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【摘 要】 工业炉是工业加热的关键设备，是高能耗设备。在工业炉使用的过程中需要消耗大量的燃料，面对当前紧张的能源形势，要采取措施降低燃料的消耗。
【关键词】 工业炉;能耗;现状;燃料利用率;措施
一、前言
隨着工业发展进程的加快，对能源的需求量在不断的提高。工业炉是能耗大户，在工业炉使用的过程中，要采取节能措施，提高燃料利用率，降低能源消耗。本文中的工业炉仅指火焰炉，不含电炉、锅炉等广义范畴。
二、工业炉存在的问题
虽然近年来我国工业炉的总体技术装备水平取得了很大的进步，但是目前的确还存在着许多问题。
1、热效率低。我国工业炉的平均热效率仅35%左右，较发达国家的工业炉热效率要低20%左右，有明显差距。
2、污染严重。我国工业炉总量很大，技术装备差、运行水平也比较低，每年向大气中排放大量的二氧化碳、氮氧化合物及二氧化硫等，成为了大气的直接污染源。
3、自动化水平偏低。我国工业炉的自动化控制系统通常较为简单，总体而言自动化水平偏低，相比发达国家有相当的差距。
4、技术落后。我国工业炉的运行状态较其它领域的现代工业技术水平要低的多。工作方式原始，劳动强度依然很大。技术水平还不达标。
5、热损失大。我国工业炉大部分为非标产品，部分保温材料性能不达标，维护保养情况不佳，造成较大的热损失，降低了炉子的热效率。
6、余热回收不足。我国有很多工业炉的烟气在高温状态下直接排入大气，烟气中的热量没有得到回收，造成能源的浪费。
7、节能意识不够。我国的工业炉用户节能意识差，对工业炉节能问题没有给予足够的重视，管理、设备、技术和资金等跟不上。工业炉节能不仅能提高企业效益，也会带来良好的社会效益。
工业炉存在的各种问题，已经引起了国家、社会、企业的广泛关注。因此在国家“十一五计划”中将工业炉作为了十大重点节能工程之一，“十二五计划”继续贯彻执行实现降耗20%的目标，我国工业炉节能前景令人期待。
三、提高工业炉燃料利用率的措施
1、使用高效的新型燃烧器。近年来，我国逐步开展了优质燃烧装置的研制工作，研制了蓄热式烧嘴、平焰烧嘴和高速调温烧嘴等。平焰烧嘴其火焰呈圆盘形，这种烧嘴使炉墙对工件的辐射传热作用得到了加强，所以适合使用在高温锻造炉上，而且可以使冷炉原来的温度提高40%，不仅金属氧化脱碳烧损的浪费得以有效减少，而且实现了能源的节约;高速调温烧嘴可以高速地喷出高温燃烧产物，这样能够炉内的气体循环得到强化，使炉温的均匀性得到改善，在各种低温处理炉中比较适用。
2、充分利用烟气的余热。烟气余热回收的理想方式是利用预热器对助燃空气及气体燃料进行预热。预热器分换热式和蓄热式两大类。蓄热式烧嘴把蓄热式换热器和烧嘴结合在一起，有非常良好的节能效果，空气可以预热到900～1000℃，而排出的烟气温度可以降低到200℃左右。
3、降低加热工艺温度。在不影响或者很少影响加工产品质量的前提下，适当降低加热工艺的出炉温度，可以明显减少燃料消耗，如实施棒材低温轧制技术。据统计，棒材开轧温度从1000～1100℃降低到950～1050℃时能耗有所提高，但由于加热炉燃料消耗减少，因而可综合节能20%左右。这不仅降低了生产成本，同时细化了晶粒，提高了产品的力学性能，改善了产品的表面质量。
4、优化炉衬结构。国内当前的加热炉采用工业炉的炉衬大部分都是传统的耐火砖砌形式，炉衬在总能耗中，其散热和蓄热可以占到30-40%。筑炉材料具有高温、高强和轻质的发展趋势。对炉衬材料进行合理选择，对复合炉衬结构进行优化，就可以起到节能的良好效果，也就是说可以使炉体散热、减少蓄热损失减少。相比于耐火砖，耐火烧注料具有很小的导热系数，炉体具有较好的气密性，可以延长使用寿命，实现节能的目标。近年来，在品种和质量方面，浇注料都有很大的进步，如此能够使炉子耐高温、耐急冷急热的要求得到满足，与砖砌炉相比，使用浇注炉衬可以节约能源3%左右。耐火纤维具有超轻质密度小、导热系数小等性能，用作炉衬，不仅节约能源和材料，而且使炉子的生产能力得到提高。使用耐火纤维炉衬可以比砖砌炉子节约能源达7%。耐火纤维的在工业炉中的应用越来越广泛。
5、改间隙操作为连续操作。间隙操作的加热炉，由于排烟温度高，几乎接近炉温，因而烟气带走大量的余热，使炉子的热效率大为降低。将周期炉改变为连续炉，尽可能低连续生产和满负荷工作，可以明显地降低烟气温度，节约燃料消耗量。例如：间隙操作的锻造炉，其排烟温度高至1000～1250℃，热效率仅为8%～20%;改为连续操作后，其排烟温度降至650～850℃，热效率相应提高到45%～65%甚至达70%以上，节能效果显著。
6、采用新技术、新工艺、新材料。随着科技的进步，国内外出现了不少新技术、新工艺、新材料，如富氧燃烧、全氧燃烧及局部增氧燃烧、低氮氧化合物燃烧等，多级余热回收，圆形截面炉膛替代传统的矩形截面炉膛，模糊控制技术，新型轻质高强耐火材料等。
7、加强生产管理。强化生产管理，也能获得不错的节能效果。加强计划调度、高效率组织生产、加强对炉子的维护修理，严格按照操作规程进行操作;加强对炉子工艺流程的管理，摸索总结炉子的最佳运行方案。
四、结束语
在工业炉使用的过程中，应当根据实际情况，有针对性地对工业炉的生产进行优化，也可以对操作过程进行优化，通过适当的措施来降低工业炉的能源消耗。
参考文献：
[1]王秉铨.我国锻造工业炉的现状及发展趋势[J].工业加热，2012，5（25）：88-89
[2]谢冰冰，李猛.工业炉燃料与环保的关系[J].科技信息，2011，5（23）：25-26
[3]王秉铨.工业炉设计手册（第3版），2012.9
【关键词】 工业炉;能耗;现状;燃料利用率;措施
一、前言
隨着工业发展进程的加快，对能源的需求量在不断的提高。工业炉是能耗大户，在工业炉使用的过程中，要采取节能措施，提高燃料利用率，降低能源消耗。本文中的工业炉仅指火焰炉，不含电炉、锅炉等广义范畴。
二、工业炉存在的问题
虽然近年来我国工业炉的总体技术装备水平取得了很大的进步，但是目前的确还存在着许多问题。
1、热效率低。我国工业炉的平均热效率仅35%左右，较发达国家的工业炉热效率要低20%左右，有明显差距。
2、污染严重。我国工业炉总量很大，技术装备差、运行水平也比较低，每年向大气中排放大量的二氧化碳、氮氧化合物及二氧化硫等，成为了大气的直接污染源。
3、自动化水平偏低。我国工业炉的自动化控制系统通常较为简单，总体而言自动化水平偏低，相比发达国家有相当的差距。
4、技术落后。我国工业炉的运行状态较其它领域的现代工业技术水平要低的多。工作方式原始，劳动强度依然很大。技术水平还不达标。
5、热损失大。我国工业炉大部分为非标产品，部分保温材料性能不达标，维护保养情况不佳，造成较大的热损失，降低了炉子的热效率。
6、余热回收不足。我国有很多工业炉的烟气在高温状态下直接排入大气，烟气中的热量没有得到回收，造成能源的浪费。
7、节能意识不够。我国的工业炉用户节能意识差，对工业炉节能问题没有给予足够的重视，管理、设备、技术和资金等跟不上。工业炉节能不仅能提高企业效益，也会带来良好的社会效益。
工业炉存在的各种问题，已经引起了国家、社会、企业的广泛关注。因此在国家“十一五计划”中将工业炉作为了十大重点节能工程之一，“十二五计划”继续贯彻执行实现降耗20%的目标，我国工业炉节能前景令人期待。
三、提高工业炉燃料利用率的措施
1、使用高效的新型燃烧器。近年来，我国逐步开展了优质燃烧装置的研制工作，研制了蓄热式烧嘴、平焰烧嘴和高速调温烧嘴等。平焰烧嘴其火焰呈圆盘形，这种烧嘴使炉墙对工件的辐射传热作用得到了加强，所以适合使用在高温锻造炉上，而且可以使冷炉原来的温度提高40%，不仅金属氧化脱碳烧损的浪费得以有效减少，而且实现了能源的节约;高速调温烧嘴可以高速地喷出高温燃烧产物，这样能够炉内的气体循环得到强化，使炉温的均匀性得到改善，在各种低温处理炉中比较适用。
2、充分利用烟气的余热。烟气余热回收的理想方式是利用预热器对助燃空气及气体燃料进行预热。预热器分换热式和蓄热式两大类。蓄热式烧嘴把蓄热式换热器和烧嘴结合在一起，有非常良好的节能效果，空气可以预热到900～1000℃，而排出的烟气温度可以降低到200℃左右。
3、降低加热工艺温度。在不影响或者很少影响加工产品质量的前提下，适当降低加热工艺的出炉温度，可以明显减少燃料消耗，如实施棒材低温轧制技术。据统计，棒材开轧温度从1000～1100℃降低到950～1050℃时能耗有所提高，但由于加热炉燃料消耗减少，因而可综合节能20%左右。这不仅降低了生产成本，同时细化了晶粒，提高了产品的力学性能，改善了产品的表面质量。
4、优化炉衬结构。国内当前的加热炉采用工业炉的炉衬大部分都是传统的耐火砖砌形式，炉衬在总能耗中，其散热和蓄热可以占到30-40%。筑炉材料具有高温、高强和轻质的发展趋势。对炉衬材料进行合理选择，对复合炉衬结构进行优化，就可以起到节能的良好效果，也就是说可以使炉体散热、减少蓄热损失减少。相比于耐火砖，耐火烧注料具有很小的导热系数，炉体具有较好的气密性，可以延长使用寿命，实现节能的目标。近年来，在品种和质量方面，浇注料都有很大的进步，如此能够使炉子耐高温、耐急冷急热的要求得到满足，与砖砌炉相比，使用浇注炉衬可以节约能源3%左右。耐火纤维具有超轻质密度小、导热系数小等性能，用作炉衬，不仅节约能源和材料，而且使炉子的生产能力得到提高。使用耐火纤维炉衬可以比砖砌炉子节约能源达7%。耐火纤维的在工业炉中的应用越来越广泛。
5、改间隙操作为连续操作。间隙操作的加热炉，由于排烟温度高，几乎接近炉温，因而烟气带走大量的余热，使炉子的热效率大为降低。将周期炉改变为连续炉，尽可能低连续生产和满负荷工作，可以明显地降低烟气温度，节约燃料消耗量。例如：间隙操作的锻造炉，其排烟温度高至1000～1250℃，热效率仅为8%～20%;改为连续操作后，其排烟温度降至650～850℃，热效率相应提高到45%～65%甚至达70%以上，节能效果显著。
6、采用新技术、新工艺、新材料。随着科技的进步，国内外出现了不少新技术、新工艺、新材料，如富氧燃烧、全氧燃烧及局部增氧燃烧、低氮氧化合物燃烧等，多级余热回收，圆形截面炉膛替代传统的矩形截面炉膛，模糊控制技术，新型轻质高强耐火材料等。
7、加强生产管理。强化生产管理，也能获得不错的节能效果。加强计划调度、高效率组织生产、加强对炉子的维护修理，严格按照操作规程进行操作;加强对炉子工艺流程的管理，摸索总结炉子的最佳运行方案。
四、结束语
在工业炉使用的过程中，应当根据实际情况，有针对性地对工业炉的生产进行优化，也可以对操作过程进行优化，通过适当的措施来降低工业炉的能源消耗。
参考文献：
[1]王秉铨.我国锻造工业炉的现状及发展趋势[J].工业加热，2012，5（25）：88-89
[2]谢冰冰，李猛.工业炉燃料与环保的关系[J].科技信息，2011，5（23）：25-26
[3]王秉铨.工业炉设计手册（第3版），2012.9