لتحسين كفاءة الاحتراق في فرن صهر الألمنيوم البرجي، هناك حاجة إلى تحسينات منهجية من أبعاد متعددة. الاستراتيجيات المحددة هي كما يلي:

1. ترقية نظام الاحتراق

تحويل الموقد منخفض النيتروجين: إدخال تقنية الاحتراق التدريجي للتحكم في معامل الهواء الزائد في منطقة الاحتراق الأولية إلى <1، ومنع تكوين أكاسيد النيتروجين؛ تجهيزها بنظام تعديل نسبة الغاز/الهواء المتكيف لتوفير ردود فعل في الوقت الحقيقي على محتوى الأكسجين في غاز المداخن وضبط نسبة الهواء إلى الوقود بشكل ديناميكي إلى القيمة المثلى (λ=1.05-1.1).

نظام الاحتراق المتجدد: يتم إضافة مولد العسل الخزفي لتسخين هواء الاحتراق إلى ما يزيد عن 600 درجة مئوية، مما يوفر 45% من الطاقة. تم اعتماد تصميم قناة التسخين المسبق المزدوجة، جنبًا إلى جنب مع صمام عكسي لتحقيق تخزين الحرارة وإطلاقها بشكل دوري.

2. الاستغلال العميق للحرارة المهدرة

يتم استرداد الحرارة الناتجة عن غازات المداخن على مراحل: يقوم القسم ذو درجة الحرارة العالية بتسخين هواء الاحتراق، ويقوم القسم ذو درجة الحرارة المتوسطة بتوليد البخار لتوليد الطاقة أو توريد العملية، ويقوم القسم ذو درجة الحرارة المنخفضة بتسخين سبائك الألومنيوم.

استغلال الحرارة المهدرة من الألومنيوم المنصهر: يتم تركيب جهاز استرداد عند مخرج الألومنيوم لتسخين سبائك الألومنيوم الجديدة وزيادة الكفاءة الحرارية بنسبة 8-12%.

3. تحسين التحكم الآلي

نظام التحكم الذكي في الاحتراق: نشر التحكم في الحلقة المغلقة PLC+PID، ودمج المراقبة متعددة المعلمات، وتطوير نماذج الاحتراق التكيفية.

نظام الصيانة التنبؤية: يتم تركيب أجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة تآكل بطانة الفرن، ويتم استخدام أجهزة استشعار الاهتزاز للتحذير من أعطال المروحة والموقد.

4. تحسين هيكل الفرن

التصميم الحراري للفرن: يتم استخدام محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية ثلاثية الأبعاد لتحسين تخطيط الموقد، ويتم إضافة لوحات توجيهية لتعزيز الحمل الحراري.

المواد الحرارية الجديدة: يتم استخدام الطوب المركب Al₂O₃-SiC-C في خط الخبث، ويتم استخدام مواد العزل النانوية لجدار الفرن.

من خلال تحسين فرن صهر الألمنيوم البرجي، يمكن زيادة الكفاءة الحرارية إلى أكثر من 85٪، ويمكن تقليل استهلاك الطاقة لكل وحدة من سبائك الألمنيوم بنسبة 12-15٪، ويمكن تقليل تركيز انبعاث أكسيد النيتروجين إلى <150 مجم / م³. يوصى بإعطاء الأولوية لتحويل الشعلات منخفضة النيتروجين وتركيب سخانات الهواء الحرارية المهدرة، مع فترة استرداد استثمار تقدر بـ 1.5 - 2 سنة.