高效节能特性分析

1“极限”回收烟气余热，预热空气HTAC技术由于采用了先进的蜂窝陶瓷作为蓄热体，因而能够实现常规预热方法不能实现的“极限”预热回收．它能极大地回收高温烟气物理显热，使排烟热损失降低到极低限度．普通空气预热器由于受材质及自身性能等因素的影响，只能把空气预热到600℃左右．而该技术可将空气预热到高温烟气温度的90％左右，如l 300℃的高温烟气，则可将空气预热到1 200℃左右．显然，空气被预热到高温增加了炉内的物理热，具有明显的节能效果．预热空气的燃料节约率计算公式为：

式中：s。为燃料节约率；H为被炉膛利用的单位体积的燃料有效热，Kj/m³；P为单位体积的空气带人的热量，kJ／m3；n为空气过剩系数；Lo为燃料燃烧理论空气需要量，Kj/m³；c。为燃料的比定压热容，Kj/(m³·K)；t_R为燃料的预热温度，℃．现以丙烷作燃料，计算空气预热获得睁燃料节约率．假定烟气人口温度为1200℃，出口温度为200℃，空气被预热到烟气入口温度的90％，即1080℃，空气系数为1.05，丙烷流量为0.Ol一，s，燃料的低发热量Q；为91 276．6 kJ／m'，ce～为1．2kJ，(kg‘K)，。_．【为1．23 k】，(1【g‘K)，。丙烷为1．69tO／(ks·K)，Pw筑为1．987吲岔，P§，为1．290 ks／甜，利用以上公式计算得燃料节约率s，为47．6％．然而，许多工业炉窑的高温烟气温度实际超过了1 200℃，而烟气出口温度也可降低到200℃以下，因此，燃料节约率实际上比计算值还要高．

2低空气过剩系救燃烧

由于HTAC技术“极限”回收了高温烟气余热，使助燃剂温度预热到了燃料着火点温度以上，因而，燃料分子与氧气一接触便能迅速燃烧；而且由于炉内烟气部分回流，燃烧火焰体积成倍增大，燃料与助燃剂在炉内混合均匀，因此，采用该技术，在空气过剩系数接近1．0的情况下也能实现完全燃烧．采用低空气过剩系数燃烧是比较经济的节能方法．在保证完全燃烧的前提下，空气过剩系数越小，节能效果越显著．

修正空气过剩系数的燃料节约率可用下列公式计算：

式中：s．为修正空气比的燃料节约率，％；n，为修正前空气过剩系数；n：为修正后空气过剩系数；T为炉温，K；Q，为单位体积燃料的低位发热量，kJ，m3；q，为理论燃烧时单位体积排烟带走的热量，kJ／m3．假设修正前空气过剩系数为1．2，采用HTAC技术后降低到1．05，其它假定条件同前，则利用公式(3)计算得s．为14．6％．若炉子实际空气系数大于1．2，则其燃料节约率还会更大．

3炉内换热增强带来的节能

采用HTAC技术，炉内气流强制循环流动，炉气混合均匀，对流换热增大，而且燃料在高温低氧气氛中燃烧，火焰体积成倍增大，火焰充满炉膛，炉膛温度分布趋向均匀，温差可减小至30—50℃．由于炉膛平均温度提高，炉气辐射能力也大大增强，因此被加热工件受热均匀，加热速度增快，换热效率提高·，从而提高了产量；此外，由于实际燃料消耗量不变，这就相当于间接节省了燃料．

另一方面，换热效率提高，使炉膛尺寸减小，从而减少了散热面积及炉衬的导热、蓄热损失，相应地提高了燃料的热能利用率，达到了节能的目的．

4综合节能率

HTAC技术既“极限”回收了高温烟气余热，又在很大程度上降低了空气过剩系数，同时改善了炉内换热条件，从而提高了工业炉窑的热能利用效率．回收烟气余热和降低空气过剩系数的综合节能率计算公式为‘“：S=5。+S。(1一S)．经计算可知，S值为55．3％．综合所有节能因素，得出其燃料综合节约率可超过60％．

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