淺談降低預焙陽極焙燒爐天然氣消耗的有效措施

仲桂英

(中國鋁業股份有限公司青海分公司,青海 西寧 810108)

1 如何降低運行中陽極焙燒爐的天然氣消耗量

為了提高經濟利益，需要從陽極烘焙的主要消耗能源入手。在陽極焙燒運行中，密封的性能是整個系統的決定性因素，天然氣的消耗數量和產品質量都會受到影響，密封性不強會導致冷空氣進去，進而影響整個系統，焙燒爐的表面最容易進入冷空氣，所以表面的密封程度尤為重要。首先應該改進烘焙爐的表面密封性能，爭取盡最大能力減少冷空氣對陽極烘焙系統的影響[1]。傳統焙燒爐的密封程度不夠，通過對焙燒爐的面蓋板和噴火龍的結構進行詳細解剖，如果大量冷空氣進入，不光對產品質量有直接影響，還會對整個焙燒內的溫度梯造成重大事故影響，進而增加天然氣的消耗量。另外，除了焙燒爐的表面密封性影響大，火道的密封性也有不小作用[2]。如果火道的密封性不高，各個企業一般都采用塑料膜的方式密封火道，但是塑料膜高溫下容易被融化，所以由于火道的密封性達不到要求，天然氣的消耗量也得不到有效控制。

通過上圖對焙燒爐的結構圖的詳細了解，根據實際情況和冷空氣的進入程度進行相對應的改造，將焙燒爐的傳統天圓結構優化為錐形結構，目的是為了緩解高溫造成的裂紋。另外還把原先的焙燒爐面蓋板的單層密封改為雙層密封，有利于加強密封程度，密封性高直接減少天然氣的消耗。在火孔處（如下圖）極度增加密封程度，無形減少天然氣泄漏的可能性，在焙燒爐的使用時間方面也明顯優化。各個公司通過各種使用各種材料對密封程度和泄漏情況進行比較，將塑料膜替換，因為耐火阻燃布的密封程度比塑料膜更加實用，不管是密封性能方面還是天然氣泄露方面都有很好的作用，并且耐火阻燃布也不會出現高溫融化的情況。于是采用耐火阻燃布對整個焙燒爐面和噴火孔進行覆蓋，加強密封程度，減少天然氣的泄露浪費。

2 從陽極焙燒的運行模式方面優化

傳統的方式下的陽極焙燒爐包括的預熱爐和加熱爐并不完善，在高溫熱的處理方面也有待提高，總體來說就是技術不夠成熟，跟不上實際情況的發展速度。所以決預熱時間和產品質量都是需要提高的方面，在傳統模式運行下，陽極焙燒爐不能保證它的運行安全性，在有害氣體的排放下直接危害人體健康。

圖1 六室焙燒運行示意圖

為了符合實際發展情況，提高經濟利益和產品質量，專業人員在經過多次試驗后發現，將傳統焙燒的“六室運行”方式改為“七室運行”的焙燒方式，經過改良后“七室運行”與之前的焙燒方式相比，在密封程度上有明顯提高，減少冷空氣進入進而降低散熱程度，在使用時間上也有所提高，能夠充分利用焙燒爐中燃燒后余溫提高火道溫度，一定程度上對燃燒效果有積極意義。

3 優化天然氣燃燒的壓力和噴嘴結構

陽極焙燒爐的運行過程中，為了平穩運行保證安全性，需要吧噴氣壓力控制在合理范圍之內，經過試驗和研究，有樣的數據要求不能有絲毫差錯，否則增加安全隱患影響人身安全。

第一種情況下，如果天然氣的噴氣壓力比科學規定的噴氣壓力高，直接嚴重提高整個火道溫度，超出火道的溫度承受范圍，在天然氣不能有效燃燒的情況下還浪費能源，不利于合理利用能源。第二種情況，如果天然氣的噴氣壓力過低，導致整個火道溫度分散，有的地方偏低有的地方偏高，溫差明顯不利于溫度平衡。要想保證焙燒爐的正常運行，必須對火道的不同部位進行不同的噴氣壓力試驗，最終確定最合適的噴氣壓力。保證產品最佳質量還有一個方面需要改進，就是天然氣的噴嘴部位，之前的噴嘴直徑不能滿足產品的質量要求和能源減少消耗量的需求，于是將天然氣噴嘴與氧氣孔相結合，充分利用氧氣的原理，在燃燒效果和產品質量上達到最終要求。

4 操作人員規范調溫操作

溫度是決定整個焙燒系統的關鍵部分。在操作人員的調溫手法沒有經過統一訓練的情況下，不能在嚴格的規范下進行調溫，更不能發現焙燒運行中發生的問題和解決問題。由于調溫手法的失誤會影響天然氣的消耗量，溫度不平衡會使影響火道的整體溫度，天然氣的燃燒熱量沒有發揮出來，進而增加天然氣的消耗量，市場上會根據天然氣的消耗數量相對應的提高價格，企業的生產成本不受控制的增加。為了解決這一系列的惡性循環，企業應該邀請一些專業的調溫操作人員對本企業的調溫人員進行專業培訓，對調溫手法和調溫行為規范進行深度講解，提高調溫人員的專業素質，并且對焙燒系統的各個部位在一定的時間段進行巡邏檢查，消除安全隱患。

5 改良后的整體優化

經過專業人員的試驗對陽極焙燒爐各方面的優化，在密封性和火道調溫變化等硬件方面和認為操作方面的雙向優化，逐漸減少天然氣的能源消耗量，降低企業生產成本，提高經濟利益。通過2015年和2016年各項數據的對比，2016年的經濟利益有顯著提高。

6 結語

在傳統模式落后不能滿足發展目標的情況下，專業人員經過多年的探究和優化，對整個陽極焙燒系統都實施優化和改進，在與以前的數據做對比是發現有很明顯的積極作用，比如：第一，通過日本的密封性方式的基礎上自己結合實際發展情況改進密封性，通過用耐火阻燃布代替塑料膜增強了密封效果；第二，在火道的調溫方面實現平衡溫度，使天然氣資源有效利用，減少不合理的浪費，在預熱能力上也有明顯提高；第三，用專業人員通過試驗研究出來的“七室運行模式”代替傳統落后的“六室運行模式”，彌補六室運行模式中不能達到的效果，提高整體的預熱溫度，保證溫度平衡，不增加天然氣的消耗量。另外還增添了一項新技術，用紅外線可以一眼發展溫度的變化，再結合多次的實驗結果最終找到最合理的天然氣噴氣壓力，在增加氧氣孔的情況下找到最合理的噴嘴直徑，為陽極焙燒系統的優質燃燒奠定了基礎。