蓄熱式燃?xì)饧訜釥t燒嘴成對(duì)布置，相對(duì)的兩個(gè)燒嘴為一組(A、B燒嘴)。從鼓風(fēng)機(jī)出來(lái)的常溫空氣由換向閥切換進(jìn)蓄熱式燒嘴A后，在流過(guò)蓄熱式燒嘴A陶瓷小球蓄熱體時(shí)被加熱，常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般為爐膛溫度的80％~90％）。被加熱后的高溫空氣進(jìn)入爐膛后，卷吸周圍爐內(nèi)的煙氣形成一股含氧量大大低于21％的稀薄貧氧高溫氣流，貧氧高溫空氣與注入的燃料混合，實(shí)現(xiàn)燃料在貧氧狀態(tài)下燃燒；與此同時(shí)，爐膛內(nèi)的熱煙氣經(jīng)過(guò)蓄熱式燒嘴B排出，高溫?zé)釤煔馔ㄟ^(guò)蓄熱式燒嘴B時(shí)將顯熱儲(chǔ)存在蓄熱式燒嘴B內(nèi)的蓄熱體內(nèi)，然后以低于150℃的低溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)換向閥排出。當(dāng)蓄熱體儲(chǔ)存的熱量達(dá)到飽和時(shí)進(jìn)行換向，蓄熱式燒嘴A和B變換燃燒和蓄熱工作狀態(tài)，如此周而復(fù)始，從而達(dá)到節(jié)能和降低NOX排放量等目的。

　　蓄熱式燃燒技術(shù)改變了傳統(tǒng)的燃燒方式，主要表現(xiàn)為燃料與空氣以適當(dāng)速度從不同的噴嘴通道進(jìn)入爐內(nèi)，并卷吸爐內(nèi)的燃燒產(chǎn)物，空氣中的O2含量被稀釋，燃料在爐膛中高溫（1 000℃以上）低氧濃度場(chǎng)（5%～6.5%）工況下燃燒，此種燃燒方式帶來(lái)了許多優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）節(jié)能效果顯著，比傳統(tǒng)熔化爐平均節(jié)能25%以上

　　由于蓄熱體“極限回收”了煙氣中大部分的余熱，并由參與燃燒的介質(zhì)帶回爐內(nèi)，大大降低了爐子的熱支出，所以采用蓄熱式燃燒技術(shù)的爐子比傳統(tǒng)熔化爐節(jié)能。

　　（2）消除了局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻

　　燃料在高溫低氧濃度工況下燃燒，在爐內(nèi)形成沒(méi)有明顯火焰的彌漫燃燒，消除了火焰產(chǎn)生的局部高溫區(qū)，火焰邊界幾乎擴(kuò)大到整個(gè)爐膛，使?fàn)t溫更加均勻。蓄熱式燒嘴工作狀態(tài)頻繁交換，使燃燒熱點(diǎn)的位置及爐氣流動(dòng)方向頻繁改變，強(qiáng)化了爐氣對(duì)流，減小爐內(nèi)死角，也使?fàn)t溫更加均勻。

　　（3）提高加熱質(zhì)量

　　均勻的爐溫使鋁錠加熱更均勻，降低了局部高溫以及富氧環(huán)境對(duì)鋁液的揮發(fā)和氧化作用。?

　　（4）延長(zhǎng)爐子耐火材料使用壽命

　　爐溫均勻和消除局部高溫區(qū)使耐火材料受熱均勻，并保證耐火材料始終工作在合理的使用溫度范圍內(nèi)。

　　（5）減少溫室效應(yīng)氣體CO2排放量及NOX生量

　　燃料節(jié)省25%，相應(yīng)的CO2排放量也減少25%。由于局部高溫區(qū)的消除，**的降低了NOX的生成量。

　　四、蓄熱體材料

　　蓄熱體是蓄熱式燃燒技術(shù)關(guān)鍵部分，它要求蓄熱體具有蓄熱量大、換熱速度好、高溫強(qiáng)度好、阻力損失小、抗氧化抗渣性強(qiáng)，而且經(jīng)濟(jì)耐用。

　　陶瓷球的原理就是在蓄熱室內(nèi)填沖直徑相同的許多陶瓷實(shí)心球，堆積呈固定床，球徑一般在15-25mm之間。

　　陶瓷球蓄熱體比表面積240m2/m3,眾多的小球?qū)饬鞣指畛珊苄×鞴桑瑲饬髟谛顭狍w中流過(guò)時(shí)，形成強(qiáng)烈紊流，**地沖破了蓄熱體表面的附面層，又由于球徑很小，傳熱半徑小，熱阻小，密度高，導(dǎo)熱性強(qiáng)，加之換向系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)特，故可實(shí)現(xiàn)頻繁且快速的換向，固此，蓄熱體可利用30次/H，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)蓄熱體床層后便可將煙氣降至150℃排放。常溫空氣流徑蓄熱體在相同路徑內(nèi)即可預(yù)熱至反比煙氣溫度低50℃，溫度效率高達(dá)95%以上。另外，因?yàn)樾顭狍w體積十分小巧，加之小球床的流通能力強(qiáng)，即使積灰的阻力增加也不影響換熱指標(biāo)，陶瓷小球的更換，清洗非常方便，并可重復(fù)利用。

 

 

 

 

　　

　　熔鋁爐

　　蓄熱體材質(zhì) 陶瓷材料

　　形狀 球形

　　蓄熱體體積 3m3

　　換向時(shí)間 120秒

　　空氣預(yù)熱溫度 1000℃

　　高溫?zé)煔鉁囟?1050℃

　　排煙溫度 ≤150℃

　　材料比表面積（m2/m3） 240

　　球徑 25mm

　　熱回收率 約70%-80%

　　五、應(yīng)用案例

　　下面以燃油、燃?xì)庑顭崾?a href="http://www.daengine.com.cn/rll/">熔鋁爐為案例，對(duì)采用某公司單蓄熱（空氣）技術(shù)及**設(shè)備（換向閥）等應(yīng)用節(jié)能效果做比較和分析。

　　1．某鋁廠熔化車間——新建項(xiàng)目

　　熔化材料：鋁坯及再生鋁材

　　爐子形式：矩形固定式

　　爐子容量：30T 爐膛工作溫度：< 1 100℃

　　鋁液溫度：720℃～830℃ 熔體溫差：≤±5℃

　　熔化期熔化率：5.2t/h

　　熔池面積：5.05×4.5=22.7m2

　　熔池深度：650mm

　　熔化期噸鋁消耗：≤62 m3/噸鋁

　　鋁坯入爐溫度：常溫

　　燃料：天然氣

　　發(fā)熱值：8 500 kcal/Nm3

　　排煙溫度：<150℃

　　蓄熱材料：陶瓷小球

　　燒嘴型式：含點(diǎn)火及常明式蓄熱式燒嘴

　　2．改造項(xiàng)目

　　改造前：為常規(guī)的燒嘴技術(shù)，即采用機(jī)械式霧化油槍技術(shù)，熔化率為3.5噸，噸鋁耗油76千克。經(jīng)過(guò)改造后的熔化率達(dá)到5噸，熔鋁熱耗53千克，平均節(jié)油率30%。

　　相關(guān)參數(shù)如下：熔化材料：30％鋁及鋁合金錠、廢料＋70％電解鋁液

　　爐子形式：矩形固定式、一扇組合大爐門(mén)、機(jī)械扒渣

　　爐子容量：25T

　　爐膛工作溫度： < 1 100℃

　　鋁液溫度：730℃～860℃

　　熔化期熔化率：5t/h

　　熔池面積：5×4=20 m2

　　熔化期噸鋁消耗：～53公斤/噸鋁

　　熔料入爐溫度：常溫

　　燃料：0＃輕柴油

　　發(fā)熱值：10 200 kcal/kg

　　排煙溫度：<150℃

　　總論:

　　從熱平衡角度來(lái)說(shuō)，采用蓄熱式換熱技術(shù)的熔化爐燃料節(jié)約率與爐子砌體的蓄熱量、爐體的表面散熱損失有關(guān)。因?yàn)闊焓峭ㄟ^(guò)煙氣回收余熱的，爐體的蓄熱量減小，表面散熱損失越少，則排煙余熱量越大，燃料節(jié)約率就越高。

　　同時(shí)，由于熔鋁爐間歇性工作特點(diǎn)，在不同工作狀態(tài)時(shí)爐溫、蓄熱體中空氣流速、煙氣出口溫度有較大波動(dòng)。這樣燒嘴換向時(shí)間也應(yīng)隨工作狀態(tài)變化而變化，優(yōu)化蓄熱體的利用率，使余熱回收達(dá)到更好的效果。

　　由于空氣通過(guò)蓄熱體后溫度升高，帶進(jìn)爐內(nèi)大量顯熱，使得燃料的理論燃燒溫度顯著提高。在采用相同的爐型和燃料時(shí)，蓄熱爐比常規(guī)爐有更高的綜合加熱溫度和更快的加熱速度。

　　采用蓄熱式換熱技術(shù)，帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益主要是節(jié)省燃料。由于消除局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻，使耐火材料使用壽命延長(zhǎng)，同時(shí)提高了加熱質(zhì)量，減少了氧化燒損。由這些因素帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也是相當(dāng)可觀的。

　　從環(huán)境保護(hù)角度來(lái)說(shuō)，燃料節(jié)省25%，煙氣中CO2等溫室氣體總量也相應(yīng)減少了25%。同時(shí)由于燃料在高溫空氣貧氧環(huán)境下，降低了NOX的產(chǎn)生。總之，蓄熱技術(shù)應(yīng)用到熔鋁爐上，起到了很好的節(jié)能效果；也降低了CO2和NOX的排放，減輕環(huán)境污染。同時(shí)，蓄熱技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，達(dá)到更好的節(jié)能、環(huán)保效果。