哈尔滨第一机械集团有限公司三台锻造加热炉节能改造项目

如需了解更多节能方案和节能改造服务，请咨询低碳网专业专家团队。

一、案例名称

哈尔滨第一机械集团有限公司三台锻造加热炉节能改造项目

二、案例业主

哈尔滨第一机器制造集团有限公司是兵器工业集团公司所属国有独资工业企业，资产总额116636万元，主厂区占地面积64.14万平方米，建筑面积17.3万平方米。现有员工2830人，生产设备1237台，其中各类加热、热处理工业炉窑50余台，是企业生产主要高耗能设备。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

(1)蓄热燃烧技术原理。

蓄热式烧嘴一般成对工作，其中一个烧嘴处于燃烧状态，而另一个烧嘴处于排烟状态，一般经过40~90秒时间(蜂窝体)，换向阀将两个烧嘴的工作状态自动交换。烧嘴在排烟状态时，炉内高温烟气通过烧嘴砖进入蓄热体，将烟气中的热量传给蓄热体，烟气温度可由800~1250°C(视炉温而定)降到150°C以下，由引风机排出厂房外。蓄热烧嘴经过自动换向后，转入燃烧状态，由鼓风机送出的空气进入蓄热器，这时的空气由20°C升到800~1150°C(视炉温而定，一般低于炉膛温度100~150°C)后被送入炉膛内与对应高热值燃料边混合边燃烧，就这样循环往复，从而将高温烟气中90%以上的热量由空气重新带入炉内参加燃烧，从而达到高效节能的目的。

(2)适用领域。

国内蓄热式燃烧技术发展速度很快，近十年来，随着蓄热材料的突破，同时配合燃烧高速切换控制技术的提高，该技术已泛应用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门中的各种工业火焰炉。

2.节能改造具体内容

该项目对哈尔滨第一机械集团有限公司3台锻造加热炉进行蓄热式燃烧节能改造改造内容包括1台1T模锻锤单室加热炉、1台5T模锻锤双室加热炉、1台750kg模锻锤单室加热炉。

具体改造内容如下:

蓄热式工业炉由炉体钢结构及炉衬、炉门及升降机构、空/煤气管道系统、蓄热式燃烧及控制系统组成。

(1)炉体钢结构及炉衬。

炉体钢结构为型钢和钢板焊接组成，炉墙钢板采用分离式拼装并与型钢框架间断焊接，避免钢板受热后发生整体变形，

耐火炉衬高温层采用超低水泥浇注料保温层采用高强度轻质漂珠保温砖砌筑+耐热纤维板间隔组成，有效地阻隔热量散失。

炉顶采用平顶浇注，锚固砖吊挂于型钢之上,可以吸收炉顶受热后向上的膨胀变形在炉体大修，可独立进行维修，

炉墙采用钩挂式的锚固方式。使炉墙浇注料层牢固稳定，有效延长了使用寿命。

(2)炉门及升降机构。

炉门材质为ROTSi5，炉门框导板为ZG3Cr24Ni7Si2NRe。炉门升降由电机、减速机驱动。炉门通过安装在两侧的滚轮沿渭道垂直升降，运行准确、平稳。炉门设有升降限位装置，确保操作安全和运行可靠。炉门升降电机、减速机下部有隔热板，将炉门开启时的热量隔开。

(3)空/燃气管道系统。

主要由组合式换向阀、空/燃气管道及阀门、鼓风机、引风机等组成。

天然气总管设置自动安全阀,系统掉电安全阀迅速自动关断。同时天然气总管安全阀与燃气压力安全保护连锁,风机信号连锁。空气总管换向系统采用组合式换向阀，共配有气动快切阀，参与炉子蓄热换向。

炉子配有助燃风机和引风机各一台。根据现场情况，所有风机均放在厂房内。具备排烟超温保护功能，当排烟温度超过250°0时，控制系统发出超温报警，提示操作人员同时停止整个系统运行。

(4)燃烧系统。

该方案无论是单室炉还是双室炉均采用燃烧器炉顶吊挂式安装。蓄热箱采用外置式。蓄热换向采用分散换向，可对每个燃烧器进行独立的控制和调节。每只燃烧器分别配有点火烧嘴进行点火，确保各温度段下燃烧的安全性。室式炉采用蓄热式分层燃烧式直焰烧嘴炉顶安装,炉膛内热气流搅拌充分直接对工件加热，加热速度快，炉温均匀性好。

蓄热式分层燃烧器的火焰组织

(5)控制系统。

温控表采用日本导电SR93表，具有专家PID模糊控制功能，能及时对炉膛温度进行模糊控制。同时它还具有智能学习功能针对不同工况、不同条件可以进行自整定自适应，及时对偏差进行调整。用户在控温仪表上，通过手动改变温度调节器的设定值(SV)，对炉温进行设定。

3.项目实施情况

项目采用合同能源管理方式实施，2013年10开工，2014年3月改造完毕后，烟气温度由改造前600°C降至98°C，锻件平均单耗由410m'/t下降至109 m/t，目前运行使用正常，节能效果显著。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

(1)改造前后系统(设备)用能情况及主要参数。

改造前加热炉用能情况及主要参数。

3台加热炉烟气温度600°C，年处理锻件600吨，平均单耗410Nm/吨，年消耗天然气24.6万Nm’;天然气低位发热量为8400大卡，折标系数1.2kgce/Nm，天然气价格3.8元/Nm'。

改造前年吨钢消耗标煤492kgce/t;

改造前生产成本=410x600x3.8-93.48万元；

改造前加工吨钢生产成本为1558元/t。

②改造后加热炉用能情况及主要参数。

改造后烟气温度平均98°C，年处理锻件仍为600吨，平均单耗109Nm'/t，折130.8kgce/t。

年生产成本=109x600x3.8-24.85万元；

加工吨钢生产成本=414元/t。

(2)节能量计算方法及项目年节能量。

改造后吨钢用气量=测量期所用天然气量-测量期产品吨数;

吨钢节气量=410 m’/t-改造后吨钢用气量

年节能量=吨钢节气量x600吨；

改造后吨钢节约天然气=410-109-301Nm'/t;

年节约天然气量=301x600=18.06万Nm ;

年节约标煤=18.06x12=216.72tce。

2.年节能效益

天然气价格3.8元/Nm’，年节约天然气18.06万Nm';

则年节约天然气费用:18.06x3.8-68.63万元。

五、商业模式

采用节能效益分享型合同能源管理模式，合同期3年，年节能效益为68.63万元年。效益分享期内，节能服务公司分享90%的项目节能效益，用能单位分享10%的项目节能效益。每三个月付一次，直至合同期结束;支付总额为185.31万元;项目(设备）所有权在合同期结束后按1元资产转交用。

六、融资渠道

项目投资额112.5万元，均为节能服务公司自有资金。