无旁通不成对换向蓄热燃烧节能技术

无旁通不成对换向蓄热燃烧节能技术

一、技术名称：无旁通不成对换向蓄热燃烧节能技术

二、技术所属领域及适用范围：有色金属、钢铁、建材等行业工业炉窑

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

目前，我国各类工业炉窑数量超过13万台，主要分布在冶金、建材、机械和化工等行业领域，其总量约占我国炉窑总数的85%以上，总耗能约占我国能源消费总量的1/4左右。我国工业炉窑的平均热效率在30%-40%，而先进国家的工业炉窑热效率在50%以上，工业炉窑领域具有较大的节能潜力。

四、技术内容

1.技术原理

该技术是在传统成对蓄热燃烧节能技术的基础上，采用3台以上蓄热式燃烧器作为一组，各燃烧器周期轮流切换燃烧或排烟状态，且排烟的台数多于燃烧的台数，加大了排烟通道面积，取消辅助烟道，高温烟气全部经蓄热室蓄热后再排出，可有效提高了烟气余热的利用率，降低排烟阻力，减少风机电耗。同时，减少点火与保护冷风量，降低因冷风鼓入的降温，实现综合节能。

2.关键技术

（1）燃烧器不成对配置技术

采用燃烧器不成对配置方式，少烧多排，加大了排烟通道面积，取消辅助烟道，高温烟气全部经蓄热室蓄热后再排出，可有效提高烟气余热的利用率；

（2）递进式换向技术

逐个递进式换向，换向时至少有一台在正常排烟。5台以上时，换向时至少有一台正常燃烧，减少换向时炉压波动，防止爆鸣爆炉；

（3）上置式蓄热体技术

上置式蓄热体燃烧器向上排烟，灰尘在集结部下部，在下部配置积灰室与清灰口同，可有效减少蓄执体积灰与板结，清灰周期延长一倍；

（4）周期间隙点火技术

智能控制点火周期间歇点火，可解决传统蓄热燃烧技术长明灯点火方式在排烟状态燃烧器点火的耗能浪费；

（5）减少保护冷风量的技术

保护风机采用小风量、高风压与变频控制，减小运行时的冷风量；停火时，保护风机以满足部件保护的最小风量低频运行，减少因冷风鼓入的降温，降低能耗。

3.工艺流程

在传统成对蓄热式燃烧技术的基础上，采用3台以上蓄热式燃烧器为一组，各燃烧器周期轮流切换燃烧或排烟状态，且排烟的台数多于燃烧的台数。从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器1后,在经过蓄热式燃烧器1(陶瓷球或蜂窝体)时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般比炉温低100-150℃），被加热的高温空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气中心注入燃料（燃油或燃气），燃料在贫氧（2%-20%）状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另两个蓄热式燃烧器2、3排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器2、3时，将显热储存在蓄热式燃烧器2、3内，然后以低于150-200℃的低温烟气经过换向阀排出。经过一个周期后（30-200秒）后，再切换到燃烧器2燃烧，燃烧器1、3排烟。再经过一个周期后（30-200秒）后，再切换到燃烧器3燃烧，燃烧器1、2排烟，如此循环工作。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换，使蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态，从而降低能源消耗，并减少NOX排放。

五、主要技术指标

1．温度效率：≧92%；

2．总烟气余热回收率：≧90%；

3．相比无节能装置炉窑的节能率：40%-60%；

4．相比传统成对蓄热式燃烧技术的节能率：≧20%。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术已获得国家实用新型专利6项。于2013年通过湖南省科技厅的科技成果鉴定，2015年获得湖南省科学技术进步奖二等奖。自2013年投入市场以来，已在再生铝熔炼行业和电线电缆生产行业逐步推广，安装数量达86台套，并正在向钢铁、建材、石化、机械、陶瓷等行业进行推广，应用前景广阔。

七、典型应用案例

典型用户：南山铝业、栋梁新材、鲁能泰山、宁波爱柯迪、闽发铝业、南平铝业、隆达铝业、立中集团、汨罗联创、江西万泰等用户

典型案例1：汩罗市联创铝业30t圆形反射熔炼炉燃烧系统改造项目

建设规模：年产3.6万t合金锭，容量30t圆形反射熔炼炉。建设条件：反射炉新建、大修或停炉检修时应用。主要技改内容：用一套300型无旁通不成对换向型蓄热式燃烧系统对一台30t圆形反射炉的燃烧系统进行节能改造。主要设备为：30t圆形反射炉、300型高温燃烧器燃烧器（3台/套）、300型蓄热箱（3台/套）、助燃鼓风机、高温引风机、保护风机、大小火燃气阀组、烟气/空气换向阀组、智能控制系统。节能技改投资额26万元，建设期1个月。每年可节能2470tce，年碳减排量6520tCO2。年节能经济效益为705万元，投资回收期约1个月。

典型案例2：湖州世纪栋梁铝业3#20t熔炼炉燃烧系统改造项目

建设规模：年产1.8万t合金锭，容量20t顶开盖圆形反射炉。建设条件：反射炉新建、大修或停炉检修时应用。主要技改内容：用一套300型无旁通不成对换向型蓄热式燃烧系统对3#20t顶开盖圆形反射炉的成对切换蓄热式燃烧系统进行节能改造，并以原配置

的成对切换蓄热式燃烧系统为对比能耗。主要设备包括：20t顶开盖圆形反射炉、300型高温燃烧器燃烧器（3台/套）、300型蓄热箱（3台/套）、助燃鼓风机、高温引风机、保护风机、大小火燃气阀组、烟气/空气换向阀组、智能控制系统。节能技改投资额58万元，建设期1个月。每年可节能约670tce，年碳减排量1770tCO2。年节能经济效益190万元，投资回收期约4个月。

八、推广前景及节能减排潜力

该技术可广泛应用于有色金属、钢铁、建材、机械、石化等领域的工业炉窑，全国适合实施技术改造的工业炉约10万台。预计未来5年，该技术推广比例可达到2%，项目总投资约10亿元，可形成的年节能能力为140万tce，年碳减排能力370万tCO2。