河钢股份有限公司邯郸分公司营销管理部 河北邯郸 056015
摘要：现如今，我国的国民经济在不断的发展，社会在不断的进步，加热炉是轧钢行业中重要的工艺生产设备之一。加热炉在保证安全运行及完成加热钢坯任务的同时，还要考虑高效及经济地燃烧。如何采用合理有效的控制策略，当加热炉控制系统的负荷及煤气的质量等因素发生波动时，仍然能使加热炉内的炉膛温度、炉膛压力、排烟温度等参数稳定在控制范围之内，并且能够使加热炉工作在最佳燃烧区内，提高产品质量且能节约能耗、降低对环境造成的污染等等，是提高企业竞争力的主要措施，也是企业界和科技界对加热技术改进一直关注的热门课题。
关键词：加热炉；现状统计；适应性分析
引言
钢铁需求量和生产量的迅速增长使钢铁工业的能源消耗越来越多，钢铁工业总能耗在近几年一直在全国总能耗的15%以上。钢铁工业产品品种和质量的升级并没有带来能源的节约，反而加重了轧钢工序的能耗增加。加热炉一直是轧钢厂最主要的耗能设备，其能耗占据了轧钢厂总能耗的70%左右。轧钢厂加热炉高居不下的能源消耗不仅浪费了国家的能源，污染了环境，还加大了企业的生产成本，不利于企业的长远持久发展，无论是轧钢厂加热炉的能耗降低还是加热炉节能的改进都是势在必行的。
1轧钢厂加热炉存在的问题
1.1加热炉漏火漏气严重
加热炉蓄热室漏火漏气的现象一般出现在加热炉投入使用的半年以后，加热段和均热段局部的漏火漏气不仅能够导致加热炉护炉板的损坏，严重的情况下还会导致加热炉报废。一般蓄热室的结构是导致该现象的原因之一，蓄热室里面是纤维板的保温层，外面的钢板则和护炉板焊接在一块，预制烧嘴砖的结构和蓄热室不能形成统一的整体，两者接缝的位置很容易在高温的作用下变形。同时，接缝位置太薄的浇筑层在使用一段时间以后也会出现直通的裂纹，煤气泄漏现象严重。
1.2挡板砖堵塞和烧嘴砖损坏
挡板砖在使用的过程中因为受到烟气杂质、煤气含尘和加热炉粉末等的影响，很容易出现挡板砖气孔的堵塞现象。堵塞严重的气孔会导致挡板砖的弯曲变形，加热炉的炉温和产量都会受到严重的影响。此外，高温烟气的冲刷以及煤气杂质的侵蚀还会导致烧嘴砖强度的降低，烧嘴砖在加热炉运行几年以后会出现严重的损坏。烧嘴砖的损坏导致了燃烧质量的下降、耗能的增高、氧化铁皮的增多以及工人劳动强度的加大。
1.3其他方面的问题
加热炉是比较大型的煅烧加热设备，设备很多零件的损坏都会导致加热炉功能的降低，除了漏火漏气、堵塞损坏之外，还存在很多耗能的问题。首先，换热器的损坏。换热器导气管的封死会导致均热段煅烧风量的减少，换热器的腐蚀老化也会造成煤气的泄露和自燃。其次，炉底的结渣。加热炉负荷的提高和加热炉炉压控制不好的问题都会加重加热炉吸冷风的现象，炉底结渣比较严重。再次，炉内水管的结垢、阀门的故障和损坏、煤气压力和热值的波动都会将加热炉内的热量带走，加热炉在长期的超负荷作用下，其使用的寿命会逐渐缩短。
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2加热炉节能降耗措施
2.1多功能炉衬的加热炉
多功能炉衬是黑体强化辐射技术在轧钢厂加热炉内的应用，它的功能在于增强加热炉的气密性，提高工件的加热效率。多功能炉衬是在炉壁和炉顶设置大量的黑体元件，对热源装置和烧嘴砖进行保护性的处理，对加热炉的整体炉墙进行强化处理。不同炉型和不同使用温度的黑体元件不仅能够增大炉膛传热面积，提高炉膛的黑度，还能对热射线进行有效的调控，提高传热的效率，增大辐射传热比例。但是黑体元件本身并不是加热炉的热源，黑体元件和炉内的燃料能起到相辅相成的作用。经过研究发现，多功能炉衬节能在20%以上，生产率可以提高20%以上，炉温的均匀性和炉衬的使用寿命都得到了显著的提高。
2.2加热炉废气热量的回收
轧钢厂加热炉的余热资源可以分为气体、固体和液体三类，烟气余热是最主要的气态余热，占到了余热资源的50%以上。余热回收的主要手段是对炉内的热量进行充分的利用，尽量不要让热量流失以后再进行回收，那样不仅会加大成本还会有更多技术上的难题。目前蓄热式的工业炉是新型的废气余热回收技术，它主要是利用技术手段来将炉内的废气进行了回收，并将余热作为助燃加热的空气，这样不仅提高了煤气资源的利用效率，还减少了废气资源对环境的污染，节约了企业的成本。
2.3水管支撑机构的改变
传统的加热炉水管是单层包扎砖形式的包装，高温抵御能力和绝热性都比较差，因为炉内水管造成的能量损失占据了总损失的10%左右，能源浪费问题严重。水管新型的复合包装具有较好的绝热性，空气流动消耗的热量比较低，炉子排烟的温度也有所下降。随着新技术和新手段的利用，还会有新的材料来代替现在的水管支撑结构，无论是能耗的降低还是能源的节约都会有新的提高。
2.4炉膛内热损失的减少
炉体散热损失、挡板砖和烧板砖损坏的热量损失以及炉底水冷却管的损失都是炉膛内热损失的来源。炉底的水冷却管承担着炉内钢坯的整体重量，这些冷却管不仅吸收了炉内的大量热量，还在钢坯上留下了大量的水管黑印。对炉底的水冷却管绝热能力进行加强是目前减少热损失的主要手段，绝热包扎有效的减少了热损失。此外，热性能好和绝热性好的材料也是减少炉内蓄热损失的主要办法。
结语
1）针对不同类型加热炉的特点及适应性，结合现场实际用途选用与之相适应的加热炉。一是转油放水站用于掺水、热洗的加热炉。由于此类加热炉被加热介质成分复杂，容易形成结垢。因此针对此类加热炉，建议采用清垢、维修方便的二合一式加热炉，尽量减轻结垢所产生的影响。二是联合站用于原油脱水、外输的加热炉。由于此类加热炉被加热介质为低含水油，若采用直接加热式加热炉，一旦火管出现鼓包穿孔，低含水油将直接与火炎接触，易发生火灾、爆炸等事故。因此针对此类加热炉，建议采用相变真空加热炉，消除安全隐患。2）结合产能及老改等项目，对运行时间长、腐蚀老化严重的加热炉进行更换及大修。针对运行时间超过10年的加热炉，建议在近几年内，结合产能及老改等项目对其进行更换及大修，解决加热炉运行时间长、腐蚀老化严重的问题。3）积极研究探索新的防垢措施，解决加热炉结垢严重问题。从现场生产状况可以看出，无论是化学防垢还是物理防垢措施，都不能有效阻止聚合物及泥沙在加热炉烟火管上的沉积。因此积极研究探索防垢、除垢新工艺，有效解决热炉结垢严重的问题，将是今后工作的重点、难点。4）改进、完善工艺，根本上解决加热炉结垢严重问题。5）为解决结垢问题，一方面积极研究探索新的防垢措施，但防垢措施“治标不治本”，不能从根本上解决结垢问题。从根本上解决加热炉结垢问题，需从改善水质入手。因此，建议在今后改造过程中，改进、完善工艺系统，减少被加热介质中碱、聚合物、泥沙含量。
参考文献：
[1]姚伟龙，邢涛.中国能源状况与发展对策分析[J]能源研究与信息2006，（4）：5-11.
[2]苑中显中国能源状况与发展对策[J]中国冶金2005，（5）：9-11，22.
论文作者:赵世杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/10
标签：加热炉论文; 轧钢厂论文; 蓄热论文; 炉膛论文; 余热论文; 炉衬论文; 损失论文; 《防护工程》2018年第24期论文;