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連續加熱爐節能輔助監測技術

# 第08期

連續加熱爐節能輔助監測技術

連續加熱爐係指具有預熱區、加熱區與均溫區三種溫區型式,且額定總燃燒量每小時超過一千萬千卡之鋼胚加熱爐設備。為鋼鐵製造業中第二耗能之製程設備(第一耗能為高爐)。因此,如何增加燃燒效率以節省燃料,一直是政府及業者努力的目標。

理想的完全燃燒方程式為:CxHy + (x+(y/4))O2 ® xCO2 + (y/2)H2O + HEAT。當燃燒不完全時,將會釋放出CO且釋放熱能減少,導致燃燒效率不佳,故燃燒效率重點在於控制加熱爐內之O2與CO濃度(如圖一)。

                     

當爐內空氣不足時,加熱爐內會進入燃料過剩狀態,此時爐內CO濃度遽升。除了燃燒不完全而造成熱能不足外,還會因CO濃度過多而有爆炸和一氧化碳中毒的可能。當爐內空氣過剩時,除了過剩空氣會帶走熱能外,還會造成爐氛高氧而加劇鋼胚表面氧化鐵銹皮與燃燒廢氣氮氧化物生成。

為能達到良好的燃燒效率,則須依據加熱爐內O2以及CO濃度監測值來調整空燃比(AFR)。大翰科技針對加熱爐內的高溫環境、加熱爐尺寸大小以及現場製程需求,提出以下氣體監測方案:
1. 大尺寸加熱爐:由於爐內空間較大,故採用SERVOMEX SERVOTOUGH LaserSP來量測,其成熟的可調變二極體雷射(TDL)光譜量測技術,量測距離可達20公尺;另外,使用波長調變光譜(WMS)信號處理技術,可減少其他氣體的干擾,具高度穩定性與再現性。

                 

2. 中小型加熱爐:使用SERVOMEX SERVOTOUGH Fluegas Exact(2700)來量測,結合現址式及抽取式優點所之低採樣抽取量設計,可保護氧化鋯sensor且無採樣堵塞之困擾,可快速且同步的進行O2及COe量測。

            

3. MultiGas整合分析方案:針對中小型加熱爐需分析其他氣體(如SOx, NOx)者,可使用Fuji ZKJ來量測,可同時連續量測NOX、SO2、CO、CO2及O2五種氣體成份。

                

大翰科技對於各類氣體監測已有近二十年經驗,不但代理國際上知名分析儀器品牌,亦擁有深厚工程技術,期能為環境保護以及各產業製程控制盡一份心力。