论铝棒加热炉在实际生产中的能耗控制

总第２１３期　２０１６年１２月　南方金属　Ｓｕｍ．２１３　ＳＯＵＴＨＥＲＮ　ＭＥＴＡＬＳ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１６　文章编号：１００９—９７００（２０１６）０６—００５６—０３　论铝棒加热炉在实际生产中的能耗控制　何精助　（肇庆亚洲铝厂有限公司，广东肇庆５２６２３８）　摘要：论述“铝棒加热炉”在实际生产中，对关键因素和重点部位的掌控及采取相应措施，从而在原有的基础上，　有效地促进“铝棒加热炉”的能效最大化，达到节能降耗的效果．　关键词：铝棒加热炉；促进节能；降耗效果　中图分类号：ＴＧ　３０７　文献标识码：Ｂ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｂａｒ　Ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ　ｉｎ　Ａｃｔｕａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ＨＥ　Ｊｉｎｇ－ｚｈｕ　（Ｚｈａｏｑｉｎｇ　Ａｓｉａ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｐｌａｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈａｏｑｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５２６２３８，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂａｒ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｉｎ　ａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｌｏｃａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｓｔｒｉｃｔｌｙ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｍａｘｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂａｒ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｂａｓｅ　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｔａｒｇｅｔ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｂａｒ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　节能降耗是生产型企业永恒的主题，只有不断　降低能耗，节约了成本，才能实现生产利益最大化．　对于铝型材生产企业使用天燃气加热铝棒的挤压生　产工序而言，“铝棒加热炉”的能耗控制对于整个挤　压生产成本的影响起着举足轻重的作用．本文主要　针对使用“天然气”加热铝棒的“铝棒加热炉”，如何　在不影响生产效率的情况下，怎样才能使得燃气得　到充分燃烧，热能得到充分利用，使其损耗降到最低　点，从而有效地节省单位用气量．笔者认为在实际的　生产过程中，要达到以上的节能降耗目的，主要工作　有以下几方面．　的燃烧能力．而挤压机也有它对应的生产能力，即单　位时间内可以生产出（上限）多少产品，对应需要多　少铝棒．在相同的单位时间内按照生产工艺的温度　要求，铝棒加热炉能够完成加热的铝棒数量必需能　够满足于其所配挤压机在同等单位时间内最大的生　产能力．理论上铝棒加热炉的加热能力应该略高于　挤压机的生产能力．这样铝棒加热炉的燃烧能力与　挤压机的生产能力才能称之为相互匹配．也只有在　两者能够互相匹配的情况下，铝棒加热炉的能耗控　制才能做到最理想的状态．　２燃气的燃烧值及其供气压力的稳定　燃气的燃烧值及其稳定性对铝棒加热炉的加热　能力起着决定性的作用．首先燃气的质量是关键；其　次空气与燃气在混合室内混合后的燃烧气体的空气　与燃气的比例，即所谓的“空燃比”非常重要；理论　１　棒炉的燃烧能力与挤压机生产能力　性　的匹配　铝棒加热炉在生产厂家设计时就会对该棒炉的　燃烧能力做一个配额，也就是说单位时间内可以满　足加热铝棒到达额定的温度，以及将铝棒加温至生　产工艺所需温度的循环时间及数量；这就是该棒炉　收稿日期：２０１６—０８—１１　上，空燃比比率为１０／１最为理想．但是往往需要根　作者简介：何精助（１９８２一），男，２００３年毕业于广州市理工中等专业学校电器自动化专业　总第２１３期　何精助：论铝棒加热炉在实际生产中的能耗控制　５７　据火焰的状态和火焰的力度做适当的调节．这里有　几个关键的关注点：燃气压力、空气压力、管径、燃气　调节器、空气调节器以及最终的火焰状态．而燃气供　气的稳定性对铝棒加热炉的燃烧能力也起着至关重　要的作用．对于燃气的稳定性需要关注并且调试好　以下几点：空气的稳定性、燃气的稳定性、燃气减压　阀的功能好坏与调节范围、空燃比的比率．只有调试　好了空气与燃气的比率，并且保证了其正确的燃烧　值及其稳定性，才能进一步控制好铝棒加热炉的能　效值．　３炉压的设定与控制（循环风机的匹　配）　在满足以上条件的情况下，铝棒加热炉内的炉　压非常重要，它是决定火焰是否成型、火焰的大小、　火焰的力度、铝棒吸收热值的多少、铝棒加热炉的保　温效果以及铝棒炉能否顺利成功点火的关键．这与　循环风机的功率匹配、抽风能量和烟囱孔径的大小，　以及烟囱打开的角度密切相关．在实际生产中炉压　大小的设定值，通常取负１０　Ｐａ至正１５　Ｐａ．炉压取　负值的好处是，炉内的火炬更容易成型、火力更加集　中有力，炉内的热能散失相对较低．这样还因为降低　了炉体的表面温度而使得炉体及其相关配件的使用　寿命延长．但是，负值过大会导致热量大量抽排到炉　膛外，热量损失严重，能耗攀升．炉压取正值的好处　是，可以更好地避免热量过多抽排到炉膛外，但是，　如果炉压取的正值过大会棒炉内的火焰散乱外串，　热能大量损耗；还会导致炉体的表面温度过高而容　易烧烂炉体及其相关的配件，甚至会导致炉内点火　困难．因此需要结合铝棒加热炉内的实际燃烧情况　来设定炉内的炉压值，实际生产通常设定在一５～１０　Ｐａ．　４助燃风机的匹配　在铝棒加热炉的燃烧过程中，决定火炬、火力的　大小的另外一个关键因素是“助燃风机”．助燃风机　选型是否与炉体的设计相匹配，也在很大程度上制　约着铝棒加热炉的能耗．这其实涉及到“空燃比”．　因为不同功率，以及风速、流量不同的风机作为助燃　风机，其输出的风力、风速都不一样，而最终到了火　嘴的空燃比的比率也会不一样．如果助燃风机不匹　配会出现：１）空气过量，燃气不足，降低了燃气的燃　烧值；２）燃气过量，空气不足，燃气燃烧不完全而造　成燃气浪费．两者都会导致铝棒加热炉的能耗增加．　一般而言，在厂家生产炉子时都会结合管道、管径和　火嘴的设计结构及燃烧功率进行核算选型．因此在　实际的生产维修中，在没有理论数据支持的情况下　不得随意改变助燃风机的配型，否则，会损害炉子的　节能效果，导致能耗的攀升．　５火焰状态的调节与控制　火焰状态的调节与控制对能耗的控制尤其重　要．火焰的大小、力度、距离、火焰是否成型或者散乱　等因素直接决定了铝棒对热能的吸收程度．理论上，　火焰在燃烧过程中，火炬能够形成２～３层的内外火　焰，整个火炬的外焰对铝棒形成半包围状态的喷射，　此时，能效值最高最理想．因为：能成形的火焰才有　力度，能穿透铝棒表面的氧化层．铝棒表面的氧化层　具有较强的抗燃烧能力，铝棒被氧化的表皮对热量　的传导性和对热能的蓄汲度极差．只有在火焰能够　迅速的穿透铝棒表面的氧化层，并且加以持续喷射　时，才能让铝棒的内部组织快速受热、快速传导并快　速储存热量而使得铝棒能够快速升温．这样才能最　大程度的吸收热量而达到有效降低能耗的目的．　６燃烧区域与加温曲线的设定　在生产中各燃烧加温区域的温度设定对能耗的　影响亦不能忽视，错误的温度设定不仅不利于铝棒　的燃烧、透心度，还会造成燃气热能的浪费．而我们　在实际工作中，通常会如下设定铝棒加热炉各个区　域的温度参数：从进棒口到出棒口，依次分成铝棒预　热区、铝棒加温区、铝棒保温区．预热区的温度设定　为最低，加热区的温度设定为最高，靠近出棒口的保　温区的温度略低于加温区且取值于生产工艺的棒温　要求．这样的加温曲线设定能够让铝棒循序渐进的　加热保温，每个区都能充分发挥各自的作用，而且又　不用全部猛烧．既能够达到生产工艺要求，又可以有　效缩短各个区域的加温时间，少用燃气，降低能耗．　７合理地选择叫棒的时间　在生产中合理地安排叫棒的时间，亦能够降低　一定的燃气能耗．如果叫棒过早，铝棒出棒后需要等　待生产的话，会直接导致热量的损耗而增加能耗．如　果每根铝棒都如此浪费热能的话，累计将会是不小　５８　南方金属　Ｓ０ＵＴＨＥＲＮ　ＭＥＴＡＬＳ　２０１６年第６期　的能耗损失．　大量的燃气，如此日夜累计能耗必然升高．因此做好　炉子的保温工作会收到意想不到的节能好效果．　８铝棒加热炉的保温效果对能耗的影　９烟囱尾气余热回收的作用　响　铝棒加热炉的保温效果对能耗的影响非常大．　炉子的保温效果不理想，会造成大量的热量散失，在　烟囱尾气的余热回收，充分利用来对铝棒加热　前进行预热，这样可以使得预热后的铝棒受热升温　非常快而减少大火加温的时间，大大节省燃气的使　用量，带来非常可观的节能效果．●掩乾　　０　６叫棒出棒和停止加温的过程中导致炉内的温度骤　降，而再次将被降的温度加温至原来的温度会损耗　●　如　铝舳６　。　６（上接第５３页）　压出料过程的淬火方式分别为水冷、水雾冷，并记为　测试二、测试三．　３）以上步骤在挤压出料过程中需确认风机在　运行状态中，记为测试一．重复１）、２）步骤并确认挤　对以上测试结果进行整理与分析，得表１．　：２　。　一一　一一５呕　；　一一　；　　４　表１不同淬火方式取样的结果　加　测试一　１６．４　ｍｍ　４１．７　ｍｍ　１４．３一ｌ６．４　ＨＷ　４　。　∞，　６　跎　测试二　１６．４　ｍｍ　４１．７　ｍｍ　ｌ４．３一ｌ６．４　ＨＷ　一一　一一５　Ｈ　５　一一　　；　Ｂ　。　测试三　１６．４　ｍｍ　４１．７　ｍｍ　勰　１４．３—１６．４　ＨＷ　５　盯；∞　；　注：以上硬度测试区为型材壁厚＝３．１　ｍｍ的区域　３结语　鹋４　：钔　２　∞●　６　甜●　６　方式适合一些异型的６０６１材料的生产，同时也为铝　挤压加工行业生产异型材提供参考．　参考文献　［１］　肖亚庆．铝加工技术实用手册［Ｍ］．北京：冶金工业出　版社。２００４．　１）通过以上数据，明显发现，当淬火方式为风　冷时，型材的硬度不达标；淬火方式为水冷时，开ＶＩ　尺寸波动大、不稳定；采用水雾冷淬火，既能保证硬　度合格又能使开口尺寸稳定．所以采用在线水雾冷　的淬火方式为生产该型材的最佳方案．　２）以上数据从侧面反应出在线水雾冷的淬火