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一分钟看懂工业炉
时间: 2017-05-27 10:31:30来源: 重庆华瑞航宇真空炉业有限公司
  工业炉是在工业消费中,应用燃料熄灭或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。工业炉的主要组成局部有:工业炉砌体、工业炉排烟系统、工业炉预热器和工业炉熄灭安装等。下面就和小七一同解读工业炉的机密吧!
  1工业炉砌体
  brickwork of industrial furnace
  砌体的作用是使工业炉在加热或熔炼过程中接受高温负荷,减少热量损失,抵御化学腐蚀并具有一定的构造强度,以保证炉内热交流过程的停止。
  砌体由耐火层和绝热层组成。为了保证砌体的强度和气密性,在砌体外围还用钢构造(称为炉架)将砌体紧固(如上图)。耐火层直接接受高温负荷和机械冲击,同时接受炉气或熔液的化学腐蚀,多用具有规则尺寸的规范型耐火砖砌成。砌体的砖缝普通要互相错开,在一定间距内留出恰当大小的收缩缝。砌砖用耐火泥的化学成分和热性能,要与耐火砖相顺应,并具有适宜的稠度和可塑性等,以满足施工请求。
  耐火层的外部是绝热层,用以对耐火层停止保温,以减少炉壁散热损失和降低炉壁表面面温度,多用密度小、热导率低的规范型绝热砖或棉、毡等纤维资料组成。
  2工业炉排烟系统
  fume dischange system for industrial furnace
  工业炉排烟系统是应用烟囱或机械安装将工业炉炉膛内的烟气排出炉外的系统。保证排烟通畅是工业炉正常运用的重要条件,排烟不通畅时,炉膛压力升高,从炉膛周围的缝隙会逸出大量烟气而增加炉子的热损失,影响炉内气流的平均散布,降低炉温平均性,恶化操作环境。
  排烟系统是由产生抽力的排烟安装和排送烟气的烟道所组成。常用的排烟安装有烟囱、引风机或放射管。
  烟囱排烟是靠流入烟囱内热烟气密度小于烟囱外空气密度所产生的浮力,以克制烟道的阻力。应用引风机也可将烟气排出,或在排烟系统中某一部位装设一个放射管,用高速放射气体所产生的负压排出烟气。烟囱排烟不耗费动力,排烟温度不受限制。当排烟阻力很大而工业炉又连续运转时,可用引风机或放射管排烟。放射管适用于扫除高温烟气;引风机适用于扫除低温烟气。
  烟囱分为砖砌烟囱、混凝土烟囱和钢板烟囱。烟道有公开烟道和架空烟道两种。公开烟道多用砖砌,架空烟道宜采用衬有耐火资料的钢板制成。
  为了减少烟气对环境的污染,或因节能需求而在烟道内设置预热器时,都需求尽量进步烟囱高度并增加烟囱出口处的烟气流速,使之大于当地最大风速或至少不低于3米/秒,以防止烟气中的有害气体和烟尘向空中扩散。
  3工业炉预热器
  preheater for industrial furnace
  应用工业炉排出的烟气余热对助燃空气和气体燃料加热的安装。在工业炉上装设预热器以后,由于回收了热量,能够节约燃料并易于进步炉温以加快升温速度。工业炉预热器分换热式和蓄热式两类。
  换热式预热器
  换热式预热器分为金属预热器和陶瓷预热器两类。它们都是应用炉子排出的烟气余热经过辐射换热和对流换热方式将预热器壁加热,再对流经器壁另一侧的空气或煤气以同样方式停止加热,即预热。金属预热器的器壁热导率大,器壁能够很薄,密封性好,可将空气预热到600℃左右,是普遍运用的预热器。陶瓷预热器的器壁热导率较小,但能接受较高的烟气温度,也能将空气预热到600℃左右。
  20年代初,工业炉多采用铸铁管状或针状预热器,40年代以后才较多地运用钢材制造的管状预热器、圆筒辐射预热器、喷流预热器和铸铁块内埋有钢管的块状预热器等。
  烟气与空气在预热器内的活动方式分逆流、逆流和错流3种。从进步传热性能的角度来说,采用逆流方式好,可取得较高的预热温度;从降低壁温、进步预热器运用寿命的角度来说,采用逆流方式好;错流方式介于逆流和逆流之间。喷流预热用具有共同的活动方式,被预热气体由内管上密布的小孔中高速喷出,冲刷外管热交流面,使流体边境层具有紊流性质,从而产生激烈的热交流。
  蓄热式预热器
  蓄热式预热器即蓄热室, 是用耐火砖砌成的格子砖体。为了使空气能连续预热,一台炉子需求设有两个蓄热室,分别处于蓄热或预热工作状态。其传热过程是:烟气引入蓄热室,烟气的局部热量为格子砖所吸收(蓄热),经10~30分钟后,经过换向安装自动切断烟气,改将空气引入,用砖体的蓄热加热空气(预热);同样经10~30分钟后,切断空气,再将烟气引入,这就是一个换向周期。加热炉用的蓄热室可将空气预热到600~700℃,运用寿命长。
  4工业炉熄灭装置
  Combustion device for industrial furnace
  在以燃料为热源的工业炉内用以完成燃料熄灭过程的安装。依据火焰炉加热请求,各种熄灭安装应保证:①在规则的热负荷条件下保证燃料的完整熄灭;②熄灭过程稳定,能向炉子连续供热;③火焰的方向、外形、刚性和铺展性契合炉型及加热工艺的请求;④构造简单,运用维修便当。
  各种燃料的熄灭过程不同,因此熄灭安装的构造也各不相同。熄灭安装可分为气体、液体、固体燃料的几类。
  气体燃料熄灭安装
  通常称烧嘴,它的主要作用是按一定比例和一定的混合条件将煤气和空气送到炉内熄灭(也有在烧嘴内部熄灭的),并满足炉内加热过程对火焰的请求。依据煤气和空气在烧嘴内的混合状况,分为有焰和无焰烧嘴。有焰烧嘴的特性是:煤气和空气在烧嘴内不停止混合或仅局部混合,喷到炉内后再边混合边熄灭,因此火焰较长并有明显的轮廓。采用有焰烧嘴时,强化熄灭和组织火焰的主要手腕是改动煤气和空气的混合条件,如将煤气和空气分红许多细流,使煤气流和空气流按一定角度相交,或应用旋流安装促使气流加速混合等。图1就是一种带单管式煤气烧嘴。
  无焰烧嘴的特性是:煤气和空气在烧嘴内部即到达平均混合,喷出烧嘴后能立刻着火熄灭,火焰很短,没有明显的火焰轮廓。工业炉中常用的无焰烧嘴是放射式烧嘴(图2), 它是靠煤气的放射作用直接从大气中按比例吸入所需求的助燃空气,在混合管内混合平均后再在耐火资料制成的熄灭道中完成熄灭反响。
  60年代开端,为了顺应新的加热工艺的需求,先后呈现了气体出口速度达100米/秒以上的高速烧嘴、火焰外形成圆盘形的平焰烧嘴和烧嘴与预热器、排烟安装组成一个整体的本身预热烧嘴。为了减少有害气体NOX对环境的污染,还研制出低氧化氮烧嘴等各种新型熄灭安装。
  液体燃料熄灭安装
  通常称油嘴,或喷嘴。燃料油需求经过雾化后再熄灭,因而油嘴除具有普通熄灭安装的根本性能外,还应具有良好的雾化才能,以保证燃料的完整熄灭。依据雾化办法,油嘴可分为低压油嘴、高压油嘴、机械油嘴和转杯油嘴,其中低压油嘴和高压油嘴应用较广。
  低压油嘴是用全部助燃空气作为雾化介质,靠气流的动量将油雾化,雾化粒径80~100微米,空气压力普通为2940~7840帕,熄灭时的火焰普通为 600~1400毫米。高压油嘴是用蒸汽或紧缩空气作雾化介质,压力普通高达(3~12)×105帕,由于雾化介质压力高,喷出速度能到达或超越声速,所以高压油嘴的雾化才能比低压油嘴强,雾化粒径可达20~30微米,但需求附加一条保送助燃空气用的通道和相应的气流导向设备。
  固体燃料熄灭安装
  运用固体燃料的工业炉,常用块煤层状熄灭法和粉煤喷流熄灭法。采用块煤层状熄灭法的熄灭安装简称熄灭室,分为人工加煤熄灭室和机械加煤熄灭室。块煤靠人工或机械安装堆放在炉排上,助燃空气从炉排下部自下而上地穿过煤层,完成熄灭反响。图3是往复炉排的机械加煤熄灭室。
  煤粉喷流熄灭法是将煤粉破碎到50~60微米的粒度,用空气喷到炉内,在运动过程中经过煤粉烧嘴完成熄灭反响,构成具有一定外形的火焰。
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