工业炉节能.doc

工业炉节能1. 工业炉能源消耗状况 工业炉是工业生产部门的主要耗能设备，根据对冶金(含钢铁及有色金属毛业)、建筑材料、轻工.业、化学工业(含石油化工)、机械电子工业(含航空、船舶、铁道)等耗能部门工业炉数最和能源耗址的统计，1983年全国县以工业企业的工业炉总台数为11.3万台，年总耗能1.62亿t标准煤，占当时全国能源总量的24.7%。各行业工业炉数繁和耗能情况见表1一9.不同类塑工业炉的耗能情况见表1一10。表1-9 各行业工业炉数f和耗能情况表1-10各类工业炉耗能情况在全国_1几业炉年总耗能狱1.62亿吨标准煤中，固体燃料占71.56%(其中焦炭为14.37%，煤为57.19%).燃料油占13.30%.煤气占6.37%，电能占7.90%,其它燃料占0.87%，说明我国用于工业炉的能源结构是以煤为主的。 某些工业炉的单位能耗数据及其与国外耗能水平的比较见表1-11.表1-11 某些工业炉单位耗能数据2工业炉能耗分等及节能计算 由表1-11所列数据可以看出，我国主要工业炉先进水平的单位能耗指标已接近或超过闲外先进国家的平均水平，但先进和落后指标差距较人，说明我国工业炉节能能潜力很大。开展节能工作不是消极地减少能源供给量.而是要求生产部门允分利用能源潜力。以最少的能源消耗获得最大的技术经济效益。节能工作的主要内容包括直接节能与间接节能两个方面，直接节是指通过提高炉子能源利用率、降低产品单耗，从而直接减少能源消耗量;间接节能则是通过降低原材料消耗、减少废品率、延长设备使用寿命等途径而实现节能。2.1 工业炉能耗分等制定工业炉能耗分等标准是开展工业炉晋等升级工作的依据。通过晋等升级工作可以推动工业炉技术改造的进程。同时也促进了工业炉管理与操作水平的提高。2.1.1可比单位能耗计算.可比单位能耗，简称可比单耗、是划分工业炉能耗等级的耗能量控制数据，按可比能耗大小将工业炉分为特等、一等、二等、三等四个等级。特等炉要求其可比能耗数据达到或接近国外先进水平;一等炉为国内先进水平;二等炉为国内平均先进水平;三等炉略高于国内平均水平。达不到三等炉能耗数据的为不合格炉，要限期改造。 典刑工业炉的可比单耗bk计算式如下1. 锻造加热炉表1-12各类锻件复杂系数K1值表1-13锻件材质系数K2值2. 热处理炉式中 B-单台热处理炉在统计期内燃料消耗量 (kg或Nm3 ); a-燃料燃值系数，对于煤a=0.86，对于 燃料油a=1，对于发生炉煤气a= 0.95-1，对于天然气a=1，对于焦炉 煤气和城市煤气a=1.14; G 单台热处理护在统计期内某种热处理件的合格重量(t);K1 -某种热处理件工艺对应系数，见表1-14;K2某种热处理件工件尺寸对应系数， 工件尺寸300-450mm时，K2=0.2; 工件尺寸450-600mm时，K2=0.5; 件尺寸600-800mm时.K2= 1; 工件尺寸800-1000mm时，K2=2.5; 工件尺寸1000mm时，K2 =3.3. 冲天炉4. 炼钢平炉能耗分等(ZBJO1 002-87)2.2节能投资回收期计算及效果分析2.2.1能投资回收期投资回收期是指实施的节能设备投入生产所取得的经济效益用以回收投资费用所需的期限。 工业炉的节能投资不仅在节约能源方面产生经济效益，而且还能在提高产品质量、保护环境方面产生综合效益。设节能设备的投资额为T，年节约能源费为S,增加的维修、运行附加费为C,则投资回收期n(a)为2.2.2标准投资回收期用投资回收期评价节能方案时，应把节能投资的回收期与国家或部门规定的标准投资回收期nb进行比较。当nnb时，则认为是不可取的.因此，标准节能回收期是判断节能投资方案是否可行的依据.但目前尚未制订有统一的标准节能回收期。不同的节能项目，山于本身的条件不同，如不同的投资额、不同的使用期限和不同的装备水平等，其标准投资回收期是不同的。即使如此，为了合理使用投资，仍应制订各种条件下的标准投资回收期。2.2.3 投资回收期计算1.投资回收率的计算设节能投资额为T，年利率为i，年节约能源费为S，假定无附加费用，若n年回收全部投资，则一年后未回收的费川=T(1十i)-S戈年后未回收的费用=(T(1+i)一Sl(1+i)一S =T(1+i)2一S(1+i)一S若n年回收全部费用，则T(1+i)n一S(1+i)n-1一S (1+i )n-2.-S=0整理后，得投资回收率山上式知，当投资额T为定数，年节能费S越大，则投资回收率越高;年利率i越低，则投资回收期n越短。 不同年利率i,不同投资回收期n的投资回收率计算值见表1-19. 2.投资回收期计算举例 一台1.972mX2.146rn室式加热炉，燃料油消耗量为95kg/h，增设空气预热器后。预计燃料节约率为20%，设备投资费2万元，分析其投资效果。 解:假定炉子每年工作3600h,燃料油价格0.21元/kg.则每年燃料油节约费为S=95X0.2 X 3600 X 0.21=14364元计算得投资回收期n=1.57年。 顶热器使用寿命一般达3-5年，因此预热器的标准投资回收期nb可定为3年。据以上计算结果nnb，故预热器的投资效果是好的。3 最高节能投资限额Tmax计算在燃料节约率不变情况下，已知年节能费S和在燃料节约率不变情况下，已知年节能费S和标准投资回收期nb，可按下式求得最高节能投资限额为：以下题为例:nh=3，i=10%，由表1一19得投资回收率e=0.402,则最高节能投资限额当投资额超过上述计算值，则增设预热器的节能方案不成立。2.2.4 节能效果分析 在考虑工业炉节能方案及分析其n能效果时。应注意以下几种情况。 I )任何一项节能技术均有其适宜的使用条件，例如采用耐火纤维炉衬，由于材料的比热容小，热导率低，所以炉衬的蓄热量少，促使炉子升温速度加快。所以选用耐火纤维炉衬适用一班或二班操作的炉型，即间断式炉。用于这种炉型其升温阶段的节能效果尤为明显。如用于连续式炉，由于炉子长期处于稳定态传热过程，蓄热量损失可以不计，采用耐火纤维炉衬的节能效果并不显著。2)选择节能方案时，除注意节能效果外还要考虑技术效能。例如，余热利用方案可以选择预热空气或煤气、预热炉料、设置余热锅炉产生蒸汽三种方案，在三种方案中应优先考虑顶热空气或煤气，这样可将余热直接用于炉内热交换过程，尤其当燃用低热值燃料且难以达到需要的炉温时，预热空气或煤气后可以强化燃烧，通过提高炉温、加快升温速度、提高炉子生产率实现节能。预热护料可将烟气的部分余热直接为被加热护料所吸收，通过提高燃料的热量利用率实现节能。采用余热锅炉虽然也是回收烟气余热的一种措施，但所回收的热量不能用于提高炉子的热工性能，而且节能效果不如采用预热器。例如同样从烟气中回收2900kJ热量，这些热量用于余热锅炉只能产生1kg蒸汽，而用于预热空气时则可省下约5800kJ热量，把这些热量用于余热锅炉则可发生1. 6kg蒸汽。余热锅护是属于工业炉休系之外的一种余热利用措施。3)为了提高节能效果，当采用多种节能技术时要注意其相互间的合理匹配。例如，改善绝热措施必须配合以余热回收措施和炉内热量利用措施，否则改善绝热措施所得效果将部分地为烟气带走热量的增多所抵消。同样，采用炉压控制技术必须与提高炉子密封性能相配合。4) 工业炉的节能效果与节能改造前炉子的原始能源利用水平有关。原始利用水平越低，采用节能技术后的