电阻炉节能改造的实践

电阻炉节能改造的实践

1交流系统结构节能技术作为能源消耗的主要类型之一，加热炉目前广泛采用传统的抗火砖炉的体结构。由于蓄热量大，加热速度慢，能量有效，产品独特，产量高。对其进行节能技术改造在全国范围内将获得重大的经济效益。为此,本文通过对目前正在使用的7m3箱式电阻炉(台车式)进行改造,采用江苏靖江星火节能材料厂生产的陶瓷纤维取代耐火砖。经正常运行和检测,使铝带材的退火单耗从原来的380kW·h/t降低为138.4KW·h/t。一次工艺过程时间由11.5小时缩短至5小时,产品质量合格。2热功率及热功率加热炉总容积为2.8×1.7×1.5=7m3,用壁厚为300mm的耐火砖为炉壁,电加热功率为120kW,用于铝带材(δ=0.2～2mm)的退火,满载量为3800kg。工艺过程是:从室温升至将产品装入后升至工艺要求的430～450℃左右,保温4小时后断电,材料随炉冷却到250～280℃左右出炉,实际使用时单耗为380kW·h/t左右。3在转化前后的能耗比较分析中将炉壁材料用陶瓷纤维(δ1=200mm)取代耐火砖,在满足相同的加热工艺条件下,进行能耗对比分析。3.1相关材料的热态参数经查有关资料,可得耐火砖、陶瓷纤维、铝材、空气等在20℃～500℃时的平均热物性参数见表1。3.2改造前后的耗对比根据热力与传热的相应关系式和计算程序,可得到该工艺过程改造前与改造后的耗对比见表2。上述计算结果,表明两种不同的炉壁材料因其密度和导热系数差别大,导致蓄热量不同,散热损失也不同,保温时的补充加热也不同,因此,总能耗与单耗差别很大。4加热炉运行成本的测定2001年9月15日由江苏省南京市节能技术服务中心监测站对改造后的全纤维箱式电阻炉——NJ6700-200进行实际运行检测,结果如下:本次检测,加热炉载量为2301kg,起始温度T。为43℃,升温至480℃,升温时间0.88小时,保温4.57小时后断电,对整个工艺过程所测得的参数进行计算后,得到退火单耗为138.4kW·h/t,热效率为87.98%。(实测与计算值有些差别,在于加热的超始与终止温度不同)。检测结论是:“由于采用全纤维制造的台车式电阻炉,容重轻、蓄热少、使升温时间快、耗电少;退火单耗为138.4kW·h/t,热效率达87.98%,节能效果明显”。5热处理总折合质量国标ZBJ01012-88关于热处理箱式、台车式电阻炉的能耗分等规定见表3。按可比单耗划分为一、二、三等,达不到三等指标的属等外。表中可比单耗以统计期内每吨合格件“折合质量”计算的平均单耗,由下式表示bK=WGZbΚ=WGΖ式中:bK——统计期内某炉可比单耗,kW·h/t;W——相应统计期内该炉总耗电量,包括炉子升温、工件加热、保温、待料及辅助设备等耗电量kW·h;GZ——相应统计期内合格热处理件总折合质量,t。总折合质量是考虑了生产产品类别及工艺的不同。按下式计算GZ=ΣGi·K1·K2·K3·K4其中:Gi——监测时本次热处理的各种合格产品的实际质量,kg;K1——产品单件质量折算系数;K2——产品类别折算系数;K3——热处理温度折算系数;K4——热处理工艺折算系数。K1、K2、K3、K4数值见表4。根据本炉此次工艺过程及产品类别,应取K1=1.0,K2=1.0,K3=0.5,K4=1.0。因此,热处理总折合质量GZ=0.5×2301=1150.5kg。所以,可比单耗bK=138.4×2=276.8kW·h/t。比国标ZBJ01012-88所规定的台车式电阻炉额定功率>65kW的一等炉的可比单耗≤390kW·h/t还低得多。说明本炉性能良好,节能效果显著。5经济效益分析从本炉改造前后所得的结果,说明目前仍广泛使用的传统耐火砖炉体结构的箱式(台车式)电阻炉,能耗大、热效率低、加热时间长。若采用陶瓷纤维的炉体结构,不仅可大大降低能耗,而且可使工艺过程的时间大为缩短。以本炉为例,每吨产品的能耗可由原来的380kW·h,降至138.4kW·h,实际节电262.4kW·h。以每天处理两炉共6t材料,每