轧钢加热炉四通换向燃烧系统节能改造方案介绍.doc

轧钢加热炉四通换向燃烧系统节能改造方案介绍轧钢加热炉四通换向燃烧系统节能改造方案介绍一、 适用范围适用范围：（建于 2006 年左右）蓄热式加热炉，其燃烧换向系统采用老式的四通换向阀，且钢铁厂对煤气进行回收利用的二、 概述概述：加热炉是轧钢厂的主要设备，主要用于对钢坯进行加热，是轧钢厂主要耗能设备，能耗占到了轧钢系统的 70%蓄热式加热炉通过换向阀的换向来实现烧嘴的煤气、烟气的转换，实现排烟蓄热，送气预热，达到节能降耗的作业三、加热炉四通换向阀的功能与缺陷：四通换向阀是老一代蓄热式加热炉的换向阀其结构及工作原理如下图煤气烟气煤气烟气煤气烟气图 1ABCD煤气烟气图 2煤气烟气煤气烟气ABCD煤气烟气图 3煤气烟气烟气ABCD烟气当煤气在加热炉左侧烧嘴燃烧时，如图 1，煤气则通过四通阀A 腔进入 B 腔进入加热炉左侧烧嘴；则加热炉右侧的烟气，通过蓄热体进入四通阀的 C 腔再进入 D 腔，而进入烟囱当四通阀换向到图 2 时，煤气则通过四通阀 A 腔进入 C 腔进入加热炉右侧烧嘴；则加热炉左侧的烟气，通过蓄热体进入四通阀的 B 腔再进入 D 腔进入烟囱四通换向阀按照设定的程序周期变化方向，实现加热炉的一侧燃烧，一侧排烟，对钢坯进行两侧变换加热。

当四通换向阀在由图 1 换到图 2 时，就会出现煤气、烟气、烟囱，即 ABCD 四个腔相通短路的现象由于与烟囱相连的烟气管路安装有引风机，所以在抽力作用下，进入四通换向阀的煤气及加热炉的烟气，则混合进入到 D 腔，而被抽到烟囱排放到空中四通换向阀每隔一分钟换向一次，也就是一分钟四通换向阀发生一次短路，就会有大量的煤气排放到空中；同时在图 1、图 2 状态时，由于四通换向阀阀板与 D 腔密封不好，也有部分煤气泄露到烟囱排到空中；上述原因造成了煤气的严重浪费，并且高温烟气和煤气混合，容易发生“放炮”事故，且煤气排放给周围环境带来极大的不安全因素四、三通换向阀较四通换向阀的优点：四、三通换向阀较四通换向阀的优点：1、 可以实现完全关闭烧嘴，即蓄热式烧嘴既不燃烧也不排烟，在 超温报警，强制换向的状况下，可以通过关闭烧嘴实现烧嘴的自 锁，避免直接向炉内喷空气，可以减少氧化铁皮的生成2. 可以解决换向瞬间的短路问题，降低烟囱 co 排烟浓度，既节约 了煤气，又解决了安全隐患3. 三通换向阀采用耐高温软密封结构，增加了严密性，延长阀门使 用寿命4. 执行结构为气缸，阀动作速度快（四通阀为液压缸） ，减小烧嘴 换向瞬间熄火时间。

三通换向阀其结构如下图：照片如下：五、节能改造方案（以五、节能改造方案（以##轧钢厂二车间加热炉为例）：轧钢厂二车间加热炉为例）：1、将原来 6 个四通阀（其中：加一段 空气 DN700 ，煤气DN800; 加二段 空气 DN800 ，煤气 DN900; 均热段 空气 DN600 ，煤气 DN800;）及无法利用的相应管道拆除2、增加相应的大三通阀 12 个，及配套管道，6 个电动调节阀门（3 个空废，3 个煤废） 煤气及空气电动调节阀及部分管道利旧；流量孔板利旧（若有损坏的需乙方负责修复） 烧嘴前支管，手动蝶阀利旧；各加热段空气、煤气分总管利旧3、煤气放散管道利旧，需敷设三通阀气源管道4、电仪及微机操作画面改造，能够实现由四通改为三通阀后，生产操作的需要六、施工工期六、施工工期：除管道支架等预制外，需加热炉停产施工时间约 25 天七、项目预计投资：序 号项目名称数 量单价 （元）总 价 （元）备注1大三通换向 阀 DN900289000178000 2大三通换向 阀 DN700678000468000 3大三通换向 阀 DN600274000148000 4大三通换向 阀 DN500268000136000 5空煤气管及 管件49.343002120006空煤烟气管 及管件55.443002385007压缩空气1 套21000210008平台85000400009电气25000010拆除及施工 费350000费用合计计2041500204 万（不含 税） ）九、改造后效果九、改造后效果：：1、彻底杜绝了设备的煤气外泄，加热炉区域煤气浓度有了很大降低，工人操作环境有很大改善，消除了安全隐患。

2、大大降低了煤气用量加热炉煤气单耗与很多因数相关，但在其他条件均未发生变化的情况下，仅三通阀改三通一项，按同一煤气计量仪表显示：改造前 2013 年 1—6 月份，二车间吨钢煤气消耗 299.78Nm3，改造后 8—12 月份煤气单耗 252.12 Nm3，吨钢单耗下降 47.66,按平均年钢材 107 万吨计算，每年煤气用量下降 5100 万立方米节约煤气比例：(299.78-252.12)/299.78=15.9%改造后图片：八、改造投资回收期计算：八、改造投资回收期计算：仍以河北敬业集团轧钢二车间加热炉节能改造为例，敬业集团回收的煤气除用于多个生产工艺的加热烘烤外，多余的煤气均用于煤气回收发电经查阅相关资料：每发 1 度电，约需 3.5 立方米标态高炉煤气每度电按 0.55 元计，考虑到煤气发电设备投资及运行成本，敬业集团的高炉煤气内部考核价为: 0.07 元，每年可节约煤气费用：（299.78－252.12）×1070000×0.07＝3569734 元，约 357 万元则静态投资回收期为. 204÷357≈0.57 年即投资回收期约为 6 个月 25 天九、该节能方案的提出加热炉煤气能耗的高低与诸多因素有关：如煤气热值高低、钢坯热装比例、炉型结构、蓄热体状况、炉内保温情况、阀门等内部泄露、加热钢种、工人操作水平、设备停机率、计量仪表的准确度等。

一车间与二车间燃烧系统用的是老式四通换向阀，相对其他三通换向阀加热炉，煤气单耗高出不少，由于敬业集团对煤气等能源考核方案执行严格，直接与分厂工资挂钩为此经过多次尝试，如修改四通阀阀芯结构，在煤气管道进四通换向阀前加装气动蝶阀，以在换向瞬间进行关闭减少煤气连通损耗，在炉体耐材上喷涂红外线节能材料，在炉内加装黑体装置，但效果都不太理想由于三通改造停产时间长，投资相对大，没有具体案例借鉴，经过一连串尝试，效果不太明显，最后厂部终于下决心在 2013年 7 月，对燃烧系统进行三通改造，改造够效益明显，后在2014 年 12 月对一车间加热炉也进行了三通改造十、该节能项目的风险该改造方案，在技术上是很成熟的技术，而且在河北敬业集团的两个加热炉上实施，节能效果相当明显，即使节约煤气 10%，其节能效果也相当明显，有很大推广价值其风险仅在于：1、燃烧系统三通阀换向技术，已应用多年，国内很多厂家都能做，如北京神雾、上海嘉德、北京赛能节、河北新华工业炉等，如果我公司去推广给技术，有可能需要改造的轧钢厂会绕开我们直接找加热炉设计厂家签订合同2、四通换向阀燃烧系统只在 2005 年左右几年内应用，后来的全都采用新型的三通换向阀，而且经过了十来年时间，估计已经改了一部分了，市场面相对小。

据我所知：唐山燕山钢铁公司和 2672 新兴铸管有老式四通换向阀式加热炉。