劉建筑

摘 要：型殼培燒爐是型殼澆鑄前加熱并去除殘余模臘的加熱設(shè)備。隨著國(guó)家“十三五”規(guī)劃對(duì)制造業(yè)環(huán)保要求的提高，并應(yīng)廠家對(duì)節(jié)能環(huán)保設(shè)備的要求，本文主要以大連某鑄造公司原有爐型在實(shí)際使用過(guò)程中存在的弊端進(jìn)行分析，對(duì)此種爐型的加熱方式、節(jié)能模式進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)改進(jìn)后的實(shí)際效果做出闡述。

關(guān)鍵詞：型殼培燒爐；專(zhuān)用燒嘴；多孔排煙；節(jié)能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.055

1 原有爐型的使用情況及存在問(wèn)題

本文涉及工廠在城市邊緣的郊區(qū)地帶，使用的燃料為自產(chǎn)發(fā)生爐煤氣，煤氣發(fā)生爐較為陳舊，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要存在以下問(wèn)題：

（1）加熱燃料為發(fā)生爐煤氣，廠家自建煤氣發(fā)生爐，且需要較大煤場(chǎng)配合，占地大；

（2）發(fā)生爐煤氣的主要成分為一氧化碳，為《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》中的職業(yè)接觸限值氣體，應(yīng)避免使用；

（3）原有型殼培燒爐為實(shí)爐底形式，型殼的進(jìn)出爐方式均為人工挑料的裝出料方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作環(huán)境惡劣，對(duì)于復(fù)雜型殼，必須謹(jǐn)慎操作，稍有不慎，會(huì)造成型殼的破損，造成經(jīng)濟(jì)損失；

（4）燃燒系統(tǒng)陳舊，采取的是下供熱、后排煙方式，偶爾會(huì)造成型殼上部透熱不夠，且加熱速度慢，空燃比調(diào)節(jié)不合理，空氣過(guò)剩系數(shù)小，煤氣燃燒不充分，型殼內(nèi)的殘留模具臘不能充分燃燒，煙氣灰分大，既造成燃料浪費(fèi)，又污染環(huán)境。

2 改進(jìn)措施

鑒于國(guó)家“十三五”機(jī)械工業(yè)節(jié)能規(guī)劃節(jié)能要求提出的“工業(yè)窯爐運(yùn)行效率現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高5%”要求及生產(chǎn)實(shí)際的需要，我公司技術(shù)人員與生產(chǎn)廠家的相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)型殼培燒爐的燃料種類(lèi)更換、爐體形式改變、燃燒系統(tǒng)升級(jí)及環(huán)保節(jié)能措施等方面進(jìn)行了深入的探討，決定由我公司牽頭，全權(quán)負(fù)責(zé)改進(jìn)生產(chǎn)廠家的型殼培燒爐及配套相關(guān)設(shè)備的工作。

（1）燃料種類(lèi)的更換。天然氣為最清潔能源，但本地天然氣主要供應(yīng)民用，決定使用液化氣作為型殼培燒爐的供熱燃料。經(jīng)當(dāng)?shù)爻墙ň旨鞍脖O(jiān)局批準(zhǔn)，由生產(chǎn)廠家自行出資拆除原有煤氣發(fā)生爐，清除煤場(chǎng)，在原址建立小型液化氣汽化間，以滿(mǎn)足生產(chǎn)用氣需要。

（2）爐型選擇。取消人工挑料的裝出料方式，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化操作環(huán)境，將爐型定為臺(tái)車(chē)式進(jìn)出料方式，加熱排煙布局采用上加熱、下排煙的方式，臺(tái)車(chē)密封形式為纖維密封+曲面密封形式，節(jié)能模式為雙節(jié)能模式，助燃空氣采用的是復(fù)合式金屬換熱器（煙氣-空氣），可將助燃空氣溫度提高至200℃以上，實(shí)現(xiàn)第一步節(jié)能；后接管式換熱器（煙氣-水），換熱器后的水出入口接續(xù)的是中間水箱，水經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)經(jīng)過(guò)管式換換熱器，4小時(shí)便可將2噸水水溫提高至65℃以上。管式換熱器全部采用耐熱鋼制作，走水側(cè)用白鋼采用的是食品級(jí)材質(zhì)，夏秋兩季用于員工淋浴，冬春兩季用于辦公區(qū)域供暖，見(jiàn)下圖（圖1）。

（3）燃燒系統(tǒng)。原有窯爐的燃燒系統(tǒng)陳舊，供熱方式不合理，加之原有燃料使用的是發(fā)生爐煤氣，在燒嘴中經(jīng)常因焦油聚集而堵塞燒嘴，既保證不了供熱能力，也不能供給殘余模具臘燃燒用所需的空氣。新?tīng)t型的燒嘴對(duì)稱(chēng)錯(cuò)布于爐體兩側(cè)，此燒嘴為我公司專(zhuān)為型殼培燒設(shè)計(jì)的專(zhuān)用燒嘴，供風(fēng)為二級(jí)供風(fēng)模式，既保證燒嘴的供熱能力又能保證助燃空氣的過(guò)剩系數(shù)，保證型殼內(nèi)的殘余模具臘的充分燃燒。煙氣效果明顯好于原有爐型煙氣，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)測(cè)評(píng)，煙氣排放合格。

（4）排煙方式。此爐型采用上加熱、下排煙方式，臺(tái)車(chē)面板采用的多孔預(yù)制件，下部是排煙通道，煙氣經(jīng)多孔均勻排出，此種排煙方式保證爐溫的均勻性，保證型殼加熱溫度均勻透熱。

3 使用效果

經(jīng)過(guò)一年多的使用，新?tīng)t型的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得以明顯體現(xiàn)，主要有以下幾個(gè)方面：

（1）采用臺(tái)車(chē)進(jìn)出料方式，爐前操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減輕，且臺(tái)車(chē)采用慢速平穩(wěn)運(yùn)行，型殼破損率明顯減少，節(jié)約用料成本；助燃空氣預(yù)熱溫度每提高100℃，燃料節(jié)約率約為5%，并經(jīng)管式換熱器對(duì)煙氣余熱進(jìn)行二度回收，綜合節(jié)能約為13%左右，但因本爐自動(dòng)化程度很高，用電設(shè)備較多，用電功率約占綜合節(jié)能的5%左右，故實(shí)際綜合節(jié)能在8%左右，達(dá)到國(guó)家“十三五”規(guī)劃中目標(biāo)要求；

（2）經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)核算，生產(chǎn)能力相同時(shí)，使用發(fā)生爐煤氣加熱時(shí)，實(shí)際耗煤量約為：300kg/h，煤的綜合價(jià)格（含運(yùn)費(fèi)人工等）約為1.20元/kg，則耗費(fèi)為：360元/h；使用液化氣做為燃料時(shí)，流量計(jì)統(tǒng)計(jì)消耗為：40m3/h，液化氣平均價(jià)格約為：7.50元/m3，耗費(fèi)為：300元/h；燃料成本節(jié)省為：60元/h。按每天工作8小時(shí)計(jì)算，年工作天數(shù)約為250天，燃料成本節(jié)約為：12.0萬(wàn)元/年。

（3）二級(jí)管式換熱器的熱水夏秋兩季用于員工洗澡，冬春兩季用于辦公區(qū)域供暖。員工洗澡用水量約為2.5噸/天，原有洗澡用供熱水設(shè)備是電加熱器，耗電費(fèi)用約為：43元/噸，用電費(fèi)用為：107元/天，按夏秋兩季工作天數(shù)146天計(jì)算，耗電費(fèi)用為：1.56萬(wàn)元，使用管式換熱器利用煙氣余熱循環(huán)加熱熱水供給員工洗澡用熱水時(shí)，此部分費(fèi)用全部節(jié)省。冬春兩季用于辦公區(qū)域供暖，辦公區(qū)域分上下兩層，總體建筑面積約為600m2，按照大連市區(qū)非住宅區(qū)域的采暖費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（31元/m2），合計(jì)采暖費(fèi)用為：1.86萬(wàn)元，此部分費(fèi)用也全部節(jié)省。

綜上所述，使用新型殼培燒爐及配套系統(tǒng)，實(shí)際節(jié)約投入約為：15.42萬(wàn)元/年，效果非常顯著。

4 總結(jié)

鑄造行業(yè)是機(jī)械制造工業(yè)的重要基礎(chǔ)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占著相當(dāng)重要的位置。與之配套的型殼加熱設(shè)備起著舉足輕重的作用，既要保證型殼加熱溫度的均勻性，也要滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求，做好節(jié)能措施。我公司作為型殼加熱設(shè)備的供應(yīng)商，在技術(shù)上做好研發(fā)，在經(jīng)驗(yàn)上做好積累，為鑄造行業(yè)的良好發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T51098-2015 城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)劃規(guī)范[S].中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.

[2]王秉銓等.工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè) 第7章 第13章[S].