工业加热炉炉膛强化辐射传热技术适用于冶金行业的步进式、推钢式轧钢加热炉、冷轧生产线的热处理炉等,以及机械行业汽车制造厂、机械厂等企业制作钢制零件的正火、退火、淬火等工艺需要的各种热处理炉,包括箱式炉、台式炉,铸造厂的铸件退火炉,锻造加热炉等。
1技术内容
1.1技术原理
热辐射体是根据传热学原理,采用高新技术材料制作而成,通过增加炉膛有效辐射面积、提高炉膛表面发射率和调控热射线方向定向辐射传热功能,达到节约燃气、降低碳排放的效果。节能元件先吸收炉气热量,在自身向外进行辐射传热过程中,使原来炉膛内部漫发射状的热射线具有了一定的方向性,使之更集中射向钢坯,增加了钢坯辐照度,提高了传热效率。
1.2主要创新点
1)热辐射体元件能够同时提高炉壁发射率,增加炉壁有效辐射面积,增加热射线到位率,能够强化炉膛和工件之间的传热过程,提高炉子加热能力和产品加热质量,与同类技术相比节能效果好,使用寿命长。
2)不改变炉子原结构,节能元件采用特制专用高温胶泥与炉壁烧结一体,冷态时简单方法固定,工作温度上限1450℃,牢固耐用。
2节能与温室气体减排效果
使用新型热辐射体节能率指标可达到8%-10%甚至以上,项目寿命可达到5年以上。
以产能160万吨/年、吨钢煤气消耗270m3加热炉为例,采用强化热辐射节能技术改造后,节能率可达到10.1%,年可产生节能效益436.31万元,节约标煤4674.86吨,减少12245.88吨CO2。
3技术示范情况
国内很多钢厂均已采用了该技术,如宝钢、邯钢、唐钢、舞钢、安阳新普、潍坊特钢、后英钢铁、石横特钢等,可以达到降低燃料消耗、提高小时加热能力、降低氧化烧损的效果。福建福欣特殊钢有限公司热轧卷板2#加热炉强化热辐射节能改造项目,炉型为端进端出常规燃烧步进梁式加热炉(炉子有效长度49.5m,内宽12.7m,燃料为热值8842kcal/ m3天然气,燃料单耗:41m3/ t钢)。主要技改内容包括:在不改变炉子原结构的前提下,在炉顶、侧墙上加热安装辐射体,增大炉膛辐射换热面积,提高炉衬黑度,对炉衬和钢坯之间辐射传热角度进行改善调整,从而增强炉膛和钢坯之间的辐射传热,提高热量利用效率,取得降低燃料消耗的效果。按单炉年加热钢坯75万吨,每年节能效益2090吨标煤。
4投资估算
该技术采用“合同能源管理”模式,按照节能验收指标,与客户按合同约定比例分享节能收益,可做到客户零投资,无风险。
5技术成果转化推广前景
强化热辐射技术的节能效果明显,其安装实施具有短平快的特点,不需要对原炉膛结构进行任何改动,在加热炉计划内停炉检修期间即可实施,不影响生产。更主要的是其节能原理不同于现有的加热炉节能技术,开辟了加热炉节能技术的新途径,在使用了热送热装、无头轧制、蓄热燃烧技术等基础上再节能10%以上。钢材加工工序能耗80%以上用于加热工序,该技术有较大的推广潜力。
(选自科技部发布的《国家绿色低碳先进技术成果目录》)