博比巴茨（上海）機械設(shè)備有限公司

　　摘要: 敘述了蜂窩體蓄熱式燃燒技術(shù)的工作原理，并對其優(yōu)勢進行闡述。針對目前應(yīng)用較廣的18t 熔鋁爐( 以天然氣為燃料) ，建立蜂窩體蓄熱室的設(shè)計模型，推導(dǎo)出相應(yīng)的計算公式。通過工程實例證實模型和公式的正確性，為蜂窩體熔鋁爐的設(shè)計與研究提供理論基礎(chǔ)。

　　引言

　　熔鋁爐是鋁加工過程的主要熔煉設(shè)備，其作用是熔化鋁料，使其質(zhì)量均勻并達到一定化學(xué)成分要求，為鑄造及其他加工過程提供合格的鋁液。

　　熔鋁爐的能耗約占鋁加工廠總能耗的 40% 以上。

　　因此，提高熔鋁爐的燃燒技術(shù)水平對降低鋁加工能耗、提高企業(yè)經(jīng)濟效益及實現(xiàn)國家的節(jié)能減排戰(zhàn)略均具有重大意義。

　　目前，熔鋁爐基本都采用陶瓷球蓄熱式燃燒系統(tǒng)，雖然節(jié)能效果良好，但是體積大、效率低，還有繼續(xù)優(yōu)化的必要。

　　蜂窩體是近年來被廣為采用的蓄熱材料，蜂窩狀蓄熱體多采用堇青石質(zhì)或莫來石質(zhì)做原料。

　　目前廣泛使用的蜂窩蓄熱體的尺寸多為 150mm ×150mm ，蜂窩單元間距為 1 ～ 3mm ，壁 厚 0. 5 ～1. 0mm ，比表面積大 ( 為小球的 2 ～ 4倍) ，蓄熱放熱快，有效流通面積大( 球的 2 倍) ，阻力損失小( 球的 1 /2) ，是遠優(yōu)于蓄熱球的新型蓄熱材料。

　目前，蜂窩體作為蓄熱材料用于天然氣熔鋁爐還鮮見報道。

　　建立了蜂窩體蓄熱室流動與換熱過程的三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，運用計算流體力學(xué)軟件( CFD) 對陶瓷蜂窩體的工作過程進行了數(shù)值模擬，得到了加熱期末尾時刻與冷卻期末尾時刻蜂窩體內(nèi)氣體的速度、溫度、密度和壓力分布及一個換向周期內(nèi)氣體出口溫度、蜂窩體縱向溫度和氣體縱向溫度的瞬時變化關(guān)系。

　　但是計算方法非常復(fù)雜，難以被工程設(shè)計人員采用。因此，本文致力于首先建立適用于熔鋁爐的蜂窩體蓄熱室模型，然后給出簡潔的經(jīng)驗計算公式，以便為工程設(shè)計人員提供理論指導(dǎo)。

　　3 結(jié)論

　　1) 蜂窩體蓄熱式燃燒技術(shù)在 18t 天然氣熔鋁爐上的改造是非常成功的。

　　2) 可節(jié)省 8% 的天然氣燃料，按年產(chǎn)鋁 15000t計算，每年可節(jié)省天然氣費用 33 萬元。

　　3) 該技術(shù)投入資金回收期短，值得在同行業(yè)中大力推廣。