天然气熔铝炉在铝行业生产中是必不可少的设备，其能耗大、运行成本高成为影响铝行业发展的制约因素之一。 随着科学技术的进步， 在市场竞争力的驱动下，一些天然气熔铝炉的节能技术正被普遍推广使用。鉴于此，本文从生产效益和节能角度出发，对燃烧器的布局进行改进，同时对燃烧器工艺进行优化，实现经济价值和社会价值最大化。
一、现状剖析
单位有产能分别为30t和40t熔铝炉2条生产线，由于投用时间长，受现场条件限制，燃烧系统设计布置不合理，炉体结构设计存在缺陷，燃烧器布局不合理，不换向燃烧器使用不节能，排烟系统运行不良等原因，导致产品综合能耗偏高。
经过对熔铝炉的产品数据和天然气能耗分析,烧损率在3%以上,每吨成品铝综合天然气能耗在120m³左右,使得产品的生产成本高于同行业的普遍水平,导致市场竞争力低下。从现状看,炉体的机械工艺结构差和燃烧器的燃料与空气的气流组织结构不合理是两大影响设备生产效能的主要因素。下面逐步深入分析问题,并提出最佳的解决方案。
二、解决方案
1、燃烧器的布局
受现场已有条件和早期设计限制,现有熔炼炉体为矩形炉,燃烧器布置在同一侧,这是热工设计的最大缺陷,且熔铝炉的烧嘴正对炉门,导致火焰对炉门冲击性很大,易使炉门结构变形和高温氧化受损。熔铝炉改造前的工作原理如图1所示。
图1-燃气熔铝炉燃料不换向蓄热式燃烧器工作原理
图2-燃气熔铝炉燃烧器布置正面图
图3-燃气熔铝炉燃烧器墙内布置俯视图
图4-燃气熔铝炉与炉体侧面剖面图
燃烧器的布局为整个炉体工艺结构的最重要部位,由于客观条件决定无法对角布置燃烧器,则应尽力弱化同侧燃烧器工作的缺陷。同侧炉墙平均间距安装燃烧器,同时考虑靠近两侧墙的燃烧器的火焰中心线平面角应向炉内侧偏5°,点火燃烧时火焰不会撞击炉墙。在剖面上,燃烧器的中心线应倾斜过设计铝液面中心线200mm,这样形成的火焰在铝液面上并反射至另一半,使火焰长度和热气流组织行程在炉膛内最长。具体燃烧器设计布置如图2图3、图4所示。
