摘 要 对某企业技改后的一台燃用重质渣油的铝合金熔炼炉进行了能耗测试，结果表明:现有燃烧条件下能源利用率为 42. 17% ，吨铝的重油能耗为 68. 7kg，折合为标煤为 83kgce，吨铝的单位能耗较技改前下降 13. 6% ，节能效果明显。

　　节能分析可知: 提高烟气余热回收效率和重油燃烧效率是提高其节能水平的关键途径，较后为企业提高熔铝炉节能水平提供几点建议。

　　铝合金熔炼炉是一种将铝原料熔化并加入合金材料进行铸造的加热炉，燃料多以重油为主。近年来由于石油价格的不断上涨，铝合金生产企业的燃料成本压力日益增加而不堪重负，节能降耗已成为企业生产中需要要点关注的工作。

　　某厂建有多台 20t 矩形反射式熔铝炉，为降低燃料成本，企业以相对密度大于 1 的重质渣油为燃料进行雾化燃烧，雾化方式采用机械雾化且不配备烟气余热回收装置，由于采用冷风雾化和助燃，熔铝炉存在严重的冒黑烟现象，同时大量烟气余热被浪费，造成整个系统的能源利用率偏低，厂家统计的熔铝炉单位能耗数据为吨铝燃油消耗量79. 5kg。

　　为提高能源利用效率，减少冒黑烟现象，降低燃料成本和能耗，将一台铝合金熔炼炉重油机械雾化烧嘴改为高压空气雾化烧嘴，并在烟气通道加装了烟气换热器以提高助燃风温度。燃烧系统改进后，基本清理了熔铝炉冒黑烟现象。为进一步了解燃烧系统改造后铝合金熔炼炉的能耗水平和能源利用效率，对此熔铝炉系统进行了能耗测试，对试验结果进行总结，并对现有熔铝炉的节能潜力进行进一步的分析讨论，提出适合企业节能降耗的几点建议，为铝合金熔炼炉和同类型工业加热炉降低能耗、提高能源利用率提供参考。

　　1 节能潜力分析

　　1. 1 烟气余热回收情况

　　从熔铝炉能耗测试数据可知，熔铝炉能源利用率只有 42. 17% ，大部分的热量通过炉体散热、烟气废热的方式而浪费，其中烟气余热回收效率低于 2% ，可见提高烟气余热回收效率是增加能源利用率的主要途径。

　　从现场实际运行情况看，导致烟气余热回收效率低的主要原因是换热器前烟气挡板开度过小。实际运行中厂方为保证炉内温度稳定和维持高温，烟气闸板开度仅为 10% 左右，大量高温烟气不能进入烟气换热器进行高温换热，而是通过炉门口排出，使换热器工作效率下降。

　　后续实际运行中需进行烟气挡板开度与熔铝炉整体热效率和能耗的影响试验，找出熔铝炉高能源利用率的烟气挡板阀门开度数据，以指导以后的熔铝炉现场运行。

　　在烟气余热回收效率得到提升以后，熔铝炉的能耗将进一步下降，其能源利用效率和节能水平将大大增加。

　　1. 2 重质渣油的效率高雾化燃烧

　　提高燃油的燃烧效率是提高熔铝炉节能水平较直接的手段，企业为降低燃料成本，采用相对密度大于 1 的重质渣油为燃料进行燃烧，这对油枪的雾化水平提出了更为严格的要求。

　　重油雾化过程主要是外力 ( 压力、气动力) 与内力 ( 表面张力、粘性力) 相互竞争的过程，当外力作用足以克服液体表面张力和粘滞性时，液体会破碎成小液滴，重质渣油由于具有非常大的粘滞性，因此需要的外力也非常大。

　　高压气体雾化方式比机械雾化方式更合适这种燃料。采用冷风助燃和机械雾化方式的燃烧技术能耗水平高，燃油的燃烧效率也低，导致熔铝炉冒黑烟现象严重; 而采用高压空气雾化方式和烟气余热回收装置的热风旋流助燃技术提高了重质渣油的燃烧效率，从而减少了不完全燃烧和熔铝炉冒黑烟现象，增加了熔铝炉能源利用率。

　　因此企业后续可将重油机械雾化方式进行改造，以进一步提高整厂的节能水平。

　　1. 3

　　燃烧较佳的工况调节重质渣油改进雾化方式以后，其燃烧效率还跟助燃风配比、雾化空气压力、燃油压力等因素密切相关。

　　在燃烧室内保持足够的高温，如果氧气供应充足，则重质渣油很容易被氧化而燃烧完全，即使火焰内局部区域缺氧，也只是生成少量的 CO 和 H2，只要在流出燃烧室之前再与氧气混合，仍然可以燃尽。

　　但如果燃烧室内的空气供应不足，或者燃油、空气混合很不均匀，就会有部分烃类因高温、缺氧而发生热解、裂化，较终析出炭黑，出现燃烧不充分、冒黑烟等现象。

　　因此合理的配风比、较佳的雾化空气压力和燃油压力差值，以及合适的燃油流量是熔铝炉中重质渣油能否效率高燃烧的关键影响因素。

　　采用高压空气雾化油枪后，为保证重质渣油高燃烧效率，需及时调节和进行燃烧工况的优化调整工作。

　　在燃烧器改造后进行了多次的燃烧器调试，摸索重质渣油效率高燃烧的相关工况参数并得到了相关数据，测试中重质渣油高压空气雾化燃烧在较佳工况参数下运行，达到了所期望的效率高燃烧效果，熔铝炉冒黑烟现象大为减少，测试结果也表明熔铝炉单位能耗降低了 13. 6% 。

　　测试得到的较佳工况参数可用于指导同企业其他熔铝炉改造后的优化运行，以提高企业的能源利用率。

　　4 几点建议

　　通过实验测试，得到某厂经过燃烧技术改造的铝熔炼炉能源利用效率为 42. 17% ，铝棒单位能耗下降 13. 6% ，节能效果明显，但系统余热回收效率较低，大量烟气余热被浪费，铝熔炼炉仍存在非常大节能潜力。

　　结合试验中测量的数据和分析结论，对提高企业铝熔炼炉节能水平提出以下参考建议:

　　( 1) 进一步提高烟气余热回收效率，进行烟气挡板开度与熔铝炉整体热效率和能耗的影响试验，找出熔铝炉高能源利用率时的烟气挡板阀门开度数据，降低熔铝炉单位能耗，并指导今后的运行。

　　( 2) 高压空气雾化燃烧更适合现有的熔铝炉重质渣油燃料，可清理冒黑烟现象。

　　建议企业将现有熔铝炉机械雾化燃烧方式技改为高压空气雾化和烟气余热回收装置的热风旋流助燃方式，以进一步提高其节能水平。

　　( 3) 提高重质渣油在熔铝炉上的燃烧效率，进一步摸索重油压力、雾化风压力和助燃风配比等参数，实现重质渣油的较佳燃烧工况，提升熔铝炉能源利用效率。