硅碳棒窑炉结构的合理设计
密封较好的硅碳棒窑炉,其孔口(喷枪孔、观察孔、投料口、水包孔等)漏风量约为1%,密封较差的则达到3%一5%,甚至更多。加强硅碳棒窑炉密封,也是减少烟气量进而减少热损失的重要措施。
此外,采用新的加热技术,如全氧燃烧、富氧燃烧,或“大功率电+热”新型混合加热模式,则是减少烟气量最直接有效的途径。
降低烟气离窑的温度
火焰烟气到达硅碳棒窑炉对侧小炉口的温度受火焰速度、长度等影响,同时,熔窑宽度关系到火焰在窑内的停留时间,也是影响烟气离窑温度的重要因素。因此,良好的燃烧器(喷枪)结构是保证火焰具有适宜的前进速度和长度的基础,而合理匹配喷枪角度与助燃风速度、角度,是保证燃料与助燃风混合良好,进而有效控制火焰燃烧速度不可缺少的条件。
很明显,控制火焰离开熔窑的温度,需要全面的解决方案。其一是燃烧器的设计与选择(决定喷射速度与火焰形状),其二是硅碳棒窑炉结构的合理设计(小炉结构和熔窑宽度),其三是操作控制(喷枪与小炉合理匹配),三者缺一不可。
提高蓄热室热回收率
假定烟气离开火焰空间进入小炉口的温度为1600℃,过剩空气系数1.15;助燃风进入蓄热室的温度20℃,预热至1300℃。每1耐天然气燃烧所产生烟气带走的热量Q按式((2)计算Q=7304.6kcal。
为简化计算,假设燃烧产生的烟气占总烟气量的90%,则平均燃烧1耐天然气对应的总烟气量(含配合料逸出气体和漏风量)离开熔窑所带走的热量为:Q,=7304.6/90%=8116.2kca1燃烧1 m3天然气所需助燃风1f-1foXa=9.52 X1.15=10.95耐,通过蓄热室预热到1300℃,助燃风回收的热量Qn,为:Qn=味X C,3ooX1300-味X C2oX20=4841.Okca1烟气在蓄热室散失和最终带走的热量为:8116.2-4841.0=3275.2kca1蓄热室的热回收率为:Qnq/Q=4841.0/8116.2=59.65 %简易计算表明蓄热室热回收率约59.65 %。实际因蓄热室漏风、堵塞等原因,助燃风预热温度达不到1300℃,使得回收热量减少,以至于大部分蓄热室热回收率在55%左右,甚至更低。
为提高蓄热室热回收率,需要开展更多研究作。如改进蓄热室结构,增加换热面积,借鉴分段式蓄热室结构,针对格子体堵塞的结构设计;增强格子体材料的热交换能力,提高助燃风预热温度;强化蓄热室密封,减少漏风量等。http://www.zbqunqiang.cn/
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