蓄熱式
燃氣加熱爐燒嘴成對布置，相對的兩個燒嘴為一組(A、B燒嘴)。從鼓風機出來的常溫空氣由換向閥切換進蓄熱式燒嘴A后，在流過蓄熱式燒嘴A陶瓷小球蓄熱體時被加熱，常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般為爐膛溫度的80％~90％）。被加熱后的高溫空氣進入爐膛后，卷吸周圍爐內(nèi)的煙氣形成一股含氧量大大低于21％的稀薄貧氧高溫氣流，貧氧高溫空氣與注入的燃料混合，實現(xiàn)燃料在貧氧狀態(tài)下燃燒；與此同時，爐膛內(nèi)的熱煙氣經(jīng)過蓄熱式燒嘴B排出，高溫熱煙氣通過蓄熱式燒嘴B時將顯熱儲存在蓄熱式燒嘴B內(nèi)的蓄熱體內(nèi)，然后以低于150℃的低溫煙氣經(jīng)過換向閥排出。當蓄熱體儲存的熱量達到飽和時進行換向，蓄熱式燒嘴A和B變換燃燒和蓄熱工作狀態(tài)，如此周而復始，從而達到節(jié)能和降低NOX排放量等目的。
蓄熱式燃燒技術(shù)改變了傳統(tǒng)的燃燒方式，主要表現(xiàn)為燃料與空氣以適當速度從不同的噴嘴通道進入爐內(nèi)，并卷吸爐內(nèi)的燃燒產(chǎn)物，空氣中的O2含量被稀釋，燃料在爐膛中高溫（1 000℃以上）低氧濃度場（5%～6.5%）工況下燃燒，此種燃燒方式帶來了許多優(yōu)點：
?。?）節(jié)能效果顯著，比傳統(tǒng)熔化爐平均節(jié)能25%以上
由于蓄熱體“極限回收”了煙氣中大部分的余熱，并由參與燃燒的介質(zhì)帶回爐內(nèi)，大大降低了爐子的熱支出，所以采用蓄熱式燃燒技術(shù)的爐子比傳統(tǒng)熔化爐節(jié)能。
?。?）消除了局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻
燃料在高溫低氧濃度工況下燃燒，在爐內(nèi)形成沒有明顯火焰的彌漫燃燒，消除了火焰產(chǎn)生的局部高溫區(qū)，火焰邊界幾乎擴大到整個爐膛，使爐溫更加均勻。蓄熱式燒嘴工作狀態(tài)頻繁交換，使燃燒熱點的位置及爐氣流動方向頻繁改變，強化了爐氣對流，減小爐內(nèi)死角，也使爐溫更加均勻。
?。?）提高加熱質(zhì)量
均勻的爐溫使鋁錠加熱更均勻，降低了局部高溫以及富氧環(huán)境對鋁液的揮發(fā)和氧化作用。?
?。?）延長爐子耐火材料使用壽命
爐溫均勻和消除局部高溫區(qū)使耐火材料受熱均勻，并保證耐火材料始終工作在合理的使用溫度范圍內(nèi)。
（5）減少溫室效應氣體CO2排放量及NOX生量
燃料節(jié)省25%，相應的CO2排放量也減少25%。由于局部高溫區(qū)的消除，**的降低了NOX的生成量。
四、蓄熱體材料
蓄熱體是蓄熱式燃燒技術(shù)關(guān)鍵部分，它要求蓄熱體具有蓄熱量大、換熱速度好、高溫強度好、阻力損失小、抗氧化抗渣性強，而且經(jīng)濟耐用。
陶瓷球的原理就是在蓄熱室內(nèi)填沖直徑相同的許多陶瓷實心球，堆積呈固定床，球徑一般在15-25mm之間。
陶瓷球蓄熱體比表面積240m2/m3,眾多的小球?qū)饬鞣指畛珊苄×鞴?，氣流在蓄熱體中流過時，形成強烈紊流，**地沖破了蓄熱體表面的附面層，又由于球徑很小，傳熱半徑小，熱阻小，密度高，導熱性強，加之換向系統(tǒng)設(shè)計獨特，故可實現(xiàn)頻繁且快速的換向，固此，蓄熱體可利用30次/H，高溫煙氣流經(jīng)蓄熱體床層后便可將煙氣降至150℃排放。常溫空氣流徑蓄熱體在相同路徑內(nèi)即可預熱至反比煙氣溫度低50℃，溫度效率高達95%以上。另外，因為蓄熱體體積十分小巧，加之小球床的流通能力強，即使積灰的阻力增加也不影響換熱指標，陶瓷小球的更換，清洗非常方便，并可重復利用。
蓄熱體材質(zhì) 陶瓷材料
形狀 球形
蓄熱體體積 3m3
換向時間 120秒
空氣預熱溫度 1000℃
高溫煙氣溫度 1050℃
排煙溫度 ≤150℃
材料比表面積（m2/m3） 240
球徑 25mm
熱回收率 約70%-80%
五、應用案例
下面以燃油、燃氣蓄熱式
熔鋁爐為案例，對采用某公司單蓄熱（空氣）技術(shù)及**設(shè)備（換向閥）等應用節(jié)能效果做比較和分析。
1．某鋁廠熔化車間——新建項目
熔化材料：鋁坯及再生鋁材
爐子形式：矩形固定式
爐子容量：30T 爐膛工作溫度：< 1 100℃
鋁液溫度：720℃～830℃ 熔體溫差：≤±5℃
熔化期熔化率：5.2t/h
熔池面積：5.05×4.5=22.7m2
熔池深度：650mm
熔化期噸鋁消耗：≤62 m3/噸鋁
鋁坯入爐溫度：常溫
燃料：天然氣
發(fā)熱值：8 500 kcal/Nm3
排煙溫度：<150℃
蓄熱材料：陶瓷小球
燒嘴型式：含點火及常明式蓄熱式燒嘴
2．改造項目
改造前：為常規(guī)的燒嘴技術(shù)，即采用機械式霧化油槍技術(shù)，熔化率為3.5噸，噸鋁耗油76千克。經(jīng)過改造后的熔化率達到5噸，熔鋁熱耗53千克，平均節(jié)油率30%。
相關(guān)參數(shù)如下：熔化材料：30％鋁及鋁合金錠、廢料＋70％電解鋁液
爐子形式：矩形固定式、一扇組合大爐門、機械扒渣
爐子容量：25T
爐膛工作溫度： < 1 100℃
鋁液溫度：730℃～860℃
熔化期熔化率：5t/h
熔池面積：5×4=20 m2
熔化期噸鋁消耗：～53公斤/噸鋁
熔料入爐溫度：常溫
燃料：0＃輕柴油
發(fā)熱值：10 200 kcal/kg
排煙溫度：<150℃
總論:
從熱平衡角度來說，采用蓄熱式換熱技術(shù)的熔化爐燃料節(jié)約率與爐子砌體的蓄熱量、爐體的表面散熱損失有關(guān)。因為燒嘴是通過煙氣回收余熱的，爐體的蓄熱量減小，表面散熱損失越少，則排煙余熱量越大，燃料節(jié)約率就越高。
同時，由于
熔鋁爐間歇性工作特點，在不同工作狀態(tài)時爐溫、蓄熱體中空氣流速、煙氣出口溫度有較大波動。這樣燒嘴換向時間也應隨工作狀態(tài)變化而變化，優(yōu)化蓄熱體的利用率，使余熱回收達到更好的效果。
由于空氣通過蓄熱體后溫度升高，帶進爐內(nèi)大量顯熱，使得燃料的理論燃燒溫度顯著提高。在采用相同的爐型和燃料時，蓄熱爐比常規(guī)爐有更高的綜合加熱溫度和更快的加熱速度。
采用蓄熱式換熱技術(shù)，帶來的直接經(jīng)濟效益主要是節(jié)省燃料。由于消除局部高溫區(qū)，爐溫分布均勻，使耐火材料使用壽命延長，同時提高了加熱質(zhì)量，減少了氧化燒損。由這些因素帶來的經(jīng)濟效益也是相當可觀的。
從環(huán)境保護角度來說，燃料節(jié)省25%，煙氣中CO2等溫室氣體總量也相應減少了25%。同時由于燃料在高溫空氣貧氧環(huán)境下，降低了NOX的產(chǎn)生?？傊?，蓄熱技術(shù)應用到熔鋁爐上，起到了很好的節(jié)能效果；也降低了CO2和NOX的排放，減輕環(huán)境污染。同時，蓄熱技術(shù)還有待進一步研究，達到更好的節(jié)能、環(huán)保效果。
