采用燃氧燃烧提高不锈钢退火酸洗线使用效率
时间：2014-11-11 10:52 来源：热处理 作者：admin 点击：次
背景：
作为于吉纳公司新的发展战略的一部分，第10号APL的平均厚度已经减小。然而，尽管平均厚度减小，对生产率的要求仍保持相同的年产量。因此，这就要求作业线提速，最高速度从48m/min提高到65m/min。现代化改造分两阶段进行。
同样，为了使处理的产品以65m/min的速度通过作业线，要求对某些产品存在热限的加热炉进行改造提高能力。
10号APL简介
格尼翁厂的第10号APL是一条传统的卧式设计的作业线，设备组成如下：
.两台入口开卷机
.一台焊机
.一座直燃式退火炉
.冷却段
.一套酸洗池
.一台剪机
.两台卷取机
作业线的速度取决于产品，特别是取决于它的厚度。对于薄规格(小于1mm)，1998年7月最高速度达到48m/min，对于中间厚度规格，作业线速度受焊机和进口活套力矩的限制，对于厚度超过1.3mm的产品，受加热炉能力的限制。由于速度与厚度的函数关系。作业线速度要降下来。
10号APL的预热段、加热段和保温段为了提高热传递，曾考虑过几种不同方案：
.延长退火炉长度
.回收烟气并用来预热燃烧空气
.采用蓄热式燃烧器
.燃氧燃烧技术
延长退火炉长度要求安装一个附加的燃烧室，显然，这将意味着要移动或改建整个进口段。生产每吨产品的能源成本是不变的。这个方案投资较大，而且拉长了安装所需的停机时间。
第二个方案由燃气的收集、通过回收装置和预热燃烧空气等组成，这个方案的主要缺点是退火炉的燃气收集系统不能用于直排式设计，这就要求装置一套回收系统，整个高温空气回路要加以改造，而且要安装经预热的空气燃烧器。
尽管需要较大投资和拉长了停机时间，但燃气的回收将优化退火炉的能耗。但是，由于热量配置上没有改变，生产能力不会有显著提高。
类似的方案是安装蓄热式燃烧器。这就意味着要安装两倍的烧嘴，交替地使用这些烧嘴。烟气通过没有着火的烧嘴而排放，通常用于预热蓄热载荷。在生产时，燃烧空气通过与载荷接触而被预热。从能源使用效果的观点来看，这种情况与预热燃烧空气是一样的，但是它有下述缺点：
.蓄热式燃烧器的费用高
.在相同面积上需要安装两倍烧嘴的空间
.交替操作给退火质量带来损害。
最后考虑的方案是燃氧燃烧技术，这种技术选用氧气来替代烧嘴的燃烧空气，通过减少空气中惰性气体氮气，保证了退火炉能源优化。由于退火炉的几何形状未发生任何改变，所以限制因素主要是停机时间和费用。能源效率是等于或好于预热燃烧空气的方案，另一方面，通过改善对产品的直接热传递，燃氧燃烧是为进一步提高产量留有余地的一种方法。虽然必须要增加氧气的成本，但考虑到产量的增加.每吨产品天然气的费用稍微有所减少。
所以，由于投资大大减少，不需要为安装设备而停车(周期性维护除外)，稍微高一点的操作费用，燃氧燃烧方案由于它具有独创性和灵活的调整系统，在长期生产中是一个更加经济的方案。
就投资和安装昕需的停机时间而论，特别吸引人。就长期使用，氧气的费用应该予以考虑。因此，气体液化服务中心已经开发了一种天然气燃嘴，这种烧嘴既可以使用冷空气，又可以使用氧气。只有在必要时才允许使用氧气燃烧。利用相同的烧嘴它还可以：
1对那些薄规格产品或者作业线开车及停车时，作业线使用冷的助燃空气进行操作。
2当生产受到退火炉制约时，可以通过用氧气简单地替代冷的助燃空气就可以提高APL的生产能力。
从本质上讲，这种烧嘴由三套正确设计的管路组成(天然气、氧气和空气)，保证“完全氧气”或者“完全空气”都适合天然气燃烧，包括点火系统和火焰监控。
结论
通过采用燃氧燃烧系统，第10号APL的生产能力得到提高，而不需要对作业线的退火段作任何几何尺寸的改变。此外，这种方案给操作带来了灵活性，必要时可以完全使用氧气，而且可以在退火炉两周停车检修期间安装好设备，投资省。对厚度大于1.3mm的奥氏体不锈钢产品，该作业线生产能力提高25%，操作适应范围增大。如果结合作业线进出口段传动系统的改造，该作业线最高运行速度从48m/min提高到65m/min，提高35%。
