钢铁烧结炉保温节能改造前后对比

2019年初火龙节能应邀给河北某钢铁集团做烧结炉保温节能改造，经过热工计算，原重质耐火砖改耐火纤维保温结构后总重量降至1/8左右，大大降低对支撑材料的强度要求；导热系数减至耐火砖的1/8左右，大大降低竖炉冷面温度由160℃降至65℃左右，节能率高。

　　第一部分：钢铁烧结炉节能改造保温方案

　　济南火龙热陶瓷有限责任公司与河北某钢铁集团有限公司关于烧结竖炉部分保温区域节能改造的对比。

　　该工业炉具体工作参数：燃烧室工作温度1000℃，烟道工作温度400～500℃。

　　原保温结构：

　　（1）炉底、3面炉墙、弧形炉顶=230mm重质黏土耐火砖+114mm轻质隔热耐火砖；

　　（2）应火面炉墙：230mm重质黏土耐火砖+115mm陶瓷纤维背衬板；

　　（3）出风口烟道：114mm重质耐火砖。

钢铁烧结炉原保温结构

　　改造原因：

　　受河北省冬季环保政策影响，钢铁企业错峰生产，好多工业炉开停频率增大，重质耐火材料多次冷热冲击后易开裂，大大缩短使用寿命，给企业生产无形中增加了不少成本。应轧一钢铁设备科邀请，辅助其设计节能改造方案。根据客户提供条件，火龙节能拟将竖炉部分重质炉衬改造成轻质纤维炉衬，现以小燃烧室为例，先给出材料大概用量和轻质纤维炉衬与重质炉衬对比，后期根据采购需求给出精准核量与报价。

　　条件：

　　①抗风蚀能力，由鼓风机单位最大流量6349m³/h，计算风道最大风速2.247m/s，纤维炉衬的抗风速能力在25m/s左右，满足；

　　②热源，高炉煤气，选择比正常温度电炉高一等级的耐火纤维制品。

　　③耐温度，炉膛火焰温度1200℃，炉内正常工作温度900℃～1100℃之间，极限1150℃，选择耐温1400℃，使用温度可达1250℃的含锆型陶瓷纤维制品HLGX-589+HLGX-512；烟道温度在400℃～500℃之间，选择耐温1260℃，使用温度可达100℃的标准型陶瓷纤维制品HLGX-255。

　　拟改造保温结构：

　　（1）炉底、3面炉墙、弧形炉顶=300mm陶瓷纤维模块+30*2mm背衬毯；

　　（2）应火面炉墙：300mm陶瓷纤维模块+30*2mm背衬毯；

　　（3）出风口烟道：陶瓷纤维异形制品。

　　材料用量：

　　燃烧室，36.5㎡，含锆材料12.8m³；

　　烟道，9.3㎡，异型材料1.4m³。

　　轻重质炉衬对比：

　　1. 轻质纤维炉衬耐急冷急热，抗冷热冲击能力强，不会出现裂纹，贯通缝等问题，因此使用寿命长。

　　2. 轻质纤维材料质轻，容重只有重质材料的1/10，安装、运输成本低。

　　3. 轻质纤维炉衬导热系数低，热导率是重质材料的1/10，轻质隔热砖的1/3，隔热效果好，相同保温厚度冷面温度更低。

　　4. 火龙陶瓷纤维炉衬比热容低，600℃时，0.24Kcal/m³.℃，减少炉衬蓄热量，快速升降温，有效节能。

　　第二部分： 热工计算

　　一、焚烧室

已知技术条件：

　　热面温度T0取平均值：（900+1100）/2=1000℃

　　环境温度Ta：取值25℃

　　此温度下材料导热系数：

　　HLGX陶瓷纤维模块：0.13 W/m.k，其隔热层修正系数0.17

　　1、隔热层从热面向冷面的传热计算

　　假设冷面温度65℃

　　Q =△T/R

　　其中：△T为隔热冷面和热面的温度差

　　R 为热阻

　　R=S1/λ1

　　q₂ =（T0-Ts）/（S1/λ1）

　　=（1000-65）/{0.35/0.17}

　　=475w/㎡

　　2、隔热层冷面向环境的散热量：

　　q₃ =2.8（t冷-t环）^1.25+3.9{[(t冷+273)/100]⁴-[(t环+273)/100]⁴}

　　=2.8（65-25）^1.25+3.9{[(65+273)/100]⁴-[(25+273)/100]⁴}

　　=483 w/㎡

　　根据热平衡原理，q2≈q3，所以假设冷面温度65℃成立，350mm火龙陶瓷纤维保温结构，炉衬冷面温度65℃（温升不超40℃）。

对比1：隔热效果好，节能

原保温结构：重质黏土砖230mm+轻质黏土砖114mm，经计算，1000℃导热系数分别为1.34，0.49；计算得保温结构冷面温度160℃左右。

拟改造保温结构：含锆陶瓷纤维模块300mm+背衬毯50mm，经计算，1000℃导热系数分别为0.173，0.15；计算得保温结构冷面温度65℃左右。

对比2：重量轻，降低对支撑材料——炉壁钢板等级要求

容重由2.3Kg/m³和1.3Kg/m³，转换为0.22Kg/m³。

对比3：蓄热少，多次开停炉节能

因密度低，是重质砖的1/10，轻质砖的1/5，综合改造后蓄热是原结构蓄热的1/8左右。

　　济南火龙热陶瓷有限责任公司技术部

　　2019年3月15

济南火龙热陶瓷有限责任公司13年专业生产HLGX陶瓷纤维毯，陶瓷纤维板，陶瓷纤维模块等保温材料。火龙节能始终专注于热工领域节能耐材和相关功能型产品的研发及应用推广，通过制造创新和技术创新，不断在发明创造和实用新型领域取得突破，并在热工制造和相关领域实现高度匹配应用，为用户提供有效的高温隔热技术解决方案和工程承包服务，成为具有竞争力的隔热材料供应商和应用方案提供商。

火龙钢铁烧结炉保温咨询订购热线：400-0531-696

本文由济南火龙热陶瓷有限责任公司整理

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