工業(yè)爐窯是熱加工生產(chǎn)的主要設備之一，也是能源消耗大戶。多年來，工程技術人員一直在改進爐體結(jié)構、燃燒器、回收煙氣余熱、優(yōu)化加熱工藝、控制技術和管理及采用新型保溫材料等方面尋求各種節(jié)能措施，以提高爐子的熱效率。從爐窯的熱平衡分析可以得知：高溫煙氣帶走的熱量占各種燃料爐供給總熱量的30—50％。因此，如何利用好這部分熱量是工業(yè)爐節(jié)能降耗的關鍵技術之一。

依據(jù)煙氣余熱開發(fā)利用的程度，工業(yè)爐窯節(jié)能技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段：即煙氣余熱不利用階段、采用換熱器回收煙氣余熱階段、采用傳統(tǒng)蓄熱室回收煙氣余熱階段和采用高溫空氣燃燒技術回收煙氣余熱階段等。

從20世紀六七十年代開始，采用集中式的余熱回收方式進行煙氣余熱回收。即將工業(yè)爐產(chǎn)生的煙氣引入集中煙道，利用煙氣余熱來預熱空氣或煤氣，將一部分熱量帶回爐膛。該技術與煙氣預熱不回收相比大大提高了爐子的熱效率，一般而言，預熱空氣溫度每提高1000C，可使理論燃燒溫度提高50。C左右，節(jié)能3％。5％。該技術主要采用換熱器來進行煙氣余熱的回收，由于受到換熱器的材質(zhì)、抗熱抗蝕能力和系統(tǒng)漏損等的限制，空氣預熱溫度一般不會超過600℃，因而不可能進行充分的煙氣余熱回收舊，爐子的熱效率一般在50％以下。

蓄熱式煙氣余熱回收技術起源于19世紀，當時采用的蓄熱室是用異型耐火磚砌成的磚格子，爐內(nèi)排出的廢氣先自上而下通過時將磚子磚加熱，經(jīng)過一段時間后，利用換向設備關閉廢氣通道，使冷空氣(或煤氣)由相反的方向自下而上通過格子磚，格子磚把積蓄的熱量傳給冷空氣(或煤氣)，從而達到預熱的目的。一個爐子至少應有一對蓄熱室同時工作，一個在加熱，另一個在冷卻，如果空氣和煤氣都進行預熱，則必須有兩對蓄熱室。采用該技術雖然可以進行較大限度地回收煙氣余熱，達到節(jié)能降耗的目的，但由于采用磚格子作蓄熱體，單位體積的傳熱面積小，體積龐大，綜合傳熱系數(shù)低，換向時間長，單位時間蓄熱體的利用率低，預熱溫度波動較大，投資高。所有這些造成了該技術停滯不前的局面，目前只有少數(shù)蓄熱式均熱爐、大型鍛造爐和個別敞焰無氧化爐上在應用。

進入20世紀80年代，英國的HotWork Develop—ment公司和英國燃氣公司(British Gas)聯(lián)合開發(fā)了一種再生燃燒器(高速切換型燃燒器)，用于小型玻璃熔化爐中，節(jié)能效果十分顯著。其后，這種燃燒器被廣泛應用于英國和美國的鋼鐵和鋁工業(yè)中?？?/span>使燃燒空氣預熱溫度在實際工業(yè)生產(chǎn)條件下，由600℃增加到1000℃以上，這是當時工業(yè)爐窯余熱回收領域的一項重大技術進步，其它國家也相繼開發(fā)和采用這項技術，應用對象涉及玻璃熔化、鋁熔化、鋼坯加熱、垃圾焚燒等各種工業(yè)爐窯。這種早期開發(fā)的高溫空氣條件下的燃燒技術一般被稱之為“第一代再生燃燒技術。

這種早期開發(fā)的高溫空氣燃燒技術雖然大大提高了余熱利用率，但也帶來了諸如：預熱風溫比爐溫低200℃左右，仍不能實現(xiàn)所謂的“極限余熱回收”；局部高溫使高溫預熱空氣燃燒下產(chǎn)生大量Nox氣體，NOx是形成酸雨的主要原因，對人體和植物有很大危害等問題。

真正意義上的“高溫空氣燃燒技術”是在進入20世紀90年代以后，在原有的高效節(jié)能技術的基礎上，通過實現(xiàn)低NOx排放而發(fā)展起來的，即將節(jié)能和環(huán)保結(jié)合起來。該技術的核心是快速切換型蓄熱式高溫空氣燃燒技術。日本NKK公司和日本工業(yè)爐公司于1985年就開始進行了該技術的基礎研發(fā)，合作研制以壓力損失小，比表面積大的蜂窩體為蓄熱材料，并提出了降低空氣含氧量后進行燃料燃燒的新概念，于90年代初開發(fā)出同時實現(xiàn)極限余熱回收和低NOx燃燒的蓄熱式燒嘴，并因此提出了與傳統(tǒng)燃燒方式機理完全不同的高溫低氧燃燒技術，從而開創(chuàng)了針對燃用清潔或較清潔的氣體和液體燃料的工業(yè)爐窯和工業(yè)鍋爐開發(fā)應用高溫空氣燃燒技術的新時代。使用這種蓄熱式燒嘴的燃燒技術被稱之為“第二代再生燃燒技術”。日本一些大鋼鐵公司將該技術應用在大型軋鋼加熱爐上，普遍收到了節(jié)能30％，產(chǎn)量提高20％以上的效果。

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