2019年初火龍節能應邀給河北某鋼鐵集團做燒結爐保溫節能改造，經過熱工計算，原重質耐火磚改耐火纖維保溫結構后總重量降至1/8左右，大大降低對支撐材料的強度要求；導熱系數減至耐火磚的1/8左右，大大降低豎爐冷面溫度由160℃降至65℃左右，節能率高。

　　第一部分：鋼鐵燒結爐節能改造保溫方案

　　濟南火龍熱陶瓷有限責任公司與河北某鋼鐵集團有限公司關于燒結豎爐部分保溫區域節能改造的對比。

　　該工業爐具體工作參數：燃燒室工作溫度1000℃，煙道工作溫度400～500℃。

　　原保溫結構：

　　（1）爐底、3面爐墻、弧形爐頂=230mm重質黏土耐火磚+114mm輕質隔熱耐火磚；

　　（2）應火面爐墻：230mm重質黏土耐火磚+115mm陶瓷纖維背襯板；

　　（3）出風口煙道：114mm重質耐火磚。

鋼鐵燒結爐原保溫結構

　　改造原因：

　　受河北省冬季環保政策影響，鋼鐵企業錯峰生產，好多工業爐開停頻率增大，重質耐火材料多次冷熱沖擊后易開裂，大大縮短使用壽命，給企業生產無形中增加了不少成本。應軋一鋼鐵設備科邀請，輔助其設計節能改造方案。根據客戶提供條件，火龍節能擬將豎爐部分重質爐襯改造成輕質纖維爐襯，現以小燃燒室為例，先給出材料大概用量和輕質纖維爐襯與重質爐襯對比，后期根據采購需求給出精準核量與報價。

　　條件：

　　①抗風蝕能力，由鼓風機單位最大流量6349m³/h，計算風道最大風速2.247m/s，纖維爐襯的抗風速能力在25m/s左右，滿足；

　　②熱源，高爐煤氣，選擇比正常溫度電爐高一等級的耐火纖維制品。

　　③耐溫度，爐膛火焰溫度1200℃，爐內正常工作溫度900℃～1100℃之間，極限1150℃，選擇耐溫1400℃，使用溫度可達1250℃的含鋯型陶瓷纖維制品HLGX-589+HLGX-512；煙道溫度在400℃～500℃之間，選擇耐溫1260℃，使用溫度可達100℃的標準型陶瓷纖維制品HLGX-255。

　　擬改造保溫結構：

　　（1）爐底、3面爐墻、弧形爐頂=300mm陶瓷纖維模塊+30*2mm背襯毯；

　　（2）應火面爐墻：300mm陶瓷纖維模塊+30*2mm背襯毯；

　　（3）出風口煙道：陶瓷纖維異形制品。

　　材料用量：

　　燃燒室，36.5㎡，含鋯材料12.8m³；

　　煙道，9.3㎡，異型材料1.4m³。

　　輕重質爐襯對比：

　　1. 輕質纖維爐襯耐急冷急熱，抗冷熱沖擊能力強，不會出現裂紋，貫通縫等問題，因此使用壽命長。

　　2. 輕質纖維材料質輕，容重只有重質材料的1/10，安裝、運輸成本低。

　　3. 輕質纖維爐襯導熱系數低，熱導率是重質材料的1/10，輕質隔熱磚的1/3，隔熱效果好，相同保溫厚度冷面溫度更低。

　　4. 火龍陶瓷纖維爐襯比熱容低，600℃時，0.24Kcal/m³.℃，減少爐襯蓄熱量，快速升降溫，有效節能。

　　第二部分： 熱工計算

　　一、焚燒室

已知技術條件：

　　熱面溫度T0取平均值：（900+1100）/2=1000℃

　　環境溫度Ta：取值25℃

　　此溫度下材料導熱系數：

　　HLGX陶瓷纖維模塊：0.13 W/m.k，其隔熱層修正系數0.17

　　1、隔熱層從熱面向冷面的傳熱計算

　　假設冷面溫度65℃

　　Q =△T/R

　　其中：△T為隔熱冷面和熱面的溫度差

　　R 為熱阻

　　R=S1/λ1

　　q₂ =（T0-Ts）/（S1/λ1）

　　=（1000-65）/{0.35/0.17}

　　=475w/㎡

　　2、隔熱層冷面向環境的散熱量：

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

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

　　=483 w/㎡

　　根據熱平衡原理，q2≈q3，所以假設冷面溫度65℃成立，350mm火龍陶瓷纖維保溫結構，爐襯冷面溫度65℃（溫升不超40℃）。

對比1：隔熱效果好，節能

原保溫結構：重質黏土磚230mm+輕質黏土磚114mm，經計算，1000℃導熱系數分別為1.34，0.49；計算得保溫結構冷面溫度160℃左右。

擬改造保溫結構：含鋯陶瓷纖維模塊300mm+背襯毯50mm，經計算，1000℃導熱系數分別為0.173，0.15；計算得保溫結構冷面溫度65℃左右。

對比2：重量輕，降低對支撐材料——爐壁鋼板等級要求

容重由2.3Kg/m³和1.3Kg/m³，轉換為0.22Kg/m³。

對比3：蓄熱少，多次開停爐節能

因密度低，是重質磚的1/10，輕質磚的1/5，綜合改造后蓄熱是原結構蓄熱的1/8左右。

　　濟南火龍熱陶瓷有限責任公司技術部

　　2019年3月15

濟南火龍熱陶瓷有限責任公司13年專業生產HLGX陶瓷纖維毯，陶瓷纖維板，陶瓷纖維模塊等保溫材料。火龍節能始終專注于熱工領域節能耐材和相關功能型產品的研發及應用推廣，通過制造創新和技術創新，不斷在發明創造和實用新型領域取得突破，并在熱工制造和相關領域實現高度匹配應用，為用戶提供有效的高溫隔熱技術解決方案和工程承包服務，成為具有競爭力的隔熱材料供應商和應用方案提供商。

火龍鋼鐵燒結爐保溫咨詢訂購熱線：400-0531-696

本文由濟南火龍熱陶瓷有限責任公司整理

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