淺談工業(yè)爐窯節(jié)能的途徑

劉晶

摘 要：長(zhǎng)久以來(lái)工業(yè)爐窯都在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，但也是主要的耗能設(shè)備，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅僅是均熱爐、加熱爐在工業(yè)生產(chǎn)中的耗能都已經(jīng)占據(jù)了60%以上的耗能，據(jù)我國(guó)大多數(shù)工業(yè)爐窯加熱普遍使用煤炭作為爐窯加熱的主要材料，而且由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大工業(yè)爐窯所消耗的能源越來(lái)越多，在當(dāng)前能源緊張的背景下，消耗過(guò)多的資源不僅會(huì)造成工業(yè)成本的增加，還會(huì)加劇能源緊張的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：工業(yè)爐窯;節(jié)能

我國(guó)的工業(yè)鍋爐數(shù)量非常的多大約有26萬(wàn)，這26萬(wàn)臺(tái)工業(yè)爐窯每年就要消耗2億多煤炭資源，就我國(guó)目前的煤炭產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，單單就工業(yè)爐窯已經(jīng)耗費(fèi)了全國(guó)三分一的煤炭，這還不包括冶金、機(jī)械、建材等行業(yè)之中的工業(yè)爐窯，如果加上這些那么每年對(duì)煤炭資源的耗費(fèi)量高達(dá)全國(guó)煤炭產(chǎn)量的三分之二。在當(dāng)前能源緊缺的背景下，如何降低工業(yè)爐窯煤炭資源消耗量已經(jīng)成為了業(yè)界主要探討的問(wèn)題，尋找可再生的替代資源，提高工業(yè)爐窯加熱的效率是當(dāng)前工業(yè)行業(yè)發(fā)展中需要探討的問(wèn)題。而且煤炭的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、一氧化碳等有害氣體在空氣中排放會(huì)造成大氣環(huán)境的污染，燃燒后的煤炭廢渣不經(jīng)過(guò)環(huán)保科學(xué)的處理，會(huì)造成地表環(huán)境的破壞。

1 工業(yè)爐窯節(jié)能降耗的概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅是工業(yè)上對(duì)資源的需求量大。其他工程建筑電力系統(tǒng)水利工程等等也對(duì)資源有著大量的需求。近些年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度是肉眼可見(jiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背后離不開(kāi)資源的消耗，如何實(shí)現(xiàn)資源的更高效利用在不違背生態(tài)效益的基礎(chǔ)上取得更高的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益之間的矛盾是長(zhǎng)久存在于經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的主要矛盾。而節(jié)能降耗的環(huán)保型經(jīng)濟(jì)模式打破了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益之間對(duì)立的局面，通過(guò)生態(tài)化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展降低了對(duì)資源的消耗，同時(shí)也抑制了傳統(tǒng)型粗放式的工業(yè)爐窯運(yùn)作方式對(duì)資源的消耗。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步節(jié)能降耗技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，工業(yè)爐窯中的節(jié)能途徑也越來(lái)越多，但是就我國(guó)目前工業(yè)爐窯耗能現(xiàn)狀來(lái)看。現(xiàn)有的節(jié)能途徑和應(yīng)用范圍是仍然是不能樂(lè)觀的。需要加緊開(kāi)發(fā)新技術(shù)、設(shè)備來(lái)支持工業(yè)爐窯的發(fā)展，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率進(jìn)一步細(xì)化我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)模式。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的粗放式工業(yè)化管理發(fā)展方式。工業(yè)爐窯的節(jié)能降耗是我國(guó)未來(lái)工業(yè)發(fā)展的必有之路，尤其是未來(lái)工業(yè)的發(fā)展，那個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展效率更高、更生態(tài)、更環(huán)保，誰(shuí)就掌握國(guó)家經(jīng)濟(jì)未來(lái)發(fā)展的先機(jī)。

2 工業(yè)爐窯燃燒的分析

燃燒的爐子和窯共同組成了工業(yè)爐窯，工業(yè)爐窯是一種工業(yè)上生產(chǎn)的工具，爐主要應(yīng)用于冶煉工業(yè)，而窯主要作用于鹽酸的工業(yè)生產(chǎn)。無(wú)論是爐還是窯，使它們加熱的主要燃料就是煤，研究表明煤在爐窯的燃料使用中占據(jù)60%以上，剩下的40%部分，有的是用電、有的是用天然氣，目前來(lái)看煤炭、電力、天然氣中最為清潔、經(jīng)濟(jì)、高效的就是天然氣的工業(yè)爐窯，而以原煤為主要燃料的爐窯效率就比較的低。

2.1 煤的使用

雖然工業(yè)爐窯的耗煤量很大，但是與過(guò)去相比它在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中并沒(méi)有很廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)樵瓉?lái)煤炭是工業(yè)爐窯中的主要燃料之一，過(guò)去業(yè)界也沒(méi)有開(kāi)發(fā)出比燃煤效率更高的工業(yè)爐窯。但是，現(xiàn)在不同技術(shù)的進(jìn)步，開(kāi)發(fā)出了以新的燃料作為工業(yè)爐窯的主要燃料，而且與煤炭相比燃燒相對(duì)簡(jiǎn)單一些，沒(méi)有煤炭燃燒的工序復(fù)雜，種類(lèi)也比較的少。煤炭在燃燒的過(guò)程中不同的煤炭種類(lèi)，燃燒點(diǎn)和燃燒層是不同的，這些煤炭在燃燒過(guò)后所產(chǎn)生的顆粒也是不同的。一般來(lái)說(shuō)將煤炭的燃燒時(shí)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)分為干燥和著火。這是由于在煤炭燃燒的過(guò)程中煤炭與爐墻接觸，爐內(nèi)的溫度也隨著燃料的燃燒而逐漸的升高，這就導(dǎo)致煤炭中僅含的一點(diǎn)水分都蒸發(fā)了。煤炭中水分完全性的蒸發(fā)是爐內(nèi)產(chǎn)生燃燒的化學(xué)反應(yīng)所必須的條件之一。在高溫的條件下，不需要氧氣燃料就會(huì)在爐內(nèi)的高溫作用下而分解。不同燃料對(duì)于溫度的要求也是不一樣的，而且溫度升高的速度也會(huì)對(duì)燃料燃燒產(chǎn)生影響，只有當(dāng)煤炭染染了燃燒揮發(fā)到一定的濃度和溫度時(shí)，這時(shí)燃料就會(huì)著火燃燒并釋放出大量的熱，這時(shí)煤炭的燃燒會(huì)更為的劇烈。

2.2 油和氣的燃燒

油作為燃料與煤相比是液態(tài)的，液體的油比固體的煤炭更易燃，油的燃點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低，它的沸點(diǎn)甚至是低于它的燃點(diǎn)，所以油的燃燒不是從液態(tài)開(kāi)始的，而是從氣態(tài)開(kāi)始的，在高溫環(huán)境下液態(tài)的油會(huì)揮發(fā)成為氣體，氣態(tài)的油會(huì)與空氣混合，在達(dá)到一定濃度后油氣和空氣的混合體在一定溫度下就會(huì)著火。但是，融合的氣也需要很好的強(qiáng)化融合，有時(shí)候會(huì)因?yàn)橛偷芜^(guò)大或者空氣而導(dǎo)致油出現(xiàn)低破裂的現(xiàn)象或者熱分解的現(xiàn)象，從而在爐壁上出現(xiàn)炭黑，炭黑的出現(xiàn)是因?yàn)橛秃蜌馊紵怀浞炙鶎?dǎo)致的，而且炭黑是很難分解的如果在機(jī)器內(nèi)出現(xiàn)炭黑過(guò)多的情況將會(huì)對(duì)機(jī)器的使用壽命造成不良的影響。氣體燃料則不會(huì)產(chǎn)生那么多的碳灰，因?yàn)闅怏w燃料本身所含有的灰量都是很少的。氣體燃料主要是由天然氣構(gòu)成的，它本身就是一種非常清潔的燃燒材料，而且燃燒很充分基本上不會(huì)出現(xiàn)燃燒燃盡的現(xiàn)象。

3 注意余熱的利用

3.1 加強(qiáng)電氣設(shè)備的監(jiān)控作用

為了更好地對(duì)工業(yè)爐窯的生產(chǎn)情況進(jìn)行把控就必須要對(duì)工業(yè)爐窯燃料燃燒的過(guò)程以及燃料燃燒中所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了解。只有在對(duì)工業(yè)爐窯燃料燃燒過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了解才能更好的對(duì)工業(yè)爐窯生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面性的分析，對(duì)工業(yè)爐窯在生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際熱量損耗問(wèn)題進(jìn)行更為深入的了解，只有知道工業(yè)爐窯哪里熱量損耗的多才能更好的找到解決方法。

3.2 加強(qiáng)換熱器的管理

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，風(fēng)的溫度會(huì)對(duì)燃料燃燒的速度產(chǎn)生影響，如果風(fēng)的溫度增長(zhǎng)10%的話，那么相應(yīng)的燃料的燃燒速度就會(huì)減慢約5%，這樣燃燒速度變慢，就會(huì)節(jié)約一定量的燃料。隨著現(xiàn)代技術(shù)的改進(jìn)工業(yè)爐窯也開(kāi)始朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，在工業(yè)爐窯自動(dòng)化的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)換熱器的控制，這樣可以有效地提升整個(gè)工業(yè)爐窯的換熱效率。自動(dòng)化過(guò)程中要對(duì)預(yù)熱裝置的設(shè)計(jì)機(jī)型保留，并且在實(shí)際的預(yù)熱裝置運(yùn)行過(guò)程中要對(duì)其進(jìn)行全方位多角度的監(jiān)控和管理，因?yàn)檫@樣可以有效地確保工業(yè)爐窯節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3.3 液態(tài)余熱資源的處理

工業(yè)爐窯正在進(jìn)行煉鋼熱鍵的處理時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，這些水蒸氣通過(guò)良好的運(yùn)作方式就會(huì)實(shí)現(xiàn)再次利用，將水蒸氣運(yùn)用到工業(yè)爐窯之中可以減少煤炭資源的消耗，水蒸氣的合理利用是工業(yè)爐窯的節(jié)能的又一新途徑。在對(duì)液態(tài)余熱進(jìn)行處理過(guò)程中可以在工業(yè)爐窯內(nèi)加裝冷卻回收的裝置，在燃燒過(guò)程中釋放的熱量就可以進(jìn)行有效的回收再利用，通過(guò)冷卻回收裝置回收的溫服可以運(yùn)用到工業(yè)爐窯的加熱之中，從而減少工業(yè)爐窯對(duì)原材料的消耗。

4 工業(yè)爐窯節(jié)能設(shè)計(jì)與工藝改進(jìn)

4.1 注重電氣設(shè)備與工業(yè)爐窯

在工業(yè)爐窯中應(yīng)用機(jī)械設(shè)備是具有里程碑意義的，近幾年來(lái)我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為我國(guó)工業(yè)爐窯自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了資金和科學(xué)力量的紙質(zhì)，自動(dòng)化技術(shù)的升級(jí)和優(yōu)化使得工業(yè)爐窯的發(fā)展更加的智能化，通過(guò)更加先進(jìn)的工業(yè)爐窯自動(dòng)化設(shè)備能夠幫助管理人員對(duì)工業(yè)爐窯進(jìn)行進(jìn)行細(xì)致化的管理，通過(guò)科學(xué)化的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)也能夠更好的對(duì)爐內(nèi)的情況進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。如果工業(yè)爐灶的操作和管理人員對(duì)爐內(nèi)的情況更為了解的情況的話，能夠通過(guò)合理的方式來(lái)改進(jìn)爐窯的運(yùn)作方式、提高爐窯的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，這同時(shí)還要強(qiáng)化變頻調(diào)速系統(tǒng)的利用，變頻調(diào)速系統(tǒng)在工業(yè)爐窯中的應(yīng)用可以有效的提高工業(yè)爐窯的加熱效率，工業(yè)爐窯加熱效率的提升在很大程度上會(huì)提升工業(yè)生產(chǎn)的效率。通過(guò)提升生產(chǎn)效率可以進(jìn)一步減少原材料的使用、降低燃料的消耗量。

4.2 加強(qiáng)爐體本身的改造

這是因?yàn)闋t型結(jié)構(gòu)對(duì)燃料燃燒的效率也有一定的影響，所以，為了能夠更好的進(jìn)行節(jié)能就需要對(duì)爐型結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)爐型結(jié)構(gòu)的節(jié)能化，電氣設(shè)備在工業(yè)爐窯中的應(yīng)用應(yīng)結(jié)合工業(yè)爐窯的實(shí)際情況進(jìn)行利用，尤其是對(duì)爐體本身的改造工作來(lái)說(shuō)必須要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行改造才能真正的顯現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的高效節(jié)能化的表現(xiàn)，要加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的控制，才能有效的實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐窯、節(jié)能效率能夠得以有效的提高。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)爐窯的節(jié)能化發(fā)展是工業(yè)生產(chǎn)未來(lái)發(fā)展的方向，在社會(huì)大趨勢(shì)下、工業(yè)發(fā)展方向的變化，使得綠色生態(tài)環(huán)保節(jié)能成為了未來(lái)工業(yè)爐窯發(fā)展的方向，但是，就當(dāng)前工業(yè)爐窯節(jié)能途徑開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀來(lái)看，節(jié)能途徑還需要大力的開(kāi)發(fā)需要進(jìn)一步強(qiáng)化科學(xué)應(yīng)用。希望本文能夠?yàn)楣I(yè)爐窯未來(lái)的發(fā)展提供一些建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜山，張世強(qiáng).淺談工業(yè)爐窯節(jié)能的途徑[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（08）：13+22.