精功科技推出天然气加热氧化炉

近日，由精功科技独立研发并制造的具有自主知识产权的碳纤维生产线核心装备之氧化炉在韩国晓星全州工厂内完成了安装和调试，项目一次性开车成功并顺利完成验收，氧化炉两项关键技术指标——风速均匀性和温度均匀性均达国际先进水平。

 本次跨国合作，是双方继2019年首次氧化炉合作以来的再次联手，是精功科技在装备制造历史沿革中的又一重大里程碑，是碳纤维装备领域内民族品牌在国际舞台的又一次大放异彩。

作为韩国七大综合商社之一的晓星集团从2000年代初期起着手自主研发碳纤维。2011年，晓星与全罗北道、全州市、韩国碳素融合技术院等研究机构合作，在韩国国内率先开发出了TANSOME碳纤维。截至目前，晓星已在位于全罗北道全州的工厂内投产了3条高性能碳纤维生产线，产品主要为T700/T800等级碳纤维。精功科技作为氧化炉供应商，非常荣幸地参与了第2条和第3条碳纤维生产线的建设。

基于前期合作打下的坚实基础和氧化炉的稳定高效运行，晓星于近日向精功科技确认了第4条生产线所需的氧化炉订单，根据公开报道，新线将于2023年4月份投产，扩建的目的是为了满足对生态友好型汽车燃料（如氢气和天然气）日益增长的储存需求，尤其是氢能源经济的振兴，预计将推动用于储存气体压力容器的需求，而碳纤维压力容器的应用主要为氢燃料汽车、加氢站和氢气运输等。

氧化炉作为碳纤维生产线中的最核心装备，对整个生产和产品质量起到了举足轻重的作用。本次精功科技交付的氧化炉以及未来第4条线配套的氧化炉都区别于国内现阶段主流的电加热型氧化炉，首次采用天然气加热器作为氧化炉的热源。RHT 间接空气加热器配置行业领先的燃烧器、燃烧室和废气管道组成一个独立的单元，便于安装以及提供最佳性能。同时，RHT间接空气加热器也是一个完全整合的系统，包括：热交换器、燃烧室、燃烧器、助燃风机、燃气阀组以及燃烧控制系统，加热器本体采用高温合金制造。其基本工作原理是：根据氧化炉的设定温度与炉体实际温度，来调节天然气进气阀门的开度大小，从而调节天然气的耗量，并以此来调节加热器的热能输出。天然气在燃烧室燃烧后，产生的高温气体会经过由管束组成的热交换器与过程空气进行热能交换，并最后由排废口排出。燃烧室与热交换器处于氧化炉的循环风道中，炉内空气通过不停的流经燃烧室与热交换器的表面，吸收加热器产生的热能从而实现对炉内空气的加热。加热器所处的循环风道经过精确计算、专业CFD模拟，得到最优化的风道结构，能使循环空气均匀的分布于燃烧室与热交换器地表面，保证燃烧室及热交换器能够均匀地散热，避免发生因气流不稳定而产生的局部高温，导致燃烧室及热交换器的损坏，同时具有最低的过程风压降，降低系统损耗。

 RHT间接空气加热器还具有以下特点：

- 燃烧废气与过程空气隔绝

- 炉膛超温保护

- 过程风量检测

- 热膨胀自由浮动设计

 - 热效率60-75%

- 低过程空气压降

- 结构坚固

另外，燃烧系统在满足应用的前提下，可以具有以下安全功能：燃气高压力保护、燃气低压力保护、双阀内漏检测、自动吹扫、炉膛超温保护、助燃风检测、循环风检测、自检UV火焰探测器，双火检自动火焰检测等。

目前，在国家节能减排的总方针下，减少单位工业增加值能耗已势在必行。现阶段国内工业化应用的氧化炉基本都以电加热为主，多数生产线中氧化炉的装机功率已超过整线总功率的50%，是十足的能耗大户。在市场追逐高效低能耗装备的当下，精功科技从氧化炉入手，通过近2年时间不断测试和优化，顺利研发出了天然气加热型氧化炉并完成了工业化应用。

相对于电加热型氧化炉，天然气加热型氧化炉有如下优势：

1）项目投资方面

       - 大量减少项目公用工程高低配投入

       - 减少设备电控和线缆投入

        2）运行能耗方面

- 以常规3米氧化炉为例，在空载250℃下，单温区控温一小时，使用电加热的温区电耗量约为322度，使用天然气加热的温区天然气耗量约为19.6立方。单条碳纤维生产线一般配置8-12个温区，产线每年运行时间都在7200小时以上，一年下来的运行成本降低将相当可观。

当然，在实际满载工况下，由于根据不同原丝、工艺温度、不同地区电价和天然气价格，电加热和天然气加热运行成本都会相应有所调整，天然气降本优势也会随之缩小或放大，但是优势始终存在，在工业用电价格昂贵的地区尤其明显。

近年，碳纤维作为我国经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料，在风力发电、压力容器、航空航天、体育休闲、光伏碳碳制品等领域需求旺盛，国内在建以及宣布将建的项目超乎以往任何时候。多数产业，从产能大扩产到供需平衡，经历的是产品质量和成本的洗礼。碳纤维未来在百家争鸣的盛况下，比拼的主体也将是产品质量和成本，我们有理由相信天然气加热型氧化炉的应用将会越来越受欢迎和普及。