鋁合金集中熔化爐是鋁合金熔化和保溫一體 的專用設(shè)備。公司采購的是 3.0 t/h 集中熔化爐，通 過一臺(tái) 15 kW 的大風(fēng)機(jī)供應(yīng) 3 個(gè)熔化燒嘴及 1 個(gè) 保溫?zé)?，通過歐姆龍 CP1E 系列 PLC 控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)熔化過程的自動(dòng)化控制。公司熔化生產(chǎn)鋁合金 跟隨市場(chǎng)形勢(shì)變化，某一長(zhǎng)段時(shí)期，鋁合金產(chǎn)品需 求下降，達(dá)不到熔爐 3 t/h 熔化率，長(zhǎng)時(shí)間的非連續(xù) 投料生產(chǎn)，造成車間熔爐燃?xì)鈬嶄X消耗一度達(dá)到 120 m3 /t，為此非滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，如何降低能源浪費(fèi) 與空耗，改善迫在眉睫。 

1 熔化爐改善點(diǎn)分析 

總結(jié)熔化爐存在能源消耗的問題，針對(duì)可能存 在能源浪費(fèi)的設(shè)備構(gòu)造和人為原因，分析確認(rèn)得出 可以從三個(gè)方面進(jìn)行改善或改造。

1.1 熔化爐排煙口敞口直排，熱量損失嚴(yán)重 排氣煙道沒有擋板，不管大小火熔化燃燒，很 大一部分熱量直接隨管路排出車間，浪費(fèi)大，熔化 效率低。

1.2 非滿負(fù)荷生產(chǎn)，熔化燒嘴空燒，浪費(fèi)嚴(yán)重 1）投料機(jī)正常投料時(shí)，依照原程序控制系統(tǒng)， 由排煙溫度控制器控制熔化燒嘴進(jìn)行熔化燃燒，但 存在問題是，非滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，手動(dòng)排氣溫度設(shè)置 過低時(shí)無法完成爐內(nèi)鋁料熔化，設(shè)置過高時(shí)空燒現(xiàn) 象明顯，浪費(fèi)極大。 2）每班次都需要定期清理熔化室內(nèi)殘?jiān)鼱t料， 原操作需要手動(dòng)設(shè)置很高的排氣溫度，保持熔化和 液路燒嘴持續(xù)燃燒，一段時(shí)間后，關(guān)閉燒嘴后清理 爐膛，操作不便且存在很多人為的不確定因素。 1.3 大功率風(fēng)機(jī)供應(yīng)鋁水保溫?zé)旌腿刍療?，? 能浪費(fèi)嚴(yán)重 保持室鋁水需要時(shí)刻點(diǎn)火保溫，這樣助燃風(fēng)機(jī) 需要常開，以保證鋁水溫度。設(shè)備配備一臺(tái) 15 kW 的大功率風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)功率和風(fēng)量供應(yīng)熔化和保溫共 計(jì) 4 個(gè)燒嘴，而非滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，很大部分時(shí)間只 需保持燒嘴運(yùn)行，由此而造成燃?xì)饧半娔艿暮艽罄? 費(fèi)。 

2 熔化爐節(jié)能改善過程 

2.1 排煙煙道改造 在排煙煙道部分增加排氣煙道擋板閥 + 蝶閥 馬達(dá)（如圖 1 所示），然后從爐體煙道旁位置連接管路，接通壓力傳感器（如圖 2 所示），規(guī)格 0～100mbar輸出連接至熔爐控制柜內(nèi)壓力控制器裝置（如圖 3所示），調(diào)試中根據(jù)實(shí)際爐腔測(cè)定壓力設(shè)置上下限值驅(qū)動(dòng)蝶閥馬達(dá)，從而控制煙道擋板閥自動(dòng)控制。根據(jù)生產(chǎn)車間熔爐密閉情況，將壓力傳感器采集數(shù)據(jù)輸入壓力控制器，設(shè)置煙道擋板閥開關(guān)壓力值H1 為 250，H2 為 400（比例放大 100 倍，為了更加靈敏的檢測(cè)爐腔壓力變化），盡量保證爐腔內(nèi)熱損失最小。

2.2 熔爐程序方面改善

2.2.1 配合排氣煙道擋板閥爐內(nèi)保溫 熔爐投料生產(chǎn)時(shí)，設(shè)置較低且固定不變的排氣 溫度，當(dāng)投料機(jī)停止投料 15 min 時(shí)，熔化燒嘴全部 變小火 （注意，15 min 是根據(jù)實(shí)際爐腔內(nèi)鋁料被完 全熔化而定），以節(jié)約燃?xì)饪蘸摹?nbsp;

2.2.2 增加清理前熔化功能 在熔爐控制柜設(shè)置一個(gè)清理前熔化按鈕并在 程序中進(jìn)行改造，需要清爐時(shí)，按下按鈕，PLC 開始 計(jì)時(shí)燃燒，屏蔽排氣溫度控制影響，15 min 大火燃 燒，時(shí)間到達(dá)后自動(dòng)關(guān)閉燒嘴，操作工進(jìn)行清爐操 作。

 2.3 保溫室單獨(dú)助燃風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì) 增加保持燒嘴助燃風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)功率 3 kW，與設(shè) 備配備的 15 kW 風(fēng)機(jī)獨(dú)立并行運(yùn)行。當(dāng)停止投料 15 min 時(shí)，熔化燒嘴全部變小火，再持續(xù) 15 min 內(nèi) 沒有投料時(shí)，關(guān)閉 15 kW 大風(fēng)機(jī)，只有一臺(tái) 3 kW 的 小風(fēng)機(jī)工作，供應(yīng)保持燒嘴（程序中需改動(dòng)保持燒 嘴單獨(dú)點(diǎn)火時(shí)，仍舊可以燃燒準(zhǔn)備）。

3 熔化爐節(jié)能改善效果

3.1 節(jié)約燃?xì)庀慕y(tǒng)計(jì)分析

實(shí)施改善方案前后，統(tǒng)計(jì)車間現(xiàn)場(chǎng)熔化爐同等比例的鋁料燃?xì)庀那闆r，如表 1（以下數(shù)據(jù)僅表示以當(dāng)?shù)厝細(xì)鉄嶂禐榛A(chǔ)的數(shù)據(jù)采集）。

從表中可以看出，鋁錠與回爐料比例越高，燃?xì)庀脑缴?；鋁錠：回爐料 =2.3 時(shí)，改造前，噸鋁燃耗＞104 m 3 ，改造后，噸鋁燃耗 =93 m 3 ，噸鋁燃?xì)庀墓?jié)約＞11 m 3 ，節(jié)能效果＞10.6%.

3.2 節(jié)約電能消耗分析

熔化爐在非滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，根據(jù)車間生產(chǎn)實(shí)際，實(shí)行兩班制生產(chǎn)，其余一個(gè)班次鋁水保溫。實(shí)施改善前后，車間內(nèi)熔爐用電使用情況如表 2 所示。結(jié)合車間生產(chǎn)實(shí)際，周末放假期間以及節(jié)假日期間，只保持小風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，按照每月平均放假 5 天計(jì)算，節(jié)約電耗96 （度）×3 （班次）×5 （天）=1440度，每月節(jié)約電： （13.5×2+96）度×25 天 +1440 度 =4 515 度。

4 結(jié) 論

通過對(duì)熔爐硬件方面和軟件方面的設(shè)計(jì)改善，在車間生產(chǎn)任務(wù)不飽滿，熔爐非飽和熔化狀態(tài)下，熔化爐節(jié)能效果顯著。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著車間生產(chǎn)噸位提升，熔化投料量及放鋁水量增多，增加的排煙控制蝶閥還可降低熔化室內(nèi)熱損失，可提升熔化效率；熔化程序方面的改善，有效地減少了空燒熱損，對(duì)于熔化效率的提升也有很大作用。

參考文獻(xiàn)：

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