燃气铝棒加热炉的节能及能耗特点

1 前言

在工业上有用电、油、气体或煤等作为燃料的各种冶金用加热炉。目前，普遍的铝合金棒加热炉在一般情况下，其热耗在1000kJ/kg以上，热效率较低，一般在30%~45%之间。能耗大，能源利用率低，这在一定程度上增加了产品的生产成本，消弱了企业的竞争力。因此，采用先进的加热技术设备和设法提高能源的利用率，对每一个工业企业来说都是十分重要的。

对铝合金大锭长棒进行挤压之前的加热炉加热的能源消耗有多大？特定炉型的热效率状况如何？是否具有先进性和节能潜力可挖，对其进行技术革新改造应从何着手？针对这些问题，我们对一台引进技术设备，炉体外形尺寸约为11300×1400×1480㎜，采用液化石油气作燃料的Φ320㎜铝合金棒加热炉进行了能源利用状况测试试验。测试结果表明，对该类炉型进行进一步的节能技术改造具有重要的指导意义。
 

2 测试条件

2.1 测试仪器与设备

试验中采用的主要仪器设备有挤压机用的铝合金棒加热炉、标准毕托管、燃烧效率测试仪、U型压力计、电平衡测试仪、红外测温仪等。测试仪器设备全部经国家法定计量部门检定并在有效期内。

2.2 测试过程

本次测试试验以一次进出料周期作为计算依据。试验中所用的产品为Φ320㎜铝合金圆铸棒，铝合金棒进炉时的温度为21℃，每小时进炉的铝合金重量为2358.8㎏，铝合金棒进入加热炉后，采用液化石油气作燃料对其进行加热，经过一个小时的加热后，铝合金棒出炉，出炉时的温度为511℃，产品出炉后物理显热为1036.56MJ,铝合金棒出炉温度的比热为0.895kJ/kg?℃。

3 测试结果

3.1 加热炉的热平衡与计算

铝合金棒加热炉的热平衡试验结果如表1和表2所示。

表1 铝合金棒加热炉的热平衡计算结果

表2 热平衡

铝合金棒加热炉的热效率和能源单耗的测试结果如表3所示。

表3 热效率和能源单耗的测试结果

4 讨论与结论

4.1 讨论

4.1.1 影响加热炉能源利用率的原因分析

影响加热炉能源利用率的原因主要有以下几点：

（1）炉子的排烟物理热没有得到充分利用，热损失较大，导致能源利用率下降；

（2）炉子自身结构问题，因为炉子的侧壁设置有数个燃气供气孔，启闭时，或多或少会有热能的散失或冷空气进入炉内消耗热能；

（3）炉体的头部和尾部的密封保温性能不太好，有一定的散热损失；

（4）燃料的燃烧不够完全等。

本试验使用的挤压机用铝合金大锭长棒加热炉，其炉子自身结构比较合理，炉体保温性能亦较好，测试表明，燃料液化气的燃烧也比较完全，故炉子的热效率是属于比较高的，达到了51.93%，总的产品燃气单耗为0.0079m3/kg，热耗为845.33kJ/kg，这些测试数据表明，这种加热炉在节能技术上具有较高的技术水平。

4.1.2 炉子的热损失

测试数据中，表2 的结果表明，在热支出中，外排烟气带走的物理热达36.92%,是本试验加热炉的主要热损失。其原因是输入燃烧用的空气系数偏大，达2.92。为降低这一热量损失可调节燃烧空气系数至1.60以下为宜，同时也可采取再增设一组换热器来利用排烟带出的余热，用于对铝合金棒进行预热，使铝合金棒入炉前的温度升至100~200℃,提高能源利用效率。经计算，这样可以节省加热用燃料消耗15%左右，进一步实现节能和降低成本的目的。

4.2 结论

扼要介绍了考迈托?戴维信铝棒加热炉的能源利用情况。测试结果表明，采用液化石油气作燃料的铝合金棒加热炉的热耗为845.33kJ/kg，热效率为51.93%，炉体散热损失较低，仅占7.13%，有利节能降耗。测试发现经排烟换热器之后烟气带走的热量存在挖潜利用空间。测试得知进入燃烧的空气系数偏大达2.92，可调节空气系数至1.60以下，具有较大的节能潜力。

（1）本试验的考迈托?戴维信的铝合金棒加热炉的热效率为51.93%，加热产品燃气的单耗为0.0097m3/kg，热耗为845.33kJ/kg，能源的利用率较高。

（2）考迈托?戴维信的铝合金棒加热炉的主要热损失为排烟物理热损失，如果采用有效措施加以利用，可使加热炉的能耗进一步降低，生产成本的下降仍有潜力。