淺談降低預焙陽極焙燒爐天然氣消耗的有效措施

仲桂英

(中國鋁業(yè)股份有限公司青海分公司,青海 西寧 810108)

1 如何降低運行中陽極焙燒爐的天然氣消耗量

為了提高經濟利益，需要從陽極烘焙的主要消耗能源入手。在陽極焙燒運行中，密封的性能是整個系統(tǒng)的決定性因素，天然氣的消耗數(shù)量和產品質量都會受到影響，密封性不強會導致冷空氣進去，進而影響整個系統(tǒng)，焙燒爐的表面最容易進入冷空氣，所以表面的密封程度尤為重要。首先應該改進烘焙爐的表面密封性能，爭取盡最大能力減少冷空氣對陽極烘焙系統(tǒng)的影響[1]。傳統(tǒng)焙燒爐的密封程度不夠，通過對焙燒爐的面蓋板和噴火龍的結構進行詳細解剖，如果大量冷空氣進入，不光對產品質量有直接影響，還會對整個焙燒內的溫度梯造成重大事故影響，進而增加天然氣的消耗量。另外，除了焙燒爐的表面密封性影響大，火道的密封性也有不小作用[2]。如果火道的密封性不高，各個企業(yè)一般都采用塑料膜的方式密封火道，但是塑料膜高溫下容易被融化，所以由于火道的密封性達不到要求，天然氣的消耗量也得不到有效控制。

通過上圖對焙燒爐的結構圖的詳細了解，根據(jù)實際情況和冷空氣的進入程度進行相對應的改造，將焙燒爐的傳統(tǒng)天圓結構優(yōu)化為錐形結構，目的是為了緩解高溫造成的裂紋。另外還把原先的焙燒爐面蓋板的單層密封改為雙層密封，有利于加強密封程度，密封性高直接減少天然氣的消耗。在火孔處（如下圖）極度增加密封程度，無形減少天然氣泄漏的可能性，在焙燒爐的使用時間方面也明顯優(yōu)化。各個公司通過各種使用各種材料對密封程度和泄漏情況進行比較，將塑料膜替換，因為耐火阻燃布的密封程度比塑料膜更加實用，不管是密封性能方面還是天然氣泄露方面都有很好的作用，并且耐火阻燃布也不會出現(xiàn)高溫融化的情況。于是采用耐火阻燃布對整個焙燒爐面和噴火孔進行覆蓋，加強密封程度，減少天然氣的泄露浪費。

2 從陽極焙燒的運行模式方面優(yōu)化

傳統(tǒng)的方式下的陽極焙燒爐包括的預熱爐和加熱爐并不完善，在高溫熱的處理方面也有待提高，總體來說就是技術不夠成熟，跟不上實際情況的發(fā)展速度。所以決預熱時間和產品質量都是需要提高的方面，在傳統(tǒng)模式運行下，陽極焙燒爐不能保證它的運行安全性，在有害氣體的排放下直接危害人體健康。

圖1 六室焙燒運行示意圖

為了符合實際發(fā)展情況，提高經濟利益和產品質量，專業(yè)人員在經過多次試驗后發(fā)現(xiàn)，將傳統(tǒng)焙燒的“六室運行”方式改為“七室運行”的焙燒方式，經過改良后“七室運行”與之前的焙燒方式相比，在密封程度上有明顯提高，減少冷空氣進入進而降低散熱程度，在使用時間上也有所提高，能夠充分利用焙燒爐中燃燒后余溫提高火道溫度，一定程度上對燃燒效果有積極意義。

3 優(yōu)化天然氣燃燒的壓力和噴嘴結構

陽極焙燒爐的運行過程中，為了平穩(wěn)運行保證安全性，需要吧噴氣壓力控制在合理范圍之內，經過試驗和研究，有樣的數(shù)據(jù)要求不能有絲毫差錯，否則增加安全隱患影響人身安全。

第一種情況下，如果天然氣的噴氣壓力比科學規(guī)定的噴氣壓力高，直接嚴重提高整個火道溫度，超出火道的溫度承受范圍，在天然氣不能有效燃燒的情況下還浪費能源，不利于合理利用能源。第二種情況，如果天然氣的噴氣壓力過低，導致整個火道溫度分散，有的地方偏低有的地方偏高，溫差明顯不利于溫度平衡。要想保證焙燒爐的正常運行，必須對火道的不同部位進行不同的噴氣壓力試驗，最終確定最合適的噴氣壓力。保證產品最佳質量還有一個方面需要改進，就是天然氣的噴嘴部位，之前的噴嘴直徑不能滿足產品的質量要求和能源減少消耗量的需求，于是將天然氣噴嘴與氧氣孔相結合，充分利用氧氣的原理，在燃燒效果和產品質量上達到最終要求。

4 操作人員規(guī)范調溫操作

溫度是決定整個焙燒系統(tǒng)的關鍵部分。在操作人員的調溫手法沒有經過統(tǒng)一訓練的情況下，不能在嚴格的規(guī)范下進行調溫，更不能發(fā)現(xiàn)焙燒運行中發(fā)生的問題和解決問題。由于調溫手法的失誤會影響天然氣的消耗量，溫度不平衡會使影響火道的整體溫度，天然氣的燃燒熱量沒有發(fā)揮出來，進而增加天然氣的消耗量，市場上會根據(jù)天然氣的消耗數(shù)量相對應的提高價格，企業(yè)的生產成本不受控制的增加。為了解決這一系列的惡性循環(huán)，企業(yè)應該邀請一些專業(yè)的調溫操作人員對本企業(yè)的調溫人員進行專業(yè)培訓，對調溫手法和調溫行為規(guī)范進行深度講解，提高調溫人員的專業(yè)素質，并且對焙燒系統(tǒng)的各個部位在一定的時間段進行巡邏檢查，消除安全隱患。

5 改良后的整體優(yōu)化

經過專業(yè)人員的試驗對陽極焙燒爐各方面的優(yōu)化，在密封性和火道調溫變化等硬件方面和認為操作方面的雙向優(yōu)化，逐漸減少天然氣的能源消耗量，降低企業(yè)生產成本，提高經濟利益。通過2015年和2016年各項數(shù)據(jù)的對比，2016年的經濟利益有顯著提高。

6 結語

在傳統(tǒng)模式落后不能滿足發(fā)展目標的情況下，專業(yè)人員經過多年的探究和優(yōu)化，對整個陽極焙燒系統(tǒng)都實施優(yōu)化和改進，在與以前的數(shù)據(jù)做對比是發(fā)現(xiàn)有很明顯的積極作用，比如：第一，通過日本的密封性方式的基礎上自己結合實際發(fā)展情況改進密封性，通過用耐火阻燃布代替塑料膜增強了密封效果；第二，在火道的調溫方面實現(xiàn)平衡溫度，使天然氣資源有效利用，減少不合理的浪費，在預熱能力上也有明顯提高；第三，用專業(yè)人員通過試驗研究出來的“七室運行模式”代替?zhèn)鹘y(tǒng)落后的“六室運行模式”，彌補六室運行模式中不能達到的效果，提高整體的預熱溫度，保證溫度平衡，不增加天然氣的消耗量。另外還增添了一項新技術，用紅外線可以一眼發(fā)展溫度的變化，再結合多次的實驗結果最終找到最合理的天然氣噴氣壓力，在增加氧氣孔的情況下找到最合理的噴嘴直徑，為陽極焙燒系統(tǒng)的優(yōu)質燃燒奠定了基礎。