科技论坛 ・９・ 关于工业炉与其节能减排措施的探讨 郭崇文 （哈尔滨松江电炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００００） 摘要：节能减排是近些年来我国环保以及能源部门所提倡的重点项目。其本质的要求就是减少能源浪费，用更优化的方法去使用 现有的能源，并且对环境尽可能的减少排放，工业炉燃烧燃料作为能源消耗的一个大方向是不容忽视的，并且在我国工业生产过程中也 是不可取代的一部分，因此在这一方向上努力做到节能减排就需要多方的努力配合。 关键词：工业炉；节能减排；发展趋势；能源管理 作为能源消耗大国中国的轻重工业发展对能源的消耗每一天都是 一笔巨大的数字，作为工业生产的领头羊工业炉的燃料使用量更是晾 人的，对比西方发达国家我国的工业路能源消耗所占的比例依旧是巨 大的，因此能源危机接踵而至，从能源消耗方面出发必须考虑工业炉能 源的节约。 工业炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料 或工件加热的热工设备。广义地说，锅炉也是一种工业炉，在工业生产 中利用燃料燃烧所产生的或电能转化的热量将物料或工件加热的热工 设备，但习惯上人们不把它包括在工业炉范围内。 工业炉是工业加热的关键设备，广泛应用于国民经济的各行各业， 量大面广，品种多，同时工业炉又是高能耗装备。目前，我国共有各类工 业炉约１２万台，年总耗能达２－５亿ｔｅｃ，约占全国总能耗的１／４，占工业 总能耗的６０％。虽然我国工业炉技术自改革开放以来有了长足的进步， 但工业炉的能源利用总体水平不高，仅相当于发达国家２０世纪５０～６０ 年代的水平，工业炉的热效率平均不到３０％，而国际上工业炉的热效率 平均为５０％以上。我国在工业炉节能方面，具有相当大的潜力，如何节 约能源提高能源利用水平，仍是当务之急。 １工业炉节能的一般措施 工业炉的能耗受许多方面因素的影响，但是节能的主要措施一般 都离不开优化设计、改进设备、回收余热利用、加强检测控制和生产管 理等几个方面。 Ｉ．Ｉ优化设计燃烧装置和燃烧技术。燃烧装置是炉子的心脏部分， 它工作的好坏直接影响到能源消耗量的多少。目前，国内成功地应用在 工业炉的燃烧器有：调焰烧嘴、平焰烧嘴、高速喷嘴、自身预热烧嘴、低 氧化氮烧嘴等，近来又研制成蓄热式烧嘴，为适应煤气和柴油的使用提 供了多种先进的燃烧器。正确地使用高效先进燃烧器—般可以节能５％ 以上。其中应用较广的有：平焰烧嘴、高速烧嘴和自身预热烧嘴。平焰烧 嘴最适合在加热炉上使用，高速烧嘴适用于各类热处理炉和加热炉，自 身预热烧嘴是一种把燃烧器、换热器、排烟装置组合为—体的燃烧装 置，适用于加热熔化、热处理等各类工业炉。 １．２改进炉型结构与筑炉材料。对炉子进行谢十或改进时应根据生 产工要求有尽量选择合适的炉型结构及新型节能材料提高机械化程度 和能源利用率。目前通常采用的措施有： 采用圆形炉膛替代箱形炉膛可强化炉膛对工件均匀传热的效果通 过采用合理的炉膛空间和在不增大炉膛空间容积的前提下增大与工件 之间热交换面从而提高热效率。由于采用圆形炉体使炉外壁面积减少 进而炉壁散热损失相应减少。 采用高速烧嘴或在炉膛内设置风扇加强炉内对流传热。特别是小 型加热炉高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边 界底层起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用。 １．３余热回收与利用技术。烟气带走的热量占燃料炉总供热量的 ３０％～７０％，充分回收烟气余热是节约能源的主要途径。通常烟气余热 利用途径有：装设预热器，利用烟气预热助燃空气和燃料；装设余热锅 炉，产生热水或蒸汽，以供生产或生活用；利用烟气作为低温炉的热源 或用来预热冷的工件或炉料。 回收烟气余热的最有效和应用最广的是换热器。我国近年来开发 和推广应用的高效换热器有片状换热器，各种喷流换热器，各种插入件 管式换热器，旋流管式换热器，麻花管式换热器，各种组合式换热器，煤 气管状换热器和蓄热式换热器等。蓄热式换热器是今后技术发展趋势， 其余热利用后的废气排放温度在２００￣Ｃ以下，节能效益可达３０％以上。 １４利用热工制度与检测节能。目前我国工业炉的能源消耗大浪费 严重普遍存在空气系数过大的问题这主要是由于燃料、空气检测和调 节手段的落后工人的劳动强度较大难以保证理想的燃烧工况。因此提 高热工检测与控制水平采用先进的自动控制技术特别是采用微机控制 系统已经成为工业炉自动控制的发展方向。通过设置自动控制系统以 各相关系统的及时精确配合和控制来实现节能。 ２我国工业炉节能减排的现状 工业窑炉是利用工业生产中用燃料燃烧或电能转换产生的热量， 将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备。 在我国以煤为主的能源结构下，工业窑炉是主要污染排放源之一， 也是耗能大户。据前瞻产业研究院数据统计，我国共有各类工业窑炉约 １１万台，其中燃煤工业窑炉约有６万多台，主要分布在华北、西北和西 南等地区。 工业窑炉应用于国民经济的各行各业，量大面广。我国大部分工业 窑炉在炉型结构、燃烧系统、余热利用、绝热材料、热工检测、自控、微机 应用及环保等方面都比较落后，而且我国工业窑炉容量大多偏小，造成 能源浪费，同时环境污染严重。目前我国电石、铁合金、钢铁、化工、建 材、有色等主要耗能行业的工业窑炉余热利用率仅在５％左右，并且以 烟气余热或直接燃烧制取蒸汽为主要利用方式，有效利用率不足４Ｏ％， 没有达到真正的能源综合利用，并且排放出大量的Ｃｏ２，温室效应严重。 ３工业炉节能的发展趋势 ３．１调整燃料结构。尽管煤炭在相当阶段内仍是我国的主力能源但 其既污染严重又不利实施高温空气燃烧技术。所以用电、油、气取代煤 等固体燃料是我国工业炉节能发展的战略ｆ生方向。 ３．２进一步开发、完善先进的燃烧技术。完善高温空气燃烧技术仍是 今后工业炉节能发展的方向。在保证高温、高效火焰的基础上控制ＮＯｘ 的排放。余热回收及充分利用低热值燃料是工业炉节能发展的重点。 ３．３砌筑将向整体化和轻型化方向发展。随着不定形耐火材料的发 展整体浇注和轻型结构将获更广泛的发展。采用新型耐火材料用耐高 温陶瓷和陶瓷纤维代替耐火砖使炉子升温陕热损失小。 ３．４节能和环保并重。在进行节能改造的同时应进行污染治理努力 降低或消除有害废气气和烟尘的排放。对中国而言节能是最大的环保 措施之一。 ３－５提高工业炉的“绿色度”。通过凋整产业结构改善能源结构不断 开发适合中国工业炉的新技术、新设备强化余热回收和资源的循环利 用。 结束语 综匕所述，我国工业可持续发展国家能源问题一直是我们格外关 注的—个话题。人们的生活离不开能源的支持，从工业革命开始人们不 断的学习利用各种能源，从最基础的燃烧木材、化石燃料，到现在的火 力发电、太阳能技术等方面，不过在当今时代我们对化石燃料的依赖依 旧是巨大的，全国的大部分能源还是来自于煤矿、石油等段时间不可再 生化石型能源，其中最为典型的就是第二次工业革命之后工业时代的 工业生产，工业炉节能减排问题一定要从根本上得以解决。 参考文献 ［１ 广清．工业炉节能措施探讨叨．工程建设与设计，２００５（１１）． ［２］赵钰，胡江．工业炉窑节能技术探讨叨．科技情报开发与经济，２００２，１２ （３）． ［３】陆维励．工业炉节能的几点意见叨．江苏机械制造与自动化，１９９９（１）．
』生 曩兰登 第７期 技术研发
高温空气 同皿工弋 燃烧技术的优势及发展趋势
陈振东 别、斌
（湖南株冶火炬金属股份有限公司）
摘要文章介绍了高温空气燃烧技术的基本原理，概述了该技术在高效节能环保等方面的优势，以及在铜铁、石油化工等
领域的应用现状及存在的问题，最后分析了燃烧新技术的发展趋势：
关键词高温空气燃烧节能环保现状发展趋势
如何实现工业炉窑的节能和环保问题一直是人类改善生活环
境、实现可持续发展所需解决的重要课题之一。高温空气燃烧技术
的产生，解决了长期以来 扰燃烧界的节能与环保不能并举的问
题，被国际专家誉为燃烧技术的革命．也被日本政府称为二十一世
纪的关键技术之一。高温空气燃烧技术（ＨＴＡＣ），亦称为无焰燃烧
技术，是２Ｏ世纪９０年代以来在发达国家开始普遍推广应用的一种全
新型燃烧技术 该技术具有极限烟气余热回收和低ＮＯ 排放的多重
优越性，主要用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门中的各种工
业燃料炉，并已呈现出迅猛发展的势头。随着我国经济的发展，节
能和环境保护的大力推进，发腱这项技术具有十分重要的意义。
１ 高温空气燃烧的基本原理
高温空气燃烧技术具有助燃空气可预热到ｌＩ）（岫℃以上和燃料在
低氧（２％一２（）％ 态下进行燃烧的两大关键性技术特点…。所以高
温空气燃烧技术说得更准确些应为高温空气低氧燃烧技术。这种燃
烧技术与传统的燃烧技术相比，不论在热力学、动力学、温度场分
布及传热情况等方面部有着显著的不同。
常温助燃空气由换向阀切换进入蓄热体，极限回收高温烟气余
热，助燃空气瞬问彼预热副燃料营火点温度以上。高温高速的助燃
空气喷入炉膛，引起燃烧烟气的回流，形成一股含氧浓度较低的高
温气流 与此 时，燃料送入高温低氧氛围的炉膛，燃料在炉膛内
与助燃空气边混合边燃烧．产生高温空气燃烧。燃烧结束后的高温
烟气经过另一侧的蓄热体．将显热储存于蓄热体 ．然后以低于
１５０℃的排烟温度排入到环境。换向阀高频切换，蓄热体的蓄热和
・３８・ 能源研究与管理２０１０（２） 研究与探讨
有关工业炉节能措施及其发展趋势的研究
王文青，丁强
（山东省冶金设计院股份有限公司济南２５００００）
摘要：能耗、烧成效率与许多因素有关，涉及窑炉的施工方法、施工的规范程度、余热充分回收和利用、建造窑 炉所使用的材料等。。着重从筑炉材料、炉型结构、燃烧技术、余热回收、能源管理等方面进行节能技术分析，并探
讨丁业炉节能的发展趋势。
关键词：工业炉；节能措施；燃烧 中图分类号：ＴＫ１７５，ＴＫ０１ ８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—７６７６（２０１０）０２—３８—０３
Ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｒｅｎｄ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ ｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ
ＷＡＮＧ Ｗｅｎ－ｑｉｎ，ＤＩＮＧ Ｑｉａｎｇ
（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ，２５００００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ ｗｅｒｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｆｕｍａｃｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｅｎｅｒｇｙ
ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗａｓｔｅ
ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ，ｅｎｅｒｇｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｉｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｕｒｎａｃｅ ｗａｓ ａｌｓｏ
第 1 页 共 6 页 炉控高级工岗位规范本
1. 岗位责任
炉控高级工是负责炉控系统操作和管理的专业人员，主要责任包括但不限于：
- 负责炉控系统的日常运行，保证炉炼生产的正常进行；
- 监控和分析炉控系统的工作状态，及时发现并解决系统故障和隐患；
- 制定炉控操作流程和规范，确保生产操作的安全性和高效性；
- 参与炉控系统的参数设置和优化，提高生产效率和产品质量；
- 协调炉控系统与其他系统的集成，确保工艺流程的顺利进行。
2. 技术要求
- 具备扎实的电气、自动化等相关专业知识；
- 熟悉炉控系统的原理、结构和操作方法，具有丰富的实际操作经验；
- 熟练掌握炉控软件和相关工具的使用，能够熟练进行系统调试和故障排除；
- 具备良好的数据分析和问题解决能力，能够快速反应并采取有效措施；
- 具备团队合作和沟通能力，能够与其他岗位进行有效的协作；
- 具备责任心和工作热情，能够适应轮班和加班工作。
3. 工作流程
- 接受上级指示，安排炉控系统的日常操作任务；
- 检查炉炼设备和炉控系统的正常运行，及时发现并解决问题；
- 监控炉控系统的运行参数和指标，进行数据分析和报告编制； 第 2 页 共 6 页 - 参与炉控系统的维修和调试工作，确保设备和系统的正常运行；
- 参与炉控操作规范的制定和修订，提出改进意见和建议；
- 参与新设备和新工艺的导入和试验，提供技术支持和指导；
- 参与紧急事故和突发事件的处理，保障生产安全和连续性。
4. 工作环境
炉控高级工常年在炉房和控制室工作，面临高温、噪音和尘埃等不利环境，同时还需要定期进行系统巡检和维护，对身体和心理素质有一定要求。为了确保工作效果和人身安全，必须严格执行相关安全规范和操作流程，佩戴必要的个人防护装备。
5. 岗位培训
炉控高级工需要不断学习和提高自身的专业素质，掌握新技术和新工艺，提高工作效率和协作能力。公司将根据需要为岗位人员提供相关培训和进修机会，鼓励员工参加相关职业资格认证考试和技术交流活动。
