哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)有限公司三臺鍛造加熱爐節(jié)能改造項目

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一、案例名稱

哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)有限公司三臺鍛造加熱爐節(jié)能改造項目

二、案例業(yè)主

哈爾濱第一機(jī)器制造集團(tuán)有限公司是兵器工業(yè)集團(tuán)公司所屬國有獨(dú)資工業(yè)企業(yè)，資產(chǎn)總額116636萬元，主廠區(qū)占地面積64.14萬平方米，建筑面積17.3萬平方米?，F(xiàn)有員工2830人，生產(chǎn)設(shè)備1237臺，其中各類加熱、熱處理工業(yè)爐窯50余臺，是企業(yè)生產(chǎn)主要高耗能設(shè)備。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

(1)蓄熱燃燒技術(shù)原理。

蓄熱式燒嘴一般成對工作，其中一個燒嘴處于燃燒狀態(tài)，而另一個燒嘴處于排煙狀態(tài)，一般經(jīng)過40~90秒時間(蜂窩體)，換向閥將兩個燒嘴的工作狀態(tài)自動交換。燒嘴在排煙狀態(tài)時，爐內(nèi)高溫?zé)煔馔ㄟ^燒嘴磚進(jìn)入蓄熱體，將煙氣中的熱量傳給蓄熱體，煙氣溫度可由800~1250°C(視爐溫而定)降到150°C以下，由引風(fēng)機(jī)排出廠房外。蓄熱燒嘴經(jīng)過自動換向后，轉(zhuǎn)入燃燒狀態(tài)，由鼓風(fēng)機(jī)送出的空氣進(jìn)入蓄熱器，這時的空氣由20°C升到800~1150°C(視爐溫而定，一般低于爐膛溫度100~150°C)后被送入爐膛內(nèi)與對應(yīng)高熱值燃料邊混合邊燃燒，就這樣循環(huán)往復(fù)，從而將高溫?zé)煔庵?0%以上的熱量由空氣重新帶入爐內(nèi)參加燃燒，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的。

(2)適用領(lǐng)域。

國內(nèi)蓄熱式燃燒技術(shù)發(fā)展速度很快，近十年來，隨著蓄熱材料的突破，同時配合燃燒高速切換控制技術(shù)的提高，該技術(shù)已泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、機(jī)械、建材等工業(yè)部門中的各種工業(yè)火焰爐。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

該項目對哈爾濱第一機(jī)械集團(tuán)有限公司3臺鍛造加熱爐進(jìn)行蓄熱式燃燒節(jié)能改造改造內(nèi)容包括1臺1T模鍛錘單室加熱爐、1臺5T模鍛錘雙室加熱爐、1臺750kg模鍛錘單室加熱爐。

具體改造內(nèi)容如下:

蓄熱式工業(yè)爐由爐體鋼結(jié)構(gòu)及爐襯、爐門及升降機(jī)構(gòu)、空/煤氣管道系統(tǒng)、蓄熱式燃燒及控制系統(tǒng)組成。

(1)爐體鋼結(jié)構(gòu)及爐襯。

爐體鋼結(jié)構(gòu)為型鋼和鋼板焊接組成，爐墻鋼板采用分離式拼裝并與型鋼框架間斷焊接，避免鋼板受熱后發(fā)生整體變形，

耐火爐襯高溫層采用超低水泥澆注料保溫層采用高強(qiáng)度輕質(zhì)漂珠保溫磚砌筑+耐熱纖維板間隔組成，有效地阻隔熱量散失。

爐頂采用平頂澆注，錨固磚吊掛于型鋼之上,可以吸收爐頂受熱后向上的膨脹變形在爐體大修，可獨(dú)立進(jìn)行維修，

爐墻采用鉤掛式的錨固方式。使?fàn)t墻澆注料層牢固穩(wěn)定，有效延長了使用壽命。

(2)爐門及升降機(jī)構(gòu)。

爐門材質(zhì)為ROTSi5，爐門框?qū)О鍨閆G3Cr24Ni7Si2NRe。爐門升降由電機(jī)、減速機(jī)驅(qū)動。爐門通過安裝在兩側(cè)的滾輪沿渭道垂直升降，運(yùn)行準(zhǔn)確、平穩(wěn)。爐門設(shè)有升降限位裝置，確保操作安全和運(yùn)行可靠。爐門升降電機(jī)、減速機(jī)下部有隔熱板，將爐門開啟時的熱量隔開。

(3)空/燃?xì)夤艿老到y(tǒng)。

主要由組合式換向閥、空/燃?xì)夤艿兰伴y門、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等組成。

天然氣總管設(shè)置自動安全閥,系統(tǒng)掉電安全閥迅速自動關(guān)斷。同時天然氣總管安全閥與燃?xì)鈮毫Π踩Ｗo(hù)連鎖,風(fēng)機(jī)信號連鎖。空氣總管換向系統(tǒng)采用組合式換向閥，共配有氣動快切閥，參與爐子蓄熱換向。

爐子配有助燃風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)各一臺。根據(jù)現(xiàn)場情況，所有風(fēng)機(jī)均放在廠房內(nèi)。具備排煙超溫保護(hù)功能，當(dāng)排煙溫度超過250°0時，控制系統(tǒng)發(fā)出超溫報警，提示操作人員同時停止整個系統(tǒng)運(yùn)行。

(4)燃燒系統(tǒng)。

該方案無論是單室爐還是雙室爐均采用燃燒器爐頂?shù)鯍焓桨惭b。蓄熱箱采用外置式。蓄熱換向采用分散換向，可對每個燃燒器進(jìn)行獨(dú)立的控制和調(diào)節(jié)。每只燃燒器分別配有點火燒嘴進(jìn)行點火，確保各溫度段下燃燒的安全性。室式爐采用蓄熱式分層燃燒式直焰燒嘴爐頂安裝,爐膛內(nèi)熱氣流攪拌充分直接對工件加熱，加熱速度快，爐溫均勻性好。

蓄熱式分層燃燒器的火焰組織

(5)控制系統(tǒng)。

溫控表采用日本導(dǎo)電SR93表，具有專家PID模糊控制功能，能及時對爐膛溫度進(jìn)行模糊控制。同時它還具有智能學(xué)習(xí)功能針對不同工況、不同條件可以進(jìn)行自整定自適應(yīng)，及時對偏差進(jìn)行調(diào)整。用戶在控溫儀表上，通過手動改變溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)定值(SV)，對爐溫進(jìn)行設(shè)定。

3.項目實施情況

項目采用合同能源管理方式實施，2013年10開工，2014年3月改造完畢后，煙氣溫度由改造前600°C降至98°C，鍛件平均單耗由410m'/t下降至109 m/t，目前運(yùn)行使用正常，節(jié)能效果顯著。

四、項目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

(1)改造前后系統(tǒng)(設(shè)備)用能情況及主要參數(shù)。

改造前加熱爐用能情況及主要參數(shù)。

3臺加熱爐煙氣溫度600°C，年處理鍛件600噸，平均單耗410Nm/噸，年消耗天然氣24.6萬Nm’;天然氣低位發(fā)熱量為8400大卡，折標(biāo)系數(shù)1.2kgce/Nm，天然氣價格3.8元/Nm'。

改造前年噸鋼消耗標(biāo)煤492kgce/t;

改造前生產(chǎn)成本=410x600x3.8-93.48萬元；

改造前加工噸鋼生產(chǎn)成本為1558元/t。

②改造后加熱爐用能情況及主要參數(shù)。

改造后煙氣溫度平均98°C，年處理鍛件仍為600噸，平均單耗109Nm'/t，折130.8kgce/t。

年生產(chǎn)成本=109x600x3.8-24.85萬元；

加工噸鋼生產(chǎn)成本=414元/t。

(2)節(jié)能量計算方法及項目年節(jié)能量。

改造后噸鋼用氣量=測量期所用天然氣量-測量期產(chǎn)品噸數(shù);

噸鋼節(jié)氣量=410 m’/t-改造后噸鋼用氣量

年節(jié)能量=噸鋼節(jié)氣量x600噸；

改造后噸鋼節(jié)約天然氣=410-109-301Nm'/t;

年節(jié)約天然氣量=301x600=18.06萬Nm ;

年節(jié)約標(biāo)煤=18.06x12=216.72tce。

2.年節(jié)能效益

天然氣價格3.8元/Nm’，年節(jié)約天然氣18.06萬Nm';

則年節(jié)約天然氣費(fèi)用:18.06x3.8-68.63萬元。

五、商業(yè)模式

采用節(jié)能效益分享型合同能源管理模式，合同期3年，年節(jié)能效益為68.63萬元年。效益分享期內(nèi)，節(jié)能服務(wù)公司分享90%的項目節(jié)能效益，用能單位分享10%的項目節(jié)能效益。每三個月付一次，直至合同期結(jié)束;支付總額為185.31萬元;項目(設(shè)備）所有權(quán)在合同期結(jié)束后按1元資產(chǎn)轉(zhuǎn)交用。

六、融資渠道

項目投資額112.5萬元，均為節(jié)能服務(wù)公司自有資金。