彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉设备改造分析

彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉设备改造分析

刘德金

马口铁工业有限公司

摘要：彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉在长时间使用过程中，其各项性能参数将会逐渐无法满足运行需求，为了保证设备运行质量，就需要通过设备改造的方式来完成对彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉的优化。本文通过对设备改造进行分析，并结合实际对彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉改造提出个人看法，希望为关注彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉改造的人群带来参考。

关键词：涂料固化炉；废气焚烧炉；焚烧炉改造

引言：当设备性能无法满足生产需求时，就需要通过设备改造的方式赋予其更强的性能指标，固化炉与废气焚烧炉在设备改造中，不仅能够提升设备的各项性能参数，还可以有效降低能源消耗，进而发挥出节能降耗的作用。因此，有必要对涂料固化炉与废气焚烧炉改造进行研究，以此来发挥设备改造应有价值。

一、工程设备分析

A公司于2008年专门引进了两条彩涂机组生产线，两条生产线在半年左右便可以正式投入使用，生产线的生产能力相同，均达到了12万t/a，彩涂机组的最高工艺速度为110m/min，其生产的主要产品为建材以及家电彩涂板。彩涂机组生产线的总体生产流程大致可以分为二涂二烘，即在彩涂机组生产线中带钢分别进行两次涂敷与烘烤。

在彩涂机组生产线中，初涂固化炉的核心目标就是对带钢上、下层表面喷吹热空气，热空气喷吹将会促使涂料溶剂被蒸发，此时的涂料将会逐渐被固化，带钢将会逐渐达到材料的峰值温度。在生产线中，初涂固化炉的类型有很多，A公司选用的是悬垂式热气循环型设备，可以利用热风循环加热的方式来保证加热温度的稳定性。初涂固化炉全长为42m，共分为三个区域，在25s便可以顺利完成固化。固化炉温度最高为400℃，驱动侧混合室装有三个管式烧嘴，烧嘴燃料为焦炉、高炉煤气组成的混合煤气燃料，加热性能可以达到20.9×10³kJ/h。精涂固化炉其形式与初涂固化炉相同，均为悬垂式热气循环型设备，两个固化炉的功能相近，均可以利用热风来完成间接循环性加热，精涂固化炉工分为四个区域，其全长为50m，通常30s左右便能够实现固化，炉温400℃，混合室中配置了辐射管烧嘴4个，加热能力为20.9×10³kJ/h。

在生产线中，废气焚烧炉在使用中可以实现对固化炉中废气的焚烧，废气焚烧炉能够焚烧掉废气中的有害成分。采用热交换器能够有效预热涂层机室内具有挥发性溶剂的空气。预热完成后的空气将会进入固化炉，以此来达到余热回收的效果，通过回收空气中的余热可以在一定程度上实现能源节约，避免能源的过度消耗。废气焚烧炉中的废气排放温度在250℃左右，处理时间为0.7s，烧嘴燃料同样属于混合煤气。

二、涂料固化炉、废气焚烧炉设备优化分析

（一）涂料固化炉的设备优化

生产线涂料固化炉所使用的彩涂钢板基板为冷轧、镀锌钢板。钢板经过脱脂、清理等一系列预处理工作后，便能够利用辊涂的方式来涂抹涂料，进而保证涂抹效果，涂抹后的钢板经过烘烤、冷却之后便能够制成产品。彩色涂层钢板其生产顺序大致如下：开卷→钢板预处理与涂敷→烘烤与后处理→卷取。

预处理、烘烤质量将会直接影响到彩色涂层钢板的性能指标。初涂、精涂固化炉是生产线进行持续烘烤涂料所使用的设备，因此固化炉在生产期间极为重要。在传统彩涂板生产线中，初涂、精涂固化炉都将会通过热风循环加热的方式来实现对涂料的加热与烘烤。作为直燃式加热，因为彩涂板的烘烤固化必须保证环境足够纯净且加热温度足够均匀，否则便无法保证彩涂板的制作效果。正因为彩涂板对各项施工参数的要求非常高，所以必须采用纯净燃料来进行施工处理，以此来保证彩涂板质量。而处理后的焦炉煤气与天然气，则能作为固化炉燃料来进行重复使用。由于对燃料质量的需求非常高，所以为了保证彩涂板产品质量，其生产成本就必须有所增加。

初涂、精涂固化炉可以利用辐射管式烧嘴来完成热风的间接加热，纯净气体可以在热交换期间以持续稳定的速度对板带进行吹风，热风本身并不会影响到涂层的施工质量，热气能够从气体分配室喷嘴中喷出。固化炉驱动侧带有循环风机、鼓风机、烧嘴系统。不同分区热源全部由烧嘴系统、余热回收系统提供。为了观测气体温度，可以利用供气管道、循环风机出口的热电偶来实现监管，所有采集到的温度数值都会在仪表设备的作用下传递至控制器^[1]。在烧嘴助燃系统中，利用控制阀门能够对控制信号进行管控。而输出信号则可以在固化炉的出口位置，利用高温计进行信号测量并显示在MMI上，带钢峰值温度也将会在MMI中显示。在此期间，手动节气阀能够控制固化炉压力参数，而采用排气烟道VOC传感设备，则可以实现溶剂浓度检测，检测出的各项性能参数能够在MMI上进行显示。经过优化设计的涂料固化炉其安全性将会有所增加，利用三段防爆系统能够大幅度降低固化炉在运行期间的危险性。在烧嘴系统点燃前，应该开展空气吹扫，烧嘴系统要使用混合煤气燃料。

（二）废气焚烧炉的设备优化

废气焚烧炉的核心功能便是可以焚烧固化炉中的废气，通过焚烧废气来清除其中蕴含的多种有害物质。传统的废气焚烧炉在完成焚烧作业后，往往不会经过热交换器来完成对空气的处理，直接排放的废气处理方式将会在一定程度上对大气环境造成破坏。通常情况下，废气排放时的温度非常高，这部分废气的余热若无法顺利回收，就会导致高温废气对风机等设备造成影响，设备的故障频率将会因此而有所提高，故障的使用寿命将会缩短。

废气焚烧炉有废气、新鲜空气两种预热换热器，空气换热器在使用中可以针对新鲜空气进行有效预热。燃烧室以及烧嘴系统则能够实现对焚烧炉温度的合理控制。固化炉烟气在排气风机作用下，将会提前送入废气换热器，换热器能够将烟气的温度从250℃提升至430℃。烟气温度上升之后便能够进入废气焚烧炉来开展焚烧处理。空气预热交换器能够为固化炉、化学干燥器等设备提供能量。为了能够避免废气焚烧炉在运行阶段出现过热的情况，废气焚烧炉必须专门加装温度控制系统。通过针对温度系统专门配置风门、稀释风管路，能够加强对温度参数的控制质量。为了让废气焚烧使用的烧嘴降低运行中的热损失，应该在氧化室中加衬具有软性绝缘能力的材料，冷却结束的废气在进入空气预热交换器后，传入的废气将会在新鲜空气的影响下被冷却。预热空气可以有效减缓能量负荷，固化炉烟气预热可以减缓烧嘴负荷。在采用引风机对热交换器废气进行抽出后，可以通过烟囱完成对烟气的排放，并对热空气管线进行隔热处理^[2]。

（三）涂料固化炉与废气焚烧炉结构优化分析

通过针对预料固化炉与废气焚烧炉进行设备改造，可以从结构上实现设备优化，进而有效提高涂料固化炉与废气焚烧炉的运行质量。

1.烧嘴位置优化

在传统设备中，由于并没有专门针对辐射管式烧嘴设置泄漏检测装置，所以无法保证烧嘴的运行检测效果。若辐射管式烧嘴在运行阶段突然出现泄漏的情况，则没有进行处理的混合煤气燃料便会成为烧嘴运行时的燃料。若燃料进入到固化炉区域，则会在一定程度上对空气环境造成污染，彩涂板的生产质量也将因此而受到影响。所以为了提高设备运行效率，可以选择专门设置烧嘴泄漏检测装置，在发现烧嘴泄漏时科室及时完成预警，提高处理效率。

2.废气排放温度控制

在设备运行过程中，废气排放温度一般会在250℃左右，废气排放温度偏高将会影响到运行效果，若能够将废气的排放温度控制在160℃左右，便可以促使设备运行效果达到最佳，所以应该针对废气排放进行管理，通过加大换热面积等方式可以进一步提升换热效率，避免因为废气排放温度过高而影响到设备的使用寿命。

3.固化炉风机电机优化

固化炉风机所选用了交流恒速电机，若能够将电机优化成为变频调速风机，就可以强化固化炉温度控制质量，增加温度控制时的灵活性。变频调速风机还有助于实现固化炉温度在运行中的自动调节，自动调节温度可以大幅降低能源消耗。

4.炉压检测设备

固化炉本身并没有专门配置炉压检测设备，所以很难实现对炉内压力的合理调节，通过额外加装炉压检测设备则可以进一步加强对炉内压力的控制，保证炉内压力始终处于微负压的情况，进而保证固化炉的运行效果^[3]。

5.固化炉隔断墙

固化炉各个分区之间通过增加隔断墙，就可以更加灵活地完成对各个炉区温度的细节调控，进而保证涂层固化曲线得以更好地满足涂料的性能需求，生产线的产品质量也将因此而提高。

6.冷风调温系统

通过在固化炉的各个分区增加稀释冷风调温系统，能够通过冷风完成对固化炉温度的合理控制，而且在固化炉的设备检修时，还可以利用调温系统来实现温度控制。

A公司通过生产线设备运行找出了能够改进调整的地方，通过针对设备进行不断的优化改进，有效提高了生产线的整体生产水平，设备质量也因此得到了显著的提升。对于涂料固化炉与废气焚烧炉而言，随着时代需求的改变而不断调整，将会促使设备性能实现不断提高。

结论：总而言之，通过针对彩涂线涂料固化炉与废气焚烧炉开展设备改造，能够令两个炉的运行效果得到显著提升，并优化设备的节能降耗能力。相信随着更多人了解到固化炉与焚烧炉改造的重要性，固化炉与焚烧炉改造后的整体质量将会变得更好。

参考文献：

[1]刘凯.蓄热式焚烧炉在丁苯橡胶生产节能改进中的应用[J].浙江化工,2021,52(07):36-39.

[2]李宝玉.涂装废气焚烧炉烟气余热利用的改善[J].电镀与涂饰,2021,40(06):474-477.

[3]谢兵文,张以福,刘玉刚.蓄热式废气焚烧炉在化工挥发性有机废气处理中的应用[J].塑料助剂,2020(06):20-22.