燃烧热能工程技术在加热炉节能减排中的应用

杨建斌 雷晓民

摘 要：改革开放至今，我国经济得已突飞猛进发展，工业企业的生产设备和生产技术在不断变革，燃烧热能工程技术作为工业生产过程中的关键技术，其在加热炉节能减排中具有无可替代的重要地位。本文首先介绍了节能减排的重要意义，并从炉型结构的合理化、炉膛热损失的降低、烟气余热循环利用、加热装置的合理选择等角度分析了加热炉节能减排的常用措施，最后从强化炉膛系统、燃料替代技术的应用两方面对燃烧热能工程技术在加热炉节能减排中的应用展开论述，仅供参考。

关键词：燃烧热能工程技术;加热炉节能减排;应用

前言：在工业生产加热过程中，加热炉是必不可少的一项设备，其在很多工业产业都得已广泛应用，例如：石油化工领域、冶金领域、化肥领域等，加热炉的运行稳定性直接影响着工业企业生产系统的运行稳定性和运行效率。目前，我国加热炉在炉型结构、自动化水平以及操作性能方面与国外都有着较大差距，在应用过程中效率低，造成严重的能源资源浪费。因此，针对燃烧热能工程技术在加热炉节能减排中的应用展开论述具有重要意义。

1节能减排重要性

从能源总量角度分析，我国能源总量数量大，但人口数量同样庞大，致使能源的人均占有量微乎其微。因此，节能减排并不是一个人的工作，而是整个社会的责任和义务，在落实节能减排过程中，应当始终落实科学发展观，构建和谐社会，积极创建资源节约型、环境友好型社会。此外，节能减排的实施还有利于我国经济结构的调整，转变经济增长方式，提升人们生活质量的同时，维护我国的长远利益。作为我国对于国际社会所应承担的责任，人们应当认识到做好节能减排工作的重要意义和紧迫性，现如今，我国能源资源浪费较为严重[1]。相比于其他国家，我国节能减排工作的压力巨大，作为我国可持续发展的必经之路，加强落实节能减排工作一方面能够深化人类社会发展规划认知，另一方面也能够有效应对全球气候变化，通过节能减排树立大国形象，走向新型的工业化发展道路。

2加热炉节能减排的常用措施

2.1炉型结构的合理化

对于加热炉而言，其炉型结构直接影响着节能性，在新建加热炉时应将其节能性作为重点。通过改造或者新建炉型结构，保证在炉膛内部发生燃料燃烧过程，避免炉膛内烟气热损失出现。此外，为了提升加热炉的燃烧系数，尽量将烟气余热回收至炉膛中，最大程度减少炉膛热损失，提升加热炉热效率。通常情况下，在新建加热炉时应注意以下几方面内容：选择应用步进式炉型、为控制炉膛空间可增加炉体的长度、增设隔墙等，从而不断提升加热炉热效率。

2.2炉膛热损失的降低

水冷热量损失、炉门辐射以及炉衬散热等热量损失均为炉膛热损失，通过控制炉体的散热、减少加热炉孔洞的逸气和辐射等，这些部分的热量损失可有效降低单耗[2]。由于对加热炉进行改建或者重建具备一定的困难性且需要消耗大量资金，因此在建造时就应关注以上内容，尽量降低热损失。

2.3烟气余热循环利用

加热炉烟道系统的热损失和换热器的换热效率也会影响着加热炉的热损失。在烟气余热循环利用过程中，首先应对烟气系统进行改造。现如今，在一些企业中往往还在大量应用地下砖烟道进行地下排烟，即：燃烧所产生的烟气经过埋设在地下的砖结构烟道，从烟囱排出。这一排烟系统很容易致使烟气从加热炉的装料门散发出来，由于在地下排烟系统中会吸入大量的冷空气，并伴有一定的地下水渗入，在烟气到达换热器前，其烟气量和烟气温度都已经大打折扣，一定程度上影响着换热器的运行效果。因此，应当尽量减小换热器和加热炉之间的烟道长度，做好操作炉门和烟道的严密性，尽量保证多的热量能够被回收利用。

其次，合理选择换热器，换热器是回收加热炉燃烧烟气的关键设备，其具备一定的高效性和节能性，通过利用换热器对加热炉烟气进行回收，可以节约30%左右的燃料燃烧热量消耗，提升30%左右的加热炉产量。近些年来，随着科技不断发展，换热器的类型不断多样化，针对新型金属换热器而言，包括：管状插人件式换热器、片状管式换热器以及喷流换热器等[3]。要保证换热器选择合理性，对于金属换热器而言，其标准使用温度为700摄氏度，一旦温度过高就要想其中加入冷风对换热器进行保护。距离烟道出气口越近，烟气温度就越高，对于金属换热器而言无法进行正常工作。针对这一现象，可选择应用陶瓷换热器，其具有高传热效率、节能性明显等特点。

2.4加热装置的合理选择

在加熱炉中，燃烧器作为加热装置，至关重要，如今，燃烧器的应用技术也得以突飞猛进发展，应用愈发广泛，现阶段，加热效果和节能效果较好的燃烧器主要包括以下几类：平焰烧嘴辐射管烧嘴、燃煤器高速烧嘴、煤气亚高速烧嘴等，在应用过程中应结合实际情况，各取所长[4]。

3燃烧热能工程技术在加热炉节能减排中的应用

3.1强化炉膛系统

在这一过程中，在加热炉炉膛内部保证加热场布置合理性，并利用燃烧控制技术和模拟技术，合理分配炉膛加热场的热能量，确定出炉内加热火焰的构型，强化燃料燃烧，避免炉膛内出现局部位置过热现象，降低加热炉热损失，增强加热炉稳定性的同时，尽量延长加热炉炉管的使用寿命。

结合加热炉运行实际情况，假若在工作过程中炉膛内温度不均匀，具体表现为上部分温度高、下部分温度低，那就是炉膛温度场分布不均匀所导致的，在这一情况下，炉管也将逐渐呈现焦灼状态，其使用年限将大打折扣，需在一年之内换新[5]。但在燃烧热能工程技术的应用下，根据加热炉改造设计方案，对改造后的燃烧系统进行模拟，在改造后炉膛内部燃料能够充分燃烧，并且炉膛内温度场分布合理，满足加热炉工作需求。

3.2燃料替代技术的应用

此外，从节能减排角度来看，在保证燃烧器和设计方案合理性的同时，保证加热炉能够正常运转，可以将高热值的燃料用低热值的燃料进行代替，降低燃料采购成本的同时，可以有效减少无效火炬的排放量，从而带来可观的经济效益和环境效益。

结束语：综上所述，结合我国能源资源实际情况，在能源资源匮乏的态势下，落实节能减排工作已是大势所趋，随着科学技术不断发展，节能减排形势的日益严峻，传统的高耗能燃烧工艺已经不能满足社会发展需求。因此，应当重视燃烧热能工程技术的应用，不断提升加热炉热效率，落实节能减排工作。

参考文献：

[1] 郑义，牛旭东. 热能与动力工程技术的科技创新应用分析[J]. 魅力中国，2020（48）：233.

[2] 涂旭. 富氧燃烧技术在节能减排中的应用[J]. 数字化用户，2018，24（2）：50.

[3] 宋志佳. 热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用[J]. 科学与财富，2020（22）：250.

[4] 黄前飞. 燃烧热能工程技术在加热炉节能减排方面的具体应用[J]. 军民两用技术与产品，2016（20）：235.

[5] 贾延峰. 热能与动力工程中的节能技术探讨[J]. 百科论坛电子杂志，2018（16）：287.