離心風機比較:
a、動葉調節(jié)軸流風機的變工況性能好,工作范圍大。因為動葉片安裝角可隨著鍋爐負荷的改變而改變,既可調節(jié)流量又可保持風機在高效區(qū)運行。
b、軸流風機對風道系統風量變化的適應性優(yōu)于離心風機。由于外界條件變化使所需風機的風量、風壓發(fā)生變化,離心風機就有可能使機組達不到額定出力,而軸流風機可以通過動葉片動葉關小或開大動葉的角度來適應變化,同時由于軸流風機調節(jié)方式和離心風機的調節(jié)方式不同,決定了軸流風機的效率較高。
c、軸流風機重量輕、飛輪效應值小,使得啟動力矩大大減小。
d、與離心式風機比較,軸流風機結構復雜、旋轉部件多,制造精度高,材質要求高。
華潤常熟鍋爐送風機和一次風機每爐均為兩臺,采用液壓、動葉可調軸流式風機,由上海鼓風機廠有限公司在引進德國TLT公司技術的基礎上生產。
2-2.5 鍋爐的實際應用
圖2-2 車間燃氣鍋爐系統圖
愛普燃氣鍋爐的優(yōu)點是:占地面積小,操作簡單機動靈活,可根據自己的需要提前或錯后取暖時間具有洗浴和采暖的雙重功能。缺點是:用氣量較大,水壓不足時容易過熱保護,不適合風大的寒冷地區(qū)使用。由于采用半導體原件實現的自動化控制,一旦出現故障就要等專業(yè)人員來維修。維修時比較方便的是:一旦出現故障,系統就會通過故障代碼E~指出故障出現在哪一個環(huán)節(jié)哪一個部位。能盡可能的縮短判斷故障的時間。
就愛普燃氣鍋爐JLG16-K/JLG20-K而言,他屬于開放式鍋爐,安裝簡單系統內壓力不大只要管道暢通不漏水,暖氣片高度不要超過鍋爐水箱即可。以下重點用愛普鍋爐講燃氣鍋爐(開放式)的調試故障檢查及排除。
⒈使用前調試
(1)檢查使用的燃氣是否符合兩用爐銘牌上標明的燃氣種類,不同燃氣絕不能代替使用。
(2)檢查水路.氣路是否暢通,有無泄漏現象。(3)檢查電源是否符合規(guī)定AC220V/50HZ.(4)加入添加劑(根據地區(qū)及安裝位置的溫度情況推薦添加):擰開本機頂端面右上角的滾花螺母,將稀釋好的防凍劑、防垢劑倒入,添加完畢后再擰緊螺母。
(5)系統注水:將插頭插入電源插座,電源指示燈亮。按開關、西域7 鍵(三秒以上)開啟鍋爐使其處于采暖狀態(tài),數碼管左窗口顯示—并上下滾動,表示系統正在注水。水注滿后鍋爐會自動停止注水轉入正常工作狀態(tài)。在注水過程中有少量水從溢水口流出屬正?,F象。⒉鍵盤簡介
(1)只有電源燈亮時表明電源已接通但處于關機狀態(tài)。長按(三至四秒)即可開機觀察在那一種狀態(tài)
(2)洗浴燈未亮時表示處于取暖狀態(tài)。在這種狀態(tài)下洗浴優(yōu)先。在這種狀態(tài)下想轉入單純的洗浴狀態(tài)短按(一秒以內)開關鍵即可轉入洗浴狀態(tài)。這時洗浴燈亮起不再取暖,處于待機狀態(tài)。只有用水時才會啟動鍋爐。停止用水時鍋爐會自動轉入待機狀態(tài),這時風機仍會轉動三分鐘左右才會停止。
(3)自動燈亮時鍋爐執(zhí)行的是用戶設置定時的程序,這時如果用戶未設定時或定時有開無關有關無開鍋爐都會工作不正常。只有按時段設置正確的定時鍋爐才會正常工作。
自動燈不亮時鍋爐執(zhí)行的是它本身所帶的程序。(4)加熱指示燈亮時,表明鍋爐正在燃燒(5)定時燈亮時表明至少設置了一個時段 ⒊數碼顯示器
(1)在洗浴狀態(tài),數碼管通常不顯示只有洗浴指示燈亮,只有在使用熱水時數碼管在開水的同時顯示溫度的讀數,并隨出水口的溫度變化而變化出相應的讀數。隨水管的關閉而熄滅。
(2)在取暖狀態(tài):數碼顯示左右兩窗口同時顯示左窗顯示所設定的回水溫度右窗顯示所設定的當前時間。這是如果使用熱水系統會自動轉入洗浴狀態(tài),并按洗浴的顯示方式顯示。
以上為簡單的操作。無論那一種其操作都不同應以使用說明書為準,這里不再詳細介紹。以下以故障檢查和如何排除為重點詳細介紹。
第三章、鍋爐房系統供熱的能源浪費分析
3-1 當前供熱鍋爐能源浪費的原因
3-1.1 鍋爐容量小、熱效率低。近幾年國家重視節(jié)能減排工作,也給了一定的項目支持,但由于大多數企業(yè)缺乏技術改造資金,小容量鍋爐所占比重仍然偏高,且大多鍋爐長期在低負荷下運行,造成不完全燃燒,能源浪費嚴重。
3-1.2 排煙溫度高、污染大。當前,大多供熱企業(yè)使用的鍋爐燃燒方法以層燃為主,其排煙溫度長期在300℃-350℃之間,大量高溫煙氣及粉塵,對環(huán)境造成極大污染,熱量流失嚴重。
3-1.3 鍋爐運行自控裝置水平低。大多供熱企業(yè)鍋爐普遍未配置運行檢測儀表,操作人員在調整鍋爐燃燒工況或負荷變化時,由于無法掌握具體數據,不能及時根據負荷變化調整鍋爐運行工況,鍋爐、電機的運行效率受到了限制,造成
了浪費。
3-1.4 鍋爐受熱面結焦、積灰嚴重。由于能源的緊張,鍋爐采用的燃料品質參差不齊,粘結性物質增多,鍋爐受熱面結焦、積灰嚴重。目前清除鍋爐結焦、積灰的主要方法為機械方法和化學方法,但由于結焦、積灰成分的不同及各鍋爐結構的差異,清除效果不明顯。
3-2 解決供熱鍋爐能源浪費的對策
針對以上的問題,政府部門應支持企業(yè)進行技術改造,質監(jiān)部門指導企業(yè)推廣節(jié)能裝置,提高鍋爐效能,減少浪費。
3-2.1 推廣使用高效節(jié)能的新型熱水鍋爐
以三星LED的szl14—1.25/130/70一aii鍋爐為例,該型鍋爐是按照《蒸汽(熱水)鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》的要求,在嚴格的熱力計算、強度計算、煙風阻力計算的基礎上開發(fā)的拳頭產品。該種產品經過機械工業(yè)部鍋爐產品質量檢測中心測試,熱效率達到83.44%,具有10%的超負荷能力。該型鍋爐測試后性能指標達到zbj98011—88工業(yè)鍋爐通用技術條件的要求,熱效率比合格品高7.44個百分點,性能指標達到優(yōu)等品的水平,環(huán)保性能測試達到ⅱ類地區(qū)的要求,在此基礎上,不斷對產品進行優(yōu)化、技術升級,采用了奧地利能源和環(huán)境公司(ae&e)及美國德爾塔公司世界領先的技術,使得鍋爐的燃燒強度、傳熱強度極大的提高,煤種適應性增強,使用中升溫快、出力足、煤耗低、熱效率高,滿足了鍋爐運行工況的理想狀況。
3-2.2 改造利用水力平衡節(jié)能技術
隨著城市建筑規(guī)模的不斷擴大,在供熱工程中,由于條件的制約不可能完全采用同程系統。而異程系統在實際的設計中,為了保證系統最不利環(huán)路末端的資用壓頭,所有其他供熱設備末端的資用壓頭往往大于設計工況的需要值,特別是在規(guī)模大、建筑功能復雜的工程中,異程管線長,末端用戶的阻力大,在靠近熱源位置的資用壓頭余量過大,往往出現流量分配偏離設計狀態(tài),導致其系統水力失調。流量的偏差不但不能保證末端用戶用熱需求,還能產生熱源近端用戶采暖過熱的現象,造成了能源上的浪費。因此,應該在供熱系統增加控制手段,解決了水力工況失調后,將供水溫度提高到設計溫度或接近設計溫度,以提高供熱系統的輸送效率、節(jié)約能源,并為用戶擴展打下良好基礎。3-2.3 安裝熱工儀表
在供熱鍋爐上安裝熱工測量與自動控制儀表系統,可有效節(jié)煤,主要包括以下內容。
? 熱工檢測。a.爐堂負壓指示,儀表:by型或u型壓力計。b.爐堂煙氣出口溫度指示,儀表:鉑銠鉑熱電偶+指示毫伏計。c.分層給煤耗煤量指示。d.平衡閥管流量指示,壓差指示。e.熱管空氣預熱器煙氣進、出口壓力溫度指示;熱管空氣預熱器被加熱空氣進、出口壓力溫度指示;被加熱水進、出口壓力溫度指示。
? 熱工信號及保護。a.壓力報警及保護:當設備壓力超過運行規(guī)定的壓力時,有自動聲光報警。超過極限壓力時,有自動聲光報警及自動緊急停爐保護。b.水位報警及保護:水位超過運行規(guī)定的水位時,有自動聲光報警。
? 熱工控制。a.設水位指示,報警測量系統及水位自動調節(jié)系統。b.設煙氣,空氣指示,報警測量系統及水位自動調節(jié)系統。
④ 熱工檢測與控制儀表集中設置在控制室。
3-2.4 利用低耗電量的變頻技術
鍋爐在運行過程中,通常都是由操作人員憑經驗手動調節(jié),峰值能耗浪費較大。而采用變頻調速技術的優(yōu)勢在于:電機轉速降低,減少了機械磨損,電機工作溫度明顯降低,檢修工作量減少;電機采用軟啟動,啟動電流從零逐漸上升到額定電流值,不僅節(jié)能而且不會對電網造成沖擊,節(jié)能效果顯著,一般情況下可以節(jié)能約30%。
3-2.5 熱管換熱器回收鍋爐煙道余熱
熱管是高科技航天領域中必不可少的原件之一,它是一種高效傳熱元件,由管殼、管芯、工組成的封閉系統。它有體積小、重量輕、傳熱功率大,流動阻力小等許多優(yōu)點。熱管傳熱是靠工質的沸騰和凝結,因此單位截面積的換熱量很高,同時熱管內部空間充滿飽和蒸汽,管子各處幾乎是等溫的,所以熱管能在溫差較低的情況下傳遞較多的熱量。加之熱管具有結構簡單,無運動部件,工作可靠等優(yōu)點有著廣泛的應用前景。另外,由于熱管能在低溫差下良好的傳熱,無疑對于熱回收,節(jié)約能源起到很大作用。熱管換熱器屬于熱流體互不接觸的表面式換熱器,作為工業(yè)鍋爐的尾部受熱面,可充分利用鍋爐的排煙余熱,提高鍋爐效率,節(jié)約能源??捎米鳛闊峁芸諝忸A熱器、熱管式省煤器和熱管式熱水器。熱管式空氣預熱器用來加熱燃燒用的空氣,不僅可以降低排煙損失,而且采用熱空氣可大大加強燃燒,能有效地降低灰渣含炭量和化學不完全燃燒損失,因此可大大提高工業(yè)鍋爐效率。熱管省煤器用來加熱鍋爐給水,熱管熱水器用來加熱生產和生活用的熱水,都可以提高能源的利用率,應用也很普遍。3-2.6 加強運行管理人員技術水平。保證系統安全正確運行宗旨是通過對鍋爐房的管理人員和操作人員的強化培訓,提高鍋爐的操作人員和管理人員專業(yè)知識.熟悉掌握系統和設備功能,正確使用操作,定期對設備進行維護保養(yǎng),使系統和設備在最佳狀態(tài)下工作。
第四章、鍋爐房系統節(jié)能前景
4-1中國工業(yè)鍋爐行業(yè)概況
中國鍋爐制造業(yè)是在新中國成立后建立并發(fā)展起來的,改革開放以來,隨著國民經濟的蓬勃發(fā)展,我國鍋爐制造業(yè)取得了長足的進步。2002 年,全國持有各級鍋爐制造許可證的企業(yè)1121 家(不包括取得有機熱載體鍋爐制造許可證和單獨部件制造許可證的企業(yè)),生產各種不同參數和容量的蒸汽、熱水鍋爐128206 臺(不包括有機熱載體鍋爐和其他型式的產品)。
4-2 未來工業(yè)鍋爐的需求態(tài)勢
中國工業(yè)鍋爐產品市場主要在國內(出口很少,2000-2002 三年總共出口鍋爐687 臺,但進口多達7383 臺)。影響工業(yè)鍋爐市場的主要因素以往是國民經濟的發(fā)展速度和投資規(guī)模、北方地區(qū)采暖需要和住宅建設、第三產業(yè)和民營企業(yè)的發(fā)展、效率低污染重的落后鍋爐淘汰改造以及正常的更新改造等。未來工業(yè)鍋爐產品市場發(fā)展除了受上述因素影響外,越來越受到能源政策和節(jié)能、環(huán)保要求的制約。在國家倡導并推行熱電聯產和集中供熱的形勢下,大中城市的小容量燃煤鍋爐的比重將會顯著下降;循環(huán)流化床鍋爐等采用清潔燃燒技術的鍋爐將得到較快的發(fā)展;燃油燃氣鍋爐特別是燃氣鍋爐將會有長足的進步,小型燃機熱電(冷)聯產系統、燃氣—蒸汽聯合循環(huán)熱電(冷)聯產系統的開發(fā)應用會有較大進
展;蓄熱式電熱鍋爐系統隨著電力工業(yè)改革和發(fā)展其市場將進一步拓寬;燃生物質和生活垃圾的鍋爐市場潛力較大
結語: 我國經濟快速增長,各項建設取得巨大成就,但也付出了巨大的資源和代價,經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳,群眾對環(huán)境污染問題反應強烈。這種狀態(tài)與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉換增長方式,資源支撐不住,環(huán)境容納不下,社會承擔不起,經濟發(fā)展難以繼續(xù)。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展,才能實現經濟又快又好的發(fā)展。同時,溫室氣體排放引起全球氣候變暖,備受國際社會廣泛關注。進一步加強節(jié)能減排工作,也是應對全球氣候變化的迫切需要,是我們應該承擔的責任。
鍋爐煙氣排放是各大污染中的首位,所以鍋爐房節(jié)能減排是必行之路。
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Boiler energy saving Industrial boiler energy saving technology related to many, what is the most important increase industrial furnace thermal utilization ratio of pot namely, increasing the thermal efficiency of the industrial boiler.This section from burning, transportation line maintenance, new technology and new equipment and the application of the industrial boiler auxiliary equipment of energy saving, pot boiler water processing, etc and the industrial boiler room way of energy saving is discussed in this paper.1.The furnace of industrial boiler furnace arch arch is very important.The role is to make arch furnace chamber of the mixture of gases and radiation and hot gas organization flow, to make the fuel and ignition and combustion when.Sua and at present industrial boiler with the actual YongQiLiang rated load are often not with horse, the use of coal changes greatly, and often have large design coal poor vision, so in actual use, often to furnace necessary improvement in arch coal need to be comfortable.For transformation of the former furnace arch situation, the existing problem is: for the use of coal and coal than design poor miscellaneous, boiler flue gas temperature appear the chamber exports low(about 700℃), more than 200 ℃ design low.The new coal fire late, often appear fire bed broken fire, fire from about 0.6 ~ coal disc 1 cm, furnace combustion is not strong, ash high carbon content.According to the problems furnace arch structure, from improving the ignition of fuel conditions and raise the temperature of boiler furnace to reform.After improvement furnace arch, in actual shipped in from the observed, the transformation effect is good, people away from coal furnace fuel after disc 0.3 MRP on fire, fire bed combustion intense, flame full of degree good, strong rotation.Due to the lower arch before, after extended arch, the arch of the throat and mouth shape between into space from the original 2 cm or so down to 1 cm.To strengthen the disturbance of the air mixed, to form the airflow, strengthen the furnace combustion, improve the efficiency of the district and the whole arch before furnace temperature, make its reach to 1400℃ above, improved the ignition of fuel conditions.Coal in the ignition, of furnace temperature rise, make the carbon content and ash significantly less.The flue gas mixture and strengthen the hydrocyclone separation of flue gas carbon particles needed to fall in the fire bed and new fuel layer further burns out.2.The reasonable air supply and regulation In the chain furnace, the furnace, the furnace of reciprocating vibration, according to the different characteristics of the combustion process, reasonable air supply, to
promote the furnace combustion is very important.As in the chain furnace, along with fuel keep movement, which in turn happen on fire, burning, and burn the stage.Burning along the length direction is the stoker stages, zoning, so along the length direction along the air quantity is also different.The preheating zone along the head and tail burn stage, air requirements small;The burning along the middle stage, air requirements.According to this characteristic, must use block supply air, to meet the needs of the burning.The current domestic production of the boiler although all are to consider this one characteristic, with the wind in subsection room, and equipped with air inlet adjustment.But according to the survey.3.The secondary air Second wind to strengthen the air combustion is very effective.Second wind have the following function:(1)strengthen the furnace of air disturbance and mixed, make the furnace of oxygen and flammable gas mixture evenly, make chemical don't fully burning loss and the chamber excess air coefficient reducing.(2)secondary air in furnace flue gas vortex formed, on the one hand, extended the suspension fine coal grain in the chamber of a stroke, increase the fine particles suspended furnace in the residence time of, make it have a full time to burn, make not complete combustion heat loss;Another result of air separation of spiral effect, make coal dust grain and the grain re-blows rejection within, and reduce the small fly ash escape from the quantity, the mechanical incomplete combustion heat loss.英譯漢
鍋爐的節(jié)能
工業(yè)鍋爐的節(jié)能技術涉及多方面 , 最主要是提高工業(yè)鍋爐的熱能利用率 , 即提高工業(yè)鍋爐的熱效率。本節(jié)從燃燒、運行維護、新技術及新設備的應用、工業(yè)鍋爐輔機的節(jié)能、鍋 爐水處理等方面 ,對工業(yè)鍋爐房的節(jié)能途徑進行探討。
1.爐拱工業(yè)鍋爐的爐拱是十分重要的。爐拱的作用在于促使爐膛中氣體的混合以及組織輻射和熾熱煙氣的流動 ,使燃料及時著火燃燒。
而目前工業(yè)鍋爐的實際用汽量與其額定負荷往往不匹配 ,使用的煤種變化較大 ,而且與設計煤種往往有較大的差異 ,因此在實際使用中 ,往往要對爐拱進行必要的改造以適應煤種的需要。
為改造前爐拱情況 ,存在的主要問題是:因使用 的燃煤比設計煤種差而雜 , 鍋爐出現爐膛出口煙氣溫度低(約 700 ℃), 比設計低 200 ℃。新煤著火遲 , 時常出現火床斷火 ,著火距煤閘板約 0.6~1.O m, 爐膛燃燒不強烈 , 灰渣含碳量高。針對爐拱結構存在的問題 ,從改善燃料的著火條件 ,提高爐膛溫度著手對鍋爐進行改造。
經過改造后的爐拱 ,在實際運衍中觀測發(fā)現 ,改造效果良好 ,燃料人爐后距煤閘板0.3MRP著火 ,火床燃燒強烈 ,火焰充滿度好 ,旋轉強烈。由于前拱降低 , 后拱加長 , 拱間形 成的喉口間距由原來的 2 cm 左右縮小到 1cm。加強了該處 的氣流擾動混合 , 重新組織了氣流,強化了爐內燃燒 ,有效的提高了前拱區(qū)和整個爐膛的溫度,使其達到 1400℃以上,改善了燃料的著火條件。煤著火點的提前 , 爐膛溫度的提高,使灰渣含碳量明顯減少。煙氣的旋流混合又加強了煙氣中焦 炭粒子的分離 , 使之落在火床上和新燃料層進一步燃盡。強烈的煙氣旋流還使煙氣中的 CO、H2、CH4 等可燃氣體充分燃 燒 , 從而提高了鍋爐的熱效率 4% 以上。同時也提高了鍋爐出力,滿足了生產用汽的需要,減輕了環(huán)境污染,擴大了燃煤品種的適應范圍。
2.合理的送風與調節(jié)
在鏈條爐、振動爐、往復爐中,根據燃燒過程的不同特點,合理的送風,對于促進爐內燃燒是很重要的。如在鏈條爐中 , 燃料隨爐排不停地運動,依次發(fā)生著火、燃燒、燃盡各階段。燃燒是沿爐排長度方向分階段、分區(qū)進行的 , 所以沿爐排長度方向所需的空氣量也就不同。在爐排頭部的預熱 區(qū)和尾部燃盡階段,空氣需要量?。辉跔t排中部的燃燒階段,空氣需要量大。根據這一特點,必須采用分段送風 , 以滿足 燃燒的需要。目前國內生產的鍋爐雖然都考慮到這一特性,采用了分段風室 , 并裝有調節(jié)風門。但據調查 , 不少單位在實 際運行中沒有按照燃燒特性進行風量調節(jié),從而使燃燒所需 要的空氣量與實際供風量沒有很好地配合 , 使不完全燃燒損 失增大。因此 ,在鍋爐燃燒調整中,要根據燃燒需要對供給空氣量及時進行調節(jié) ,以降低熱損失 ,提高熱效率。
3.采用二次風
二次風對強化氣流燃燒是很有效的。二次風有以下作用:
(1)加強爐內氣流的擾動和混合,使爐內的氧氣和可燃氣體均勻地混合,使化學不完全燃燒損失和爐膛過量空氣系數降低。
(2)二次風在爐內形成煙氣旋渦,一方面延長了懸浮細煤粒在爐膛中的行程 , 增加了懸浮細粒子在爐內的停留時間 , 使其有較充分的時間燃燒,使不完全燃燒熱損失降低;另一 方面由于氣流旋渦的分離作用,使煤粒和灰粒甩回爐內,減小了飛灰逸出量,使機械不完全燃燒熱損失降低。
第三篇:節(jié)能與節(jié)水
一、節(jié)電措施
1、為單位供電的變壓器容量選擇合理,負荷率在國家規(guī)定的規(guī)范要求范圍內。電力變壓器三相負載保持平衡,合理分配負載。對地面建構筑物合理布局配電系統,盡量縮短配電半徑,從而減少了線路電能損失。
變電所真空斷路器均選用彈簧操作機構,降低所用電。
2、公共場所照明嚴格按照節(jié)能型民用建筑標準進行設計,采用集中管理。積極做到人走燈滅,杜絕“長明燈”,還要使用節(jié)能燈,合理設置燈具數量,積極使用太陽能燈、無極燈等先進照明技術。樓道、門廳、庭院、衛(wèi)生間等公共區(qū)域照明要使用聲控、光控和時控等自動控制設備。職工生活用電采用集中分戶裝表,單身宿舍安裝限電器。
3、辦公設備優(yōu)先選擇節(jié)電技術好的設備,淘汰高耗能的計算機、打印機等;不使用時即行關閉,減少電腦、打印機等辦公設備的待機時間。
4、對辦公室的空調管理要執(zhí)行下班前15分鐘,空調要一律關掉。冬季里,除了空調的溫度控制標準為26攝氏度(夏季室內空調溫度設置不得低于20攝氏度)外,單位還要做好空調的維護保養(yǎng)。做到沒人就不開空調,禁止開窗使用空調,除特殊情況外,下班前15分鐘要一律關閉空調。每年要定期清洗空調設備。
二、節(jié)水措施
1、大力推廣建設節(jié)約用水項目,合理利用現有的水資源;大力推廣使用新設備、新工藝,減少內耗水量,減少排污量,達到節(jié)水與環(huán)保的目的。
2、實行計劃用水,根據生產實際情況下達節(jié)水指標,切實做到節(jié)獎超罰;對所有用水單位實行歸口管理,杜絕“跑、冒、滴、漏”現象。
3、大力推廣節(jié)水器具、節(jié)水新經驗,加強現有供水管網的維護管理和改造工作,推行“水表出戶、一戶一表”制,運用經濟杠桿調劑水量,以達到節(jié)約用水的目的,加大節(jié)約用水的宣傳工作,真正使節(jié)約用水深 1
入人心。
4、取消辦公區(qū)域公共浴室;食堂禁止使用高壓水直接沖洗餐具、設備、地面等;嚴禁用高壓自來水沖洗車輛,禁止在單位沖洗私家車。建立“中水”回用系統和雨水收集系統,以供綠地用水和景觀環(huán)境用水。
三、其他節(jié)能措施
1、對單位公車要嚴格執(zhí)行“一車一卡”加油規(guī)定。建立每月油耗、材耗統計制度,建立節(jié)油獎勵制度。另外,節(jié)假日和重要活動期間公務用車要封存停駛;離寧執(zhí)行公務應盡量使用公共交通工具,確需用車的,須報本部門主管領導批準;減少車輛發(fā)動后的待車時間,公務人員在離車參加公務活動時,駕駛人員應將車輛熄火,禁止車輛長時間開啟空調或暖風等待等。
2、廢舊紙張、舊電腦、電池、燈管、信封等辦公用品可以回收利用;減少筆墨紙張的消耗,文稿用紙盡量雙面使用,盡可能減少一次性簽字筆使用,淘汰使用一次性紙杯,減少一次性浪費;購物用塑料袋盡量重復使用;規(guī)范辦公電話使用,減少通話時間。
3、要控制會議數量,壓縮會議時間和規(guī)模,提倡開短會。對確實需要舉辦的會議,堅持勤儉辦會的原則,嚴格控制參會人數和食宿標準,以降低會議成本,防止鋪張浪費。
四、保障措施
1、單位自身應加強節(jié)能減排的管理工作,并負責本單位能減排統計匯總,接受政府有關部門開展節(jié)能減排的監(jiān)督、檢查和技術指導。
2、要保證節(jié)能減排的資金的投入,節(jié)能減排技改資金必須專款專用,大力推進企業(yè)節(jié)能技術改造。
3、建立健全單位節(jié)能減排計量、統計制度,并按照有關規(guī)定,配備計量器具和儀表,建立健全原始記錄和統計臺賬,并按期報送節(jié)能減排統計報表。
4、單位要建立和完善節(jié)能減排獎懲制度,根據節(jié)能減排目標完成情況,把獎懲落實到各部門。對虛報、瞞報、拒報、遲報、偽造篡改節(jié)能減排統計資料的單位要依法予以處罰。
5、加強節(jié)能減排宣傳教育,普及節(jié)能減排知識,提高節(jié)約和環(huán)保意識,增強社會責任感,有計劃地組織節(jié)能減排業(yè)務學習和培訓。
6、加強自主創(chuàng)新,圍繞本單位節(jié)能減排進行科學研究。注重引進、吸收和再創(chuàng)新國外先進的節(jié)能減排技術和管理經驗。
第四篇:關于關于節(jié)能與綜合利用工作匯報
關于工業(yè)節(jié)能減碳工作情況匯報
山陽縣經濟貿易局
一、工業(yè)經濟發(fā)展概況
近年來,在市委、市政府的正確領導和上級業(yè)務主管部門的正確指導下,深入貫徹落實科學發(fā)展觀,堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,加強重點行業(yè)、重點企業(yè)和重點領域的節(jié)能降耗工作,實施節(jié)能降耗工程,落實節(jié)能降耗措施,促進了縣域經濟又好又快發(fā)展。2012年1-5月份,全部工業(yè)完成工業(yè)產值20.7億元,同比增長55.3%,實現工業(yè)增加值7億元,同比增長29.1%,其中:規(guī)模以上工業(yè)完成工業(yè)產值16.7億元,同比增長58.1%,完成工業(yè)增加值6.01億元,同比增長30%。工業(yè)在GDP中比重達到20.6%。
二、工業(yè)節(jié)能工作
(一)節(jié)能減碳工作。在市委、市政府正確領導下,我縣深入貫徹落實科學發(fā)展觀,堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,加強重點行業(yè)、重點企業(yè)和重點領域節(jié)能減排工作,實施節(jié)能減排工程,落實節(jié)能減排措施,促進了縣域經濟又好又快發(fā)展。2012年1—5月份,全縣萬元GDP 能耗預計下降3.5%;二氧化碳減排3.8%。
(二)實施重點項目工程??h政府督促企業(yè)實施節(jié)能減排項目,推行節(jié)能清潔生產,充分利用資源能源,使廢物最小化、資源化、無害化。陜西五洲礦業(yè)山陽分公司共投資1.36
公司40萬平方米尾礦微晶玻璃項目,目前,金地公司3600萬塊節(jié)能磚生產線已投入運營,尾礦微晶玻璃項目正在做項目前期工作。督促引導皂素加工企業(yè),完成了金川封幸化工公司節(jié)能節(jié)水技改,使廢水回用率達到了100%,豐瑞化工公司、康力化工公司節(jié)能節(jié)水技改正在進行,預計到三季度末可投入運營,屆時可實現困擾皂素企業(yè)的黑水污染問題,每年又可節(jié)約用水14萬噸。在10家釩礦企業(yè)投資5800余萬元,建成了廢水二次處理和回用系統,廢水實現除氨氮外達標排放,回用率達達90%以上。
三、經驗做法和存在的問題
我縣把節(jié)能減排作為落實科學發(fā)展觀和轉變經濟發(fā)展方式的重大舉措,緊緊圍繞市政府下達的節(jié)能減排目標,落實責任,強力推進,主要采取了以下措施:
(一)抓基礎,廣泛宣傳,確??茖W發(fā)展。以“六.五”世界環(huán)境日活動為契機,開展多種形式是節(jié)能減排知識宣傳教育活動。計劃從6月11日開始,利用廣播電視舉辦“局長訪談”等專題節(jié)目,制作節(jié)能減排專題片和電視宣傳標語,縣政府主管縣長發(fā)表電視講話,在政府廣場舉辦大型節(jié)能減排宣傳活動,組織宣傳車在全縣集市、重點企業(yè)巡回宣傳,通過多種形式的宣傳教育活動,使宣傳輻射面達90%以上,受教育人數達全縣總人口的85%以上,進一步增強了全民節(jié)能環(huán)保意識,使節(jié)能減排工作更加深入人心。
(二)抓核心,優(yōu)化管理,確保節(jié)能減排。我縣積極推
定了《山陽縣節(jié)能減排綜合性工作方案》和《山陽縣2012主要污染物總量減排計劃》,進一步明確了節(jié)能減排的工作方向和責任,使節(jié)能減排措施具體化、層次化,增強了可操作性。根據節(jié)能減排任務,縣政府與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府、縣政府各職能部門、重點企業(yè)簽訂了節(jié)能減排目標責任書,并將節(jié)能減排指標納入了目標責任考核體系,作為各級、各部門領導班子和領導干部貫徹落實科學發(fā)展觀的考核內容,作為各企業(yè)負責人經營業(yè)績考核的重要內容,并實行問責制和“一票否決”。加大資金投入,在項目前期經費中專門安排節(jié)能專項資金30萬元,用于企業(yè)節(jié)能新技術推廣和可再生能源開發(fā)利用。
(四)抓監(jiān)管,強化督查,確保嚴格落實。一是從源頭上控制,嚴格環(huán)境準入和環(huán)境影響評價及節(jié)能評估審查制度,堅決落實項目開工建設“八項必要條件”和“三同時”制度,切實把握建設項目節(jié)能環(huán)保準入關。建立高污染行業(yè)新上項目與污染排放指標完成進度掛鉤機制,對未按期完成節(jié)能減排任務、超過排放總量指標、環(huán)境違法問題突出、河流主要控制斷面不達標以及沒有完成淘汰落后產能任務的企業(yè),實行新上項目限批,變重批輕管為慎批重管。按照管住增量、調整存量、上大壓小、扶優(yōu)汰劣的思路,加大調控力度,嚴格控制新建高耗能、高污染項目,提高技能環(huán)保市場準入門檻。二是強化過程監(jiān)管。堅持環(huán)境監(jiān)察日常巡查、專項檢查、定期督查,重點對礦產開發(fā)、建筑建材、醫(yī)藥化工等高耗能、入學習實踐科學發(fā)展觀,增強節(jié)能減排意識,加快經濟結構調整,開展監(jiān)督和執(zhí)法監(jiān)察,推進技術工藝改進,大力發(fā)展循環(huán)經濟,提高能源資源利用效率,促進經濟社會實現又好又快發(fā)展。重點抓好以下五個方面工作:
(一)加大結構調整力度。積極從轉變發(fā)展方式上促進節(jié)能減排。加快縣域經濟工業(yè)化進程,大力發(fā)展高技術產業(yè),促進傳統產業(yè)改造升級,提高高技術產業(yè)在工業(yè)中的比重。加強技術創(chuàng)新,淘汰落后的生產能力、工藝、技術和設備,依托科研機構開展釩礦選礦工藝、下游產品、污染治理技術等的科研攻關,推廣氨水替代工藝改造和皂素清潔生產工藝,從技術上減少污染物的排放,確保金錢河、銀花河水質達標。
(二)加大項目監(jiān)管力度。堅決從源頭控制上促進節(jié)能減排。嚴格執(zhí)行國家節(jié)能減排市場準入標準、強制性效能標準和環(huán)保標準,加強固定資產投資項目節(jié)能評估惡化審查,落實環(huán)?!叭瑫r”制度,確保項目審批率和“三同時”執(zhí)行率達達100%。對沒有總量排放指標的項目不予初審和備案,嚴格控制新建高耗能、高污染項目,做到嚴禁新上污染環(huán)境項目、嚴禁新上高危行業(yè)項目,嚴禁新上低水平重復建設項目。
(三)推進重點領域節(jié)能降耗。重點抓好企業(yè)節(jié)能改造工程,對已啟動建設的秦陽建材公司年產60萬噸水泥粉磨站項目和五洲公司釩系列產品開發(fā)及片釩中試車間節(jié)能熔
第五篇:沖天爐的節(jié)能與環(huán)保(精選)
沖天爐的節(jié)能與環(huán)保
1、沖天爐節(jié)能與環(huán)保的現狀
沖天爐是鑄鐵車間首要的熔煉設備,無論在過去,現在,還是可以預期的將來,它的地位都是無可取代的。因為在鑄鐵熔煉中,沖天爐具有比電爐更優(yōu)越的綜合性能和技術經濟指標。但是,在生產實踐中,我國大多數沖天爐并沒有充分發(fā)揮出它的優(yōu)越性能,因而達不到其應有的技術經濟指標。出現鐵水溫度偏低,鐵水成分不穩(wěn),元素燒損較大,熔煉工藝成本過高,鑄件質量差,廢品率高,環(huán)境污染嚴重等一系列問題,這些問題在我國絕大多數的鑄鐵車間中已是司空見慣了。我國是鑄造大國,鑄鐵件年產量幾年來均居世界各國之首位,而其能耗在成本中所占比例卻比工業(yè)發(fā)達國家高出2倍—3倍,沖天爐的能耗占了其中的大部分。主要原因是小容量沖天爐所占比例太大,而其中采用煙塵凈化和余熱回收裝置的微乎其微,實現高水平熔煉和計算機控制的更少了。我國鑄鐵生產車間一萬多個,每個車間年平均產量不足1000t,沖天爐開爐時間短。在沖天爐結構方面,由于我國鑄造廠點過多,限制了大容量沖天爐的使用;由于產量低,效益差,限制了性能優(yōu)越的現代化沖天爐及其配套設備的采用。很多對提高沖天爐性能卓有成效的結構,如龍卷風風口、雙層自熱供風、蝸螺式風箱、曲線爐膛、附加煤粉裝置、高效旋流除塵器、熔煉過程微機控制系統等等??,沒有得到推廣應用;更有一些結構比較先進的沖天爐,在使用過程中主要參數得不到保持,尤其風口參數常被做出不良改變;許多沖天爐不設自動配加料裝置。操作不當不但對沖天爐性能造成不良影響,也是增加沖天爐能耗和環(huán)境污染的重要原因,在我國為數眾多的小容量沖天爐上,更是普遍存在的現象。沖天爐操作是一項復雜而瑣碎的工作,從爐料制備到修爐、烘干、加底焦、點火暖爐、上料、開風熔煉、出鐵、放渣、爐況觀測、故障判斷及處理等,每一步都要求認真做好。而每個環(huán)節(jié)都可能出現不當操作;比如爐料中混有泥沙、雜質而未被清除,塊度過大;砌爐時泥口寬而不實,搪襯料稀軟而比例不當;開爐前爐襯不預熱烘干;底焦不搗實,焦塊不均勻;暖爐時間不夠或過長;上料前不測量底焦高度是否合適:不及時按比例加料而不能保持滿料熔煉;不按工藝要求出鐵放渣;焦炭塊度不分級混雜使用;不注意觀察風眼內底焦燃燒狀況和渣、鐵流動情況及出爐鐵水、爐渣的量和狀態(tài),不分析出現反?,F象的原因及可能存在的故障,不能及時采取有效措施排除故障等??。
產生不當操作的原因除責任心外主要就是技術水平不高。近十幾年來,我國高水平技術工人的匱乏已是各行業(yè)普遍存在的事實,而在沖天爐的操作上,問題更加突出,由此造成的我國沖天爐粗放操作的現象十分普遍。直至日前,我國絕大多數的沖天爐仍沒有自控設備,其熔煉性能對操作人員的依賴性很大,由操作不當引起的各種問題長期得不到比較徹底的解決。
沖天爐耗能過高主要體現在焦鐵比過高,也體現在耗焦量過大。很多人以為,多加焦炭是改善爐況的萬能法。一旦爐子狀態(tài)不佳,就增加層焦量,而不是從爐子結構、鼓風量、爐料狀況、操作情況等方面分析產生問題的原因,從而有針對性的采取有效措施解決問題。相當多的沖天爐長期在1:5—1:6的焦鐵比下工作,而穩(wěn)定在1:7-1:10的爐子很少。其實,在我國目前條件下,完全有可能在1:10-12的狀態(tài)下穩(wěn)定地保持鐵水的出爐溫度在1420℃以上。
小容量沖天爐是低產量造成的,而低產量是廠點過多的結果。依平均數看,我國每個廠的年產量約1000t,一臺3t/h的沖天爐每天熔煉時間僅需1h。我國3t/h以下的沖天爐數量上占80%以上,而其中大部分是1t/h-2t/h者。小爐子熔煉時間短,熱量損失大是焦耗高的重要原因,結構不合理,操作不適當則更增大了焦炭的浪費。
沖天爐是鑄鐵車間主要的耗能設備,也是污染環(huán)境的主要設備,二者之間存在著一定的因果關系。沖天爐熔煉過程中,對環(huán)境產生的污染包括爐氣排入大氣中的粉塵、CO、C02和少量的硫、氮的氧化物等;也包括向周圍環(huán)境輻射的熱量和鼓風噪音。這些污染的危害是顯而易見的,因此沖天爐被城市所拒絕,只能在人煙少的偏遠區(qū)域立足。其實,這并不能從根本上解決問題,也許還會帶來新問題。從根本上解決污染問題,應從防”、“治”兩方面人手。防是從源頭上減少污染物的排放,治則是對排放出的污染物實行封閉、轉化、清除。人們常常重視治而忽視防。長期以來,對沖天爐煙塵排放的要求一直很嚴,但指標并不高,要求每立方米煙氣中粉塵不超過200rug,是歐洲現行標準的十倍,比印度還高50rug,即使這樣,能達標的沖天爐的數量也不多。我國配備較完善的余熱回收和煙氣凈化設備的沖天爐在數量上不足5%,多限于10t/h以上的大型沖天爐。在數量眾多的小沖天爐上,配備煙氣凈化設備的極少見,但其中多數裝有火花熄滅器,近來也有一些廠在火花熄滅器的基礎上做了一些改進,使其除塵能力得到了不同程度的提高。其實沖天爐煙塵污染最有害的部分是有害氣體和小于1μ的微細粉塵,這些物質長期浮在空氣中不易沉降,并且隨風向各處飄散。不用性能良好的凈化裝置是不易排除的。無論何種類型的凈化裝置,建造費用都是不菲的,還有維護費用。而且一般認為,環(huán)保投資并不能直接帶來經濟效益,所以一些業(yè)主們不肯在環(huán)保上花錢。
但是,沖天爐的污染與其能耗有直接的關系,過高的能耗不僅僅是焦炭的浪費,也會造成有害氣體、粉塵和熔渣等污染物的增加。從這方面來看,污染是能量不合理轉化的結果。從防止或減少污染產生的角度,就是要合理地利用能量。減少能量的浪費,從而減少污染物的排放。防之嚴、治之省,減輕了凈化裝置的負荷,就減少了它的建造運行費用。顯然,從防上實現沖天爐環(huán)保,在提高沖天爐經濟效益的同時也獲得了社會效益,實在是一舉兩得的好事。
目前,我國在沖天爐節(jié)能上的認識還有一些分歧,存在著認識上的片面性。有些人認為,強調節(jié)能就會降低鐵水溫度,影響鑄件質量。這是片面的。節(jié)能是減少能量浪費,而絕不是減少有用的能耗,也就是達到鐵水質量要求所必須的能耗。
2、影響沖天爐節(jié)能及環(huán)保的因素
對于沖天爐熔煉的現狀而言,能量的浪費主要體現在焦鐵比過高和焦耗量過大。底焦耗量過大是小容量沖天爐的缺陷,也是我國不能很快改變的國情。但對于大多數中小型沖天爐卻存在著很大的節(jié)能空間和很重的環(huán)保任務。
眾所周知,風量是影響沖天爐熔煉最活躍的因素。一定的焦鐵比在最惠送風強度下對應著最高鐵水溫度,這時改變焦鐵比而不相應改變風量將使鐵水溫度下降,無論是增焦還是減焦都是一樣的。同樣,改變風量而不相應改變焦量也會使鐵水溫度下降。
爐料的質量對焦鐵比有很大影。向,如果焦炭固定碳低、灰份高,或者塊度不均勻,過于細碎,或者砂土等雜質過多,或者石灰石過量,都要求提高焦鐵比。
焦鐵比是我們制定的熔煉工藝參數,對生產條件有很強的針對性。確定焦鐵比時,應在生產實踐中反復摸索,根據爐子結構、爐料情況,對鐵水和熔化率的要求等,尋求最惠送風強度下的最低的焦鐵比,也就是尋求一定要求下的最佳風炭比例。這個比例并不是一成不變的,它將隨爐況的改變而改變,根據爐況調整,才能保持其處于最佳狀態(tài)。爐子結構對焦鐵比的影響主要是風口、有效高度和爐膛形狀。
一般來說,風口比及風口數量和風口布置(排數、排距、傾角)應保證風口區(qū)爐膛內送風均勻并有足夠的動力清除焦炭表面灰垢及熔渣;形成熱量集中的高溫區(qū);取得較高的燃燒比;降低爐氣附壁效應。風口結構應牢固且耐高溫,不至因熔渣沖蝕或工藝操作而改變風口直徑及傾角。風口的布置影響著爐內熱量的分布,合理的布置應為鐵料的熔化和鐵水的過熱提供充分而合理的熱量。有效高度決定了最大料柱高度。足夠的有效高度能保證爐氣的熱量被爐料充分吸收,使煙氣帶走盡可能少的熱量。
爐膛形狀影響爐氣流速和爐內熱量分布,也影響爐料的運動。各種形狀曲線爐膛的共同特點是縮小氧化帶爐徑,在減少底焦量的同時又可獲得熱量更集中的高溫區(qū),有利于鐵水的過熱;擴大熔化帶爐徑使爐氣流速降低,有更充分的時間加熱熔化中的料塊。
操作影響沖天爐的焦炭消耗,滿料操作與否是一個重要因素。如果沖天爐料柱降低,則爐氣熱量不能被爐料充分吸收,煙氣帶走的熱量增多。在使用定壓式風機的情況下,還將增大入爐風量,使爐況波動,爐氣流速增大會帶出更多的粉塵。發(fā)生棚料而不能及時排除也會產生類似的后果。爐料不稱量也可能造成焦碳浪費、爐況波動。金屬料的質量對焦鐵比也有影響,銹蝕和雜質需要熱量來熔化和還原;過大的料塊不但易造成棚料,也因為其比表面積小而使吸熱速度下降,不能充分利用爐氣熱量,甚至造成落生。
焦炭的質量是影響其耗量的主要因素之一。固定碳含量低的焦炭,發(fā)熱值也低,只有增加消耗量才可能滿足熔煉對熱量的要求;灰份高的焦炭燃燒過程中,表面形成了更厚的惰性膜,對氧氣與碳的接觸造成更大的障礙;反映能力強的焦炭,更易使CO2還原,使煙氣中的CO量增高,不但浪費了熱量,而且增加了對環(huán)境的污染;塊度過小和塊度混雜不等的焦炭,對鼓風產生更大的阻力,常常造成底焦燃燒不均勻和爐壁效應加重,使氧化區(qū)縮小而還原區(qū)加大,也會增加煙氣中的CO含量。
沖天爐污染環(huán)境最嚴重的是煙塵對大氣的污染,它不僅涉及廠區(qū),也會影響到周圍乃至更廣闊區(qū)域的大氣質量。
煙塵的成分及其比例和排放量取決于爐內焦炭的質量和燃燒反應的情況。也受爐料狀況、有效高度、送風強度、操作情況、煙氣凈化裝置的性能等因素的影響。反應性強、強度不高的焦炭還原能力強,煙氣中CO含量高;風口布置不合理、鼓風動力不足,也會使CO增加;灰份高的焦炭、銹蝕嚴重和雜質多的爐料,大送風強度,低的有效高度以及料柱的大幅度波動等都會增加煙氣中粉塵的含量。焦炭中揮發(fā)份、爐料中夾雜的有機物,如有機粘結劑殘砂等是煙氣中有機化合物的主要來源。
熱輻射和鼓風噪聲污染常常不引起關注。雖然這些污染不象煙氣污染的影響面大,但在工部及車間的范圍內,它們的危害也是不容忽視的。它們不但惡化工作環(huán)境,影響勞動者的工作效率和身心健康,而且也反映了能量的浪費。不設置隔熱層的爐體、不做隔熱包敷的熱風管都使熱輻射增加;過大的渣量既浪費熱量也增大熱輻射。噪聲污染主要來自鼓風機,結構不合理的送風系統也會產生噪聲。
綜上所述可見,沖天爐的熔煉質量、經濟效益和對環(huán)境的污染都與它的能量消耗密切相關。充分合理的利用能量,是提高熔煉質量和經濟效益、減少對環(huán)境污染的關鍵。
3、沖天爐節(jié)能及環(huán)保的途徑
(1)提高沖天爐熔煉性能是節(jié)能和環(huán)保的基礎
a、合理的爐型結構
沖天爐最佳熔煉性能應有最合理的爐型結構與之相適應。爐型結構是由鑄件技術要求和爐料、燃料等情況決定的。一般熔化型沖天爐不依其冶金過程獲得鑄件要求的成分,主要是C、Si含量。爐料按鑄件成分要求配置,多采用兩排大間距或多排風口,造成氧化性的爐內氣氛,以提高燃燒比,充分利用燃料熱量。為使爐料充分預熱,爐子應有足夠的有效高度,一般為平均爐徑的5倍-10倍(小爐取大值)。為防止鐵水降溫和過量增碳,爐缸深度一般不宜過大。而冶金型沖天爐是以低C、低Si爐料為主,鐵水的碳、硅含量大部分依賴熔煉中增加。因此爐型必須保證爐內的還原性氣氛。采用單排或兩排大間距風口形成較大還原帶;4叩cC以上的預熱送風補充爐內熱量并加速焦炭燃燒,使氧化帶更短,溫度更高。
風口比及風口傾角取決于焦炭塊度與強度,強度低、塊度小的焦炭送風阻力大,采用小的風口比如1%-3%可增大送風動力以吹透底焦。向下傾角可減輕爐壁效應。曲線爐膛除節(jié)省底焦、過熱帶熱量集中外,爐徑更大的熔化帶減緩了爐氣上升速度。使煙塵有利于向渣中轉移,減少有害物質的排放量。
爐襯應選擇高耐火度、高強度材料,尤其搪襯材料,應采用合理的成分配比,使其只有高耐火度和抗侵蝕性。越抗侵蝕的爐襯,爐膛尺寸、形狀改變得越慢,產生的渣量越少,污染少,熱量損火也少。減少爐壁散熱既減少能量浪費也減少熱污染。為此,在爐殼爐襯之間應認真設置隔熱層,并不要吝惜選用導熱率更低而可能價格較高的絕熱材料。如果是預熱送風,則應該用絕熱材料嚴密包敷熱風管道及換熱器外殼。水冷爐壁對于長時間連續(xù)熔煉的沖天爐尤其是無爐襯沖天爐是必要的,可以減緩爐襯侵蝕,保護爐殼,但同時損失了大量熱量。在冷卻水的循環(huán)中設置熱能利用環(huán)節(jié)可回收一部分熱量。
噪聲是動力的浪費。選擇高效低噪音風機、采用稍大些的送風管徑并在其布置上減少轉彎、縮短距離,都可收到節(jié)能和降低噪聲的效果。
b、改善送風制度
風炭配合是沖天爐熔煉的第一要素。而送風制度必須符合焦炭的燃燒條件和鐵料熔化、鐵水過熱及冶金要求所需要的爐內熱量分布和爐內氣氛。因此,鼓風機的輸出壓力必須稍大于送風管路和熔煉時爐內總阻力之和,以保證進入爐內的風量滿足送風強度的要求,送風強度取決于焦鐵比,過大的送風強度能形成更大的氧化帶和更高的爐氣流速,也增強了爐內的氧化氣氛,增加了元素的燒損。過去曾大力推薦“滿風足壓”,送風強度甚至超過最惠送風強度30%-50%是與當時使用低強度、高灰份、高反應性的土焦及多排小風口爐型相適應的,也是過分強調節(jié)焦使然。在節(jié)焦的同時,也常帶來鐵水氧化的不良后果。目前,我國沖天爐爐料中,廢鋼、尤其是輕薄廢鋼的比例很大。要求沖天爐有一定的還原性氣氛,以更有利于鐵水增C和增Si,所以,用較低的送風強度及采用預熱送風、脫濕、富氧送風等方法縮短氧化帶,增大還原帶。在這種情況下,焦鐵比一般較高,常在1:7左右;專用于熔煉鋼屑的小容量爐子,焦鐵比高至1:2。
在熔煉過程中,送風強度不是恒定的,它隨爐襯的侵蝕而減小;使用定壓式風機時,也會隨爐內阻力的變化而增減;使用定容式風機則會因為送風系統的泄漏(如打開風眼窗、開渣口等)而變化。在小批量、多品種車間,對鐵水的流量要求往往是變化的,有時也會通過改變風量及調整焦鐵比而調整熔化率和出鐵溫度。
鑄件的產量和質量要求、結構特點是決定焦鐵比和送風強度的主要因素。根據熔化率、鐵水溫度、鐵水和熔渣狀態(tài)及時調整風量和層焦量,可以取得好的經濟與環(huán)保效果。
風量的分配是影響爐內熱量分布和氣氛的重要因素。多排小風口沖天爐的主風口設置在底焦柱稍偏下部位;各排風口間距離保證它們的氧化區(qū)相接,從而形成連續(xù)的氧化帶;上排風口進風量更關注爐氣中的CO的燃燒,以控制較高的燃燒比。過高的氧化氣氛惡化了冶金環(huán)境,但提高焦炭熱量的利用率;較小的風口形成較高的進風速度,更適合使用灰份較高、塊度小、反應性高的焦炭。兩排大間距風口沖天爐的主風口設置在上排,形成兩個氧化高溫區(qū),熱量比較集中,可將鐵水過熱至更高溫度;兩排風口之間有較大的還原區(qū),形成良好的冶金環(huán)境;上排風口的進風比例大,除焦炭燃燒外,也使還原區(qū)上來的CO充分燃燒,保證提供鐵水過熱和熔化帶爐料熔化所需要的熱量。兩排大間距沖天爐煙氣中CO含量較高,焦炭熱量的利用率不及多排小風口;但是它出鐵溫度高,元素燒損少;更適于反應性差,塊度較大且均勻,強度較高的焦炭。由于其較好的冶金性能,當采用高溫預熱鼓風時,可全部使用廢鋼及大量鋼屑熔制鑄鐵。
單排風口沖天爐熱量集中,還原帶很大,是冶金型沖天爐,用鋼鐵切屑和輕薄料熔煉灰鑄鐵。為了增強還原氣氛,盡量提高風口區(qū)溫度,風溫多在600℃以上,并僅設置1個—2個水冷、內突式風口。這種爐子熔化強度較低。
c、提高操作技術
操作對沖天爐性能的影響很大,規(guī)范合理的操作在保障沖天爐優(yōu)越熔煉性能的同時能獲得節(jié)能、環(huán)保的良好效果。不同的爐子對操作的要求也不盡相同,針對爐子的特點和相關條件,如爐料情況、產品要求等,制定詳細的、切實可行的操作規(guī)程,做到有章可循,對保證規(guī)范、合理的操作是十分必要的。操作規(guī)程中,應對從修爐、備料到熔煉、停爐全過程每個對熔煉有影響步驟提出明確的技術要求和指標。這些要求和指標至少應包括:
1).各種材料選擇的標準,預處理工藝內容及達到的指標:主要包括耐火材料的種類、配比;焦炭、石灰石和金屬爐料的成分、塊度及其均勻度,雜質、銹蝕的清除程度等;
2).對砌爐、搪襯的工藝要求和質量要求;如爐膛尺寸誤差、砌塊泥口最大寬度及充實度,風口直徑及傾角,過橋前后端口徑及底面傾角,鐵、渣出口的 結構尺寸,前、后爐襯烘干要求等。
3).送風前的熔煉準備要求。如底焦的填加次數,總重量及高度,底焦的點火,批料量、層焦量、石灰石量及加料順序;滿料后暖爐要求;鐵水包、工具、輔助材料的準備工作要求等。
4).熔煉中,對爐況觀測、控制的要求。如對觀察風口內燃燒情況、鐵水及熔渣狀態(tài)、加料口爐氣狀態(tài)、鐵水熔化量及其狀態(tài)、爐渣量及其狀態(tài)、熔化速度等提出的要求;測試風量、風壓、風溫、鐵水溫度等參數的要求;對控制底焦高度、風量、層焦量改變、補焦應用、開渣口操作、以及爐前鐵水檢驗的要求。
5).對故障處理的要求。如排除常見故障的方法;不可排除故障的確定及處理;產生故障的責任認定等。
6).停爐操作要求。如放凈前爐內鐵水和熔渣;滿料壓爐;停風打爐;開放風口窗;殘料分揀處理等。
同時,應該建立并責成專人填寫《沖天爐記錄》,記載每次開爐的詳細情況,如爐料、鐵水牌號、修爐情況、焦鐵比、批料量及上料批次、接力焦使用數量及批次、點火時間、上料時間、暖爐時間、送風時間、出鐵時間及出鐵量、放渣時間、渣量及性狀、風量風壓及其變化、鐵水溫度、風溫、爐氣成份、停爐打爐時間、出現故障的情況及時間、排除故障的方法及時間、環(huán)境溫度濕度等氣象參數等。記錄必須真實。
沖天爐記錄能客觀反映沖天爐的工作情況,是分析沖天爐性能和操作水平的依據,對提高沖天爐性能和操作水平,對提高產品質量、降低鐵水成本、取得更好的節(jié)能環(huán)保效果,都能發(fā)揮積極的促進作用。
d、應用先進技術,鞏固節(jié)能環(huán)?;A,提高節(jié)能環(huán)保效果
目前,能有效提高沖天爐性能的先進技術很多,但推廣應用的很少。分析其原因,小型爐子綜合效益較差是一個因素,但處于低水平運行或缺乏技術力量則是更主要的原因。技術進步必然帶來綜合效益的增長,努力采用先進技術才能在市場競爭中立于不敗之地。深入的了解沖天爐的運行規(guī)律,完善爐子結構,是應用先進技術的前提;提高沖天爐自動化水平是應用先進技術的主要內容;提高鐵水質量、降低熔煉成本、減輕污染環(huán)境、減輕勞動強度是目的。
沖天爐自動化運行包括兩個方面:一是配加料自動化,二是風量自動控制。在這兩方面已有較多成果可資利用,其它方面的自動操作尚無成熟技術。目前的計算機智控系統,通過采集分析料位信號、爐氣成份信號以及溫度風壓甚至鐵水成份等信號,計算并判斷爐況,發(fā)出加料、調整焦鐵比和風量、甚至調整金屬爐料比例的指令,控制配加料系統和送風系統工作,實現沖天爐自動在最佳狀態(tài)工作,這樣的爐子現在僅限于少數大容量者,對大多數中小企業(yè)尚不具備使用的技術力量。不是說中小企業(yè)的沖天爐不能應用先進技術,針對爐子小,產量低的生產特點,可以采用配、加料機械化。也可以實現爐內料位、風量風壓、風溫、鐵水溫度等重要參數的顯示和報警提示,幫助操作人員及時掌握爐況,做出正確的判斷和操作決策。
4、熱量和污染物的回收利用
(1)熱量的回收利用
沖天爐節(jié)能的重要措施之一是熱量的回收利用。常用方法是: a、用爐膽換熱器回收預熱帶爐氣的一部分物理熱,用來加熱鼓風??蓪L溫加熱至200℃左右。換熱器減少了爐壁散失的熱量;降低了預熱帶的爐溫,阻礙了CO2的還原,減少了焦炭化學熱損失和煙氣中CO的排放量。爐膽的內壁光滑,可有效防止棚料。使用爐膽應在結構和安裝上盡力避免熱應力和外加負荷,并不宜離熔化帶過近;工作中注意防止和及時排除使其熱負荷過大的因素,以保持其適當的使用壽命。
b、用管式換熱器回收煙氣的物理熱和化學熱。用來加熱鼓風,可將風溫預熱至400℃-900℃。內熱式管式換熱器安裝在沖天爐加料口以上,可單獨使用于還原型沖天爐,與預熱帶爐膽串聯使用,可用于兩排風口沖天爐,效果更好。外熱式管式換熱器單獨設置換熱室,爐氣與空氣一起引入室內,使爐氣中的CO燃燒,加熱蛇型管或其它型式的換熱管,使其中的鼓風預熱。管式換熱器主要回收煙氣的化學熱,所以必須保證煙氣中的CO充分燃燒,當進入換熱室的煙氣濃度不夠或達不到著火溫度時,應補充氣體燃料并安裝引燃噴咀。
裝備外熱式換熱器的爐子目前主要是大容量沖天爐,與熱風系統配套有完善的除塵系統,爐子只有良好的綜合性能,通常用于大批大量生產中,實行連續(xù)作業(yè)。簡易的換熱器用于專門熔煉鋼鐵切屑和輕薄料的小容量還原型化鐵爐。
近年來,有在換熱室內采用瓷珠做為換熱介質的案例,可以獲得高達1000℃的風溫,瓷珠的壽命也比換熱管長。
c、用余熱鍋爐回收煙氣的物理熱和化學熱,加熱生活用水。
(2)煙氣凈化
提高沖天爐的綜合性能,是沖天爐節(jié)能、環(huán)保的治本之策,而凈化煙氣則是治標之法。治本不治標,至少在現階段還不能全部解決環(huán)保問題,但是治標治本,不僅加大治理費用,還將造成能量的浪費。在治本的基礎上治標,才會收到事半功倍的效果。
a、干法除塵:采用旋流加過濾的方法,除塵效率取決于濾料的性能,采用敷聚四氟乙烯增透膜的布袋除塵,除塵率可達99%以上。受濾料耐熱性的限制,煙氣需做冷卻處理,設備較大。移動床顆粒層除塵器,采用石英砂、卵石做濾料,煙塵排放濃度可降至65mS/Nm3。且具有工作溫度較高,結構簡單:維護方便的特點。安裝在火花熄滅器中的旋流凈化器近年來受到中小廠的廣泛關注,雖然除塵效率僅為93%左右,但是由于結構簡單,不用維護,壽命長,造價低,被許多小型沖天爐成功采用。如果增加噴霧,可使除塵效率達到95%。只要解決鋼板腐蝕和廢水處理問題,將是小型沖天爐一種很好的除塵方法。
b、濕法除塵:沖天爐采用濕法除塵的在我國還不夠多,與干法除塵相比,它的除塵效率更高,結構更簡單,并可除去煙塵中部份有害氣體。但它帶來的污水處理和可能造成二次污染問題限制了它的廣泛應用。為了增強除塵器對煙氣凈化效果和生產能力,要充分增大水與煙氣的接觸面積并加速塵粒的沉降。
c、靜電除塵:沖天爐煙氣凈化的靜電除塵國外有少量應用的報導。靜電除塵器對煙氣溫度和CO含量有一定的要求,需進行燃燒和降溫的前期處理,目前國內未見成功應用的范例。d、混合除塵:不同的除塵方法組合應用,可發(fā)揮各自的優(yōu)點,對不同粒度的煙塵分別排除,減輕了每個組元的負荷,提高整體的除塵效果和工作能力。常用的組合如:旋風除塵器加布袋除塵器:旋風除塵器加濕法除塵器:旋流凈化器加噴霧等??。
(3)其它污染物的回收利用
目前,沖天爐爐渣的回收利用很少,主要原因是量少。但其造成的污染也是不可忽視的。爐渣的利用研究方向頗多,如建材、化工、保溫等。
煙氣中C02的回收利用國外有報導。由于煙氣中CO2的比例遠高于空氣中CO,含量,回收成本會更低。但對于容量小、開爐時間短的爐子,可行性尚待研究。