工業(yè)爐簡(jiǎn)介(王)

工業(yè)爐熱工及構(gòu)造基礎(chǔ)概述及專題二○○八年五月

東北大學(xué)熱能與環(huán)境工程研究所

工業(yè)爐熱工基礎(chǔ)概述工業(yè)爐專題講座蓄熱式燃燒技術(shù)脈沖燃燒技術(shù)工業(yè)爐構(gòu)造概述

一、工業(yè)爐概念及分類★工業(yè)爐：Furnace．工件物料加熱設(shè)備。熱源：燃料熱、電熱。

☆冶金

·加熱爐：推鋼式、步進(jìn)式、快速加熱爐、環(huán)型爐、斜底爐·熱處理爐：罩式爐（鋼卷及板垛的退火）

馬弗爐（鋼絲處理，通過馬弗磚）

輥底式爐和鏈?zhǔn)綘t等

☆機(jī)械

·鑄造、熔煉金屬：平爐、沖天爐、坩堝爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐·鍛壓：加熱爐、熱處理爐·熱處理：退火、正火、淬火、回火熱處理爐

☆建材

·隧道窯、燒成豎爐

☆玻璃

·坩堝窯、池窯、退火隧道窯

二、工業(yè)爐組成★爐襯部分★爐架部分★燃燒系統(tǒng)★余熱回收系統(tǒng)★管道系統(tǒng)、供熱供風(fēng)系統(tǒng)★爐用機(jī)械★儀表電器系統(tǒng)★自動(dòng)控制系統(tǒng)★計(jì)算機(jī)系統(tǒng)★固體燃料：煤﹑煤粉﹑焦碳三、燃料的選擇★液體燃料：重油﹑渣油﹑柴油★氣體燃料：發(fā)生爐煤氣﹑焦?fàn)t煤氣﹑天然氣、高爐煤氣、液化石油氣、

爐前壓力：高壓Ｐ≥12kＰa低壓Ｐ≤5KＰa

中小爐子易用高壓燒嘴：

優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)成比例α＝1.03～1.05﹑操作簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：火焰長(zhǎng)度不易調(diào)節(jié)﹑當(dāng)噴出速度＜火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，易回火

大型爐子易用低壓燒嘴：

優(yōu)點(diǎn)：＊空氣煤氣強(qiáng)制混合，燃燒所需空氣量小＊火焰長(zhǎng)度能調(diào)節(jié)，一般是調(diào)節(jié)二次風(fēng)的角度＊空氣系數(shù)低1.05～1.1＊適于自動(dòng)控制混合煤氣爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)：幾何形狀、尺寸、筑爐材料等熱工操作參數(shù)：爐內(nèi)燃燒、氣體流動(dòng)、傳熱爐子生產(chǎn)指標(biāo)：產(chǎn)品質(zhì)量、單位生產(chǎn)率、單位熱耗、爐子使用壽命、污四、火焰爐研究對(duì)象在滿足生產(chǎn)工藝前提下，研究(1)、(2)、(3)三類變量以及它們之間的相互關(guān)系：染物的排放等爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)爐子熱工參數(shù)熱工過程參數(shù)爐子生產(chǎn)指標(biāo):影響(1)(2)(3):要求爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)爐子熱工參數(shù)熱工過程參數(shù)爐子生產(chǎn)指標(biāo)五、工業(yè)爐的幾個(gè)主要概念和指標(biāo)（二）產(chǎn)量：

（爐子生產(chǎn)率）

（三）爐子熱效率及燃料節(jié)約：

η＝100Qg/Qg=100(1-Qs/Qg)%（一）爐溫的概念（四）爐子熱效率與生產(chǎn)率的關(guān)系（一）關(guān)于爐溫☆爐溫系數(shù)☆理論燃燒溫度η＝0.7～0.8

連續(xù)爐：0.7~0.75室燃爐：0.75~0.8

爐溫：爐內(nèi)的綜合溫度（熱電阻指示溫度）★生產(chǎn)率：

P（加熱爐、熔化爐）kg/h;t/h;★爐子單位生產(chǎn)率：

H單位時(shí)間、單位爐子面積產(chǎn)量kg/m2·h

H=P/F★單位熱耗:B加熱每千克工件所消耗的熱量，能量利用指標(biāo)KJ/Kg單位熱耗×爐子生產(chǎn)率＝爐底熱強(qiáng)度

KJ/Kg×kg/m2·h＝kJ/m2·h★爐底熱強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位爐底面積的裝入量kJ/m2·h

★容積熱強(qiáng)度：

單位時(shí)間、單位體積供熱量kJ/m３·h（二）熱工因素對(duì)生產(chǎn)率的影響（包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)）

單位時(shí)間傳給物料的熱量：C——爐氣、爐壁對(duì)金屬的導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù)KJ/(m2?h?K4)或W/(m2?K4)

α——爐氣對(duì)金屬的對(duì)流傳熱系數(shù)KJ/(m2?h?℃)或W/(m2?℃)(1)爐氣與爐料間的輻射溫壓a.燃料入爐時(shí)的燃燒溫度T1ˊ，T1

ˊ越高，產(chǎn)量越高b.爐膛廢氣溫度T1ˊ

，T1ˊ越高，產(chǎn)量越高，但排煙熱損失增大c.爐內(nèi)析熱場(chǎng)，集中火焰，能夠提高輻射溫壓綜合結(jié)論：端頭供熱，快速燃燒，有利于提高△T4，提高產(chǎn)量，節(jié)約燃料（2）導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù):爐氣黑度:金屬黑度爐壁對(duì)金屬的角系數(shù)（3）爐料受熱面雙面加熱，步進(jìn)爐，增加金屬（4）對(duì)流傳熱量一般加熱爐內(nèi)對(duì)流傳熱量5%～10%，在650℃以下，對(duì)流傳熱有較大的比重。圖C與和之間的關(guān)系（三）爐子熱平衡與燃料的節(jié)約爐子熱平衡表有效熱：鋼材加熱到工藝要求溫度所需熱量Q=M(C2t2-C1t1)其中：Q：鋼材加熱所需熱量；M：鋼材重量（1t）；C2、C1：出入爐鋼材平均比熱(0.6866kJ/kg.℃、0.4857kJ/kg.℃)；t2、t1：出入爐鋼材溫度（1200℃、20℃）。燃料種類燃料熱值燃料需要量發(fā)生爐煤氣1450kcal/Nm3（6070kJ/Nm3）134Nm3高爐煤氣780kcal/Nm3（3265kJ/Nm3）249Nm3焦?fàn)t煤氣4000kcal/Nm3（16744kJNm3）49Nm3天然氣8000kcal/Nm3（33488kJ/Nm3）24Nm3混合煤氣2000kcal/Nm3（8372kJ/Nm3）97Nm3油10000kcal/kg（4186kJ/kg）20kg標(biāo)煤7000kcal/kg（29302kJ/kg）28kg噸鋼由20℃加熱到1200℃所需理論燃料量見下表：熱效率：節(jié)約燃料的途徑<一>爐子結(jié)構(gòu)和操作節(jié)能1、減少爐膛廢氣帶走的熱損失a.正確控制空氣消耗系數(shù)結(jié)論：在加熱爐爐膛廢氣溫度為700~900℃的條件下，當(dāng)n>1時(shí)，n值平均每增加0.1，爐子熱耗增加3%~5%；當(dāng)n<1時(shí)，n值平均每減少0.1，爐子熱耗增大5%~10%。當(dāng)n值過小時(shí)，還會(huì)滲出大量的CO和微粒碳黑，污染環(huán)境。b.正確控制爐膛壓力c.改善爐內(nèi)傳熱條件2、充分回收煙氣余熱3、減少爐膛熱損失a.爐底水冷管包扎b.爐體絕熱爐膛熱損失主要有：水冷件熱損失、爐體散熱和蓄熱損失、爐門及孔隙的輻射和溢氣熱損失、運(yùn)料機(jī)械和工具的熱損失等。在保證要求的水冷管強(qiáng)度的條件下，應(yīng)最大限度地減少水冷管面積和加強(qiáng)水冷管