天然氣加熱爐單耗高的原因分析

盛水津 宋小龍

（寶鈦集團寬厚板材料公司 陜西寶雞）

一、問題

加熱爐是冶金行業板材生產中能耗較高的預處理設備。寶鈦集團寬厚板材料公司根據市場需求，在將生產重點由鋼材轉為復合板、鈦板的過程中，隨著產量的降低，出現了加熱爐能源單耗不斷增加的現象。

公司目前使用步進梁式加熱爐（1#爐）,爐膛有效尺寸（24 600×3600×3750）mm，額定用氣1500 m3/h，最大用氣2000 m3/h。步進底式加熱爐(2#爐),爐膛有效尺寸（24 000×2940×1800）mm，額定用氣1450 m3/h，最大用氣1600 m3/h。2012年與2013年加熱爐總能耗量對比見表1，能源單耗對比見表2。

由表1、表2數據可知，隨著通過量、成品量的降低，所消耗的電能、天然氣量均降低，但產品的均單耗卻不降反升，尤其是天然氣均單耗明顯增長且有不斷上升趨勢。

二、原因分析

跟蹤兩臺天然氣爐的生產過程，采集相關數據進行對比，對比顯示加熱爐消耗天然氣的量過大，并且是加熱爐的主要消耗。分析原因如下。

表1 天然氣加熱爐總能/耗

表2 天然氣加熱爐能源單耗

1.爐壁散熱超標

爐壁散熱損失是評價加熱爐熱效率的重要指標。兩臺加熱爐的測試數據見圖1～圖6（測試過程中爐內溫度均保持在900℃）。圖中“○”代表燒嘴，“?”代表熱電偶位置。

1#爐測試數據見圖1～圖3，2#爐測試數據見圖4～圖6。

圖1 1#爐東側爐墻

圖2 1#爐西側爐墻

圖3 1#爐爐頂

圖4 2#爐東側爐墻

圖5 2#爐西側爐墻

圖6 2#爐爐頂

按GB/T 15319-1994火焰加熱爐節能監測方法中要求：爐內溫度900℃，爐子側墻溫度應＜70℃，爐頂溫度應＜105℃。測試結果表明兩臺加熱爐的散熱損失超標，保溫性能達不到標準要求。

2.設備選用的影響

1#爐從室溫加熱升溫至780℃，需消耗天然氣6500 m3；2#爐從室溫加熱升溫到900℃，需消耗天然氣9800 m3。根據生產工藝要求，完成坯料升溫、保溫、出爐與軋制的一個生產周期，加熱爐產品單耗見表3、表4。

表3 1#爐天然氣加熱爐產品單耗

表4 2#天然氣加熱爐產品單耗

數據對比說明，使用不同的加熱爐和對不同的產品加熱，所消耗的天然氣量不同，設備的不合理使用是造成產品單耗增加的重要因素。

3.生產周期的影響

受市場需求的影響，生產周期不能恒定以致不能形成規模化生產，加熱爐頻繁升溫降溫，造成天然氣空耗。

4.坯料規格變化

兩臺加熱爐設計加熱坯料規格為長度1500～3000 mm，寬度750～2000 mm，厚度180～400 mm。產品調整后加熱的坯料規格見表5。表5數據說明，實際生產的板坯與爐體設計時適用的規格有一定差距，因此，造成的熱損也是單耗增加的原因之一。

表5 坯料規格范圍

5.設備故障的影響

毛坯加熱是熱軋的預處理工序，一旦熱軋機列設備出現故障，加熱爐就要保溫或停爐，增加了能源的消耗。再有因天車、軋機的輥道、軋機壓下及加熱爐本身等各種設備故障，影響或推遲板坯的出爐和軋制，也會造成能耗增加。

6.人為因素

操作工由于對設備的熟悉程度不同，工作技能水平高低不同，在操作過程中無意地增加坯料在加熱爐中的加熱時間，造成能耗增加。

三、改進措施及效果

加強節能技術改造，優化爐膛結構，提高蓄熱式加熱爐的燃燒效率。1#加熱爐爐膛高度從3750 mm改為3250 mm，經過同類產品相似規格板材的加熱對比顯示，改造后每小時消耗的天然氣量與改造前相比減少200～300 m3。采用節能新技術，通過改進耐熱材料保溫性和可靠性來降低加熱爐的散熱損失，同時縮短對加熱爐保溫性測試的周期。

合理安排生產，盡可能使同一規格同種材料的產品在同一個批次生產，每次開爐能使多個合同安排在一個時間段內連續生產，減少頻繁的空爐升溫。強化用能設備管理，實現能源管理制度化，加大對能源消耗的監督和考核力度。加強軋機列的設備維護，降低設備故障率。通過職工技能培訓、崗位競爭等方式，提高職工的操作技能。