蓄热式加热炉传热基本知识
- 格式:doc
- 大小:22.00 KB
- 文档页数:6
一,设备简介蓄热式燃烧器是在极短时间内把常温空气加热,被加热的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料,燃料在贫氧(2%~20%)状态下实现燃烧。
同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器排空,将高温烟气显热储存在另一个蓄热式燃烧器内。
工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,常用的切换周期为30~200秒。
两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能目的。
1.实现了蓄热体温度效率、热回收率和炉子热效率三高作为一个回收烟气余热的燃烧系统,温度效率、热回收率和炉子热效率可以说是衡量它热工性能优劣的主要指标。
国内外大量生产实际的测试数据表明,在适当的换向周期下,经过蓄热体后的高温空气温度和进入蓄热体的烟气温度十分接近,仅差100℃左右,温度效率高达95%左右,热回收率为80%左右。
炉子热效率得到了较大的提高。
2 . 加热质量好,氧化烧损小由于高温空气燃烧技术是属于低氧空气燃烧范畴,而且助燃空气的切入点和燃料切入点与传统的燃烧方法不一样,从而避免了高温火焰过分集中造成的炉内各区域温差大的弊病,同时也减少了高温氧化烧损的可能性。
由于炉温的均匀程度大大提高,被冶炼的物料加热质量得到了充分保证。
3.节能效果显著蓄热式燃烧系统与传统燃烧系统比,热回收率大大提高,节能效果特别明显,其节能率往往达到40~50%。
这对于传统燃烧系统来说几乎是不可能的。
4.适用性较强,能用于多种不同工艺要求的工业炉由于蓄热式燃烧系统的炉温均匀性好,炉温波动小,不存在高温区过分集中及火焰对工件的冲刷等问题,所以它的适用范畴较宽。
目前己在大中型推钢式及步进式轧钢加热炉、均热炉、罩式热处理炉、辐射管气体渗碳炉、钢包烘烤炉、玻璃熔化炉、熔铝炉、锻造炉等工业炉上使用。
不论是采用蓄热式燃烧器的炉子或蓄热式工业炉,在实际运行中都比较稳定可靠,取得了比较好的经济效益和社会效益。
蓄热式加热炉的发展历程和技术介绍1 概述用蓄热室来预热空气和燃料是一项较早的技术, 早在19 世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度高的炉子, 但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体、传热效率低、蓄热室体积庞大, 其换向阀结构复杂、效率比较低, 换向周期长, 因此没有得到重视。
由于20 世纪70 年代的能源危机后, 节能工作得到各个国家的重视, 加之科学技术的不断进步出现了结构简单、控制方便、可靠性强的换向系统。
1982 年英国Hot Work Development 公司和Brit2ish Gas 研究院合作, 成功开发出第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉, 节能效果显著。
近10 年来蓄热式燃烧技术得到长足发展, 很多国家都在研究各种蓄热式烧嘴和高效蓄热式燃烧技术以及高风温燃烧技术。
2 蓄热式燃烧技术1998 年大连北岛能源技术有限公司率先在萍钢棒材公司轧钢加热炉上采用蓄热式燃烧技术燃烧纯高炉煤气, 在国内首次实现了蓄热式技术燃烧高炉煤气在连续式轧钢加热炉上的应用。
此后, 国内有多家公司开展蓄热式燃烧技术的研究和在国内的推广应用, 蓄热式燃烧技术逐渐成熟。
在蓄热式燃烧技术方面形成了一套较完善的设计思想和方法,蓄热式技术在工业炉上的应用实现了高产、低耗、少污染和高自动化水平, 达到了燃烧工业炉“三高一低”(高炉温、高烟温、高余热回收、低惰性) 的发展方向要求。
从20 世纪90 年代开始, 国内蓄热式燃烧技术发展到现在, 基本分为以下两大系列:(1) 以北京北岛为代表的内置通道式加热炉, 其特点是: ①把蓄热室和炉体有机结合为一体, 结构紧凑, 占地面积小, 炉子外观整洁。
②蓄热体采用陶瓷小球, 价格低廉, 集中换向, 换向时间约180 s , 运行费用低。
③炉体热损失小, 热效率高, 很容易做到空气、煤气双预热,燃烧喷口密布, 炉温均匀性好, 钢坯氧化烧损低。
④炉型结构较复杂, 炉墙厚达l m , 对耐火材料的理化指标性能要求高, 对设计、施工的技术水平和经验要求高。
蓄热式燃烧技术在加热炉中的应用一、引言蓄热式燃烧技术自20世纪90年代从国外引进到国内,被广泛应用于钢铁行业,特别是在轧钢加热炉的应用上,通过不断消化吸收和创新改进,在节能减排方面取得了突出的成效。
高炉煤气作为高炉炼铁的副产品,由于热值低,常规情况下不能形成稳定燃烧,大量多余的高炉煤气不得不直接放散,造成了大气污染和能源浪费。
通过蓄热式燃烧技术的应用,将高炉煤气、助燃空气双蓄热后,能使高炉煤气及空气达到1000℃的高温,从而形成良好的燃烧效果。
该技术在轧钢加热炉上的应用取得了显著效果,将原先放散的高炉煤气变废为宝,降低了钢铁企业的整体能耗,减少了大气污染。
本文结合加热炉的设计工作实际,从烧嘴结构形式、火焰组织、换向阀优化布置等方面,探讨蓄热式燃烧技术在加热炉上的应用。
二、概况大冶某钢铁公司有一台高炉煤气双蓄热式加热炉,由我公司设计建造,于2019年元月建成投产,采用高炉煤气作为燃料,低热值为850×4.18kJ/Nm3,设计产能为120t/h(冷坯),主要钢种有10#,20#,45#,40Cr,Q345B,27SiMn,37Mn5等,钢坯规格主要有:150×150×7000—9000mm、180×220×7000—9000mm。
钢坯出炉温度为1200℃,单位热耗:≤1.3 GJ/t,氧化烧损:≤1%。
在设计中,我们采用的炉型为高炉煤气、空气双蓄热步进式加热炉,进出料方式为侧进侧出,单排布料,炉底水管冷却方式为汽化冷却,炉底步进机构由液压驱动,燃烧控制方式采用了先进的全分散脉冲燃烧控制技术。
三、蓄热式烧嘴的结构形式蓄热式烧嘴是蓄热式燃烧技术核心设备,主要由喷嘴、蓄热室、气室组成。
喷嘴是燃气和助燃空气喷入炉内的通道,也是烟气被吸入蓄热室的入口。
蓄热室内安装有挡砖和蜂窝体,挡砖为多孔的刚玉质砖,安装在靠近喷嘴的前端,对蜂窝体起到稳定和保护的作用。
蜂窝体一般采用刚玉莫来石质材料制成,其比表面积大,是蓄热小球的3-4倍,换热效率高,结构紧凑,受到越来越多用户的青睐和选择。
蓄热式与换热式加热炉比较!按余热回收方式划分,现有的加热炉主要包括换热式加热炉(常规加热炉)和蓄热式加热炉两种方式。
换热式加热炉的显著特征就是在加热炉上采用了一种在烟道内回收烟气余热的装置―换热器(又称预热器、热交换器)。
换热器是利用炉膛排出的废气(热流体)预热助燃空气、煤气(冷流体)的热工设备。
工作时,高温烟气和被预热空(煤)气同时流过间壁的两侧,烟气以对流和辐射传热方式将热量传给间壁的一侧(高温侧),经过间壁的导热传给间壁的另一侧(低温侧),再以对流或辐射传热方式将热量传给被预热空(煤)气。
蓄热式加热炉的烟气余热回收主要是通过炉体两侧的蓄热室来实现。
助燃空气经切换阀进入右侧通道,而后流经右侧的蓄热室吸收蓄热体储存的热量,把助燃空气预热到800℃-1100℃,再经过烧嘴喷入炉内;与此同时左侧切换阀与引风机相通,这样燃烧产物对物料加热后进入左侧通道,在蓄热室内将烟气热量大部分传递给蓄热体后,以150℃左右的温度经引风机排入大气中。
间隔一定时间(蓄热式燃烧技术常用的换向时间为30s200s)后系统运行进入后半周期,控制系统发出指令,切换阀动作,此时煤气和助燃空气从左侧烧嘴喷出并混合燃烧,这时右侧烧嘴变为烟道。
高温烟气经引风机的作用通过右侧,将其蓄热体加热后,以150℃左右的温度进入切换阀和引风机排入大气中,完成一个换向周期。
应用中两类加热炉均存在一定的问题和不足。
换热式加热炉主要存在的问题有:加热炉不能以低热值的纯高炉煤气为燃料;不能充分回收烟气余热,加热炉的热效率低等。
蓄热式加热炉主要存在的问题有:炉压高且波动大,炉口和炉体冒火严重,炉门易烧损;炉况难于控制;加热炉寿命短等。
随着企业生产工艺流程的改造,加热炉大型化成为满足现代化生产所必需,采用何种炉型何种方式实现加热炉的大型化值得期待。
若通过增加炉子长度或宽度的方法来实现加热炉大型化,有可能导致加热炉性能下降,因而此方法不可取。
若采用蓄热式加热炉炉型结构实现加热炉大型化,应考虑扩大蓄热室容积并增加引风机的排烟能力。
中央蓄热式热交换
蓄热式换热是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。
蓄热器内装有固体填充物(如耐火砖等),热、冷流体交替地流过蓄热器,利用固体填充物来积蓄和释放热量而达到换热的目的。
通常在生产中采用两个并联的蓄热器交替地使用。
蓄热式换热re#enerazive hit exchange工业s}r的换热方式之一。
利用固体填充物贮蓄热量以达到换热目的。
当气体通过时,根据气体的温度高于或低于填充物的温度。
可将热量传给填充物或从滇充物吸取热量。
常用于冶金工业,也用于化学工业等。
例如炼钢平炉和煤气炉常用来预热空气等。
蓄热式加热炉操作规程
《蓄热式加热炉操作规程》
一、操作人员应具备相关技术培训证书,了解蓄热式加热炉的基本原理和操作方法。
二、在启动蓄热式加热炉前,应检查设备是否完好,电气系统、水系统和燃气系统是否正常,确保安全。
三、操作人员应穿戴好防护装备,包括防护眼镜、耳塞、防护服等。
四、在启动加热炉前,应将燃料、水和电进行检查,并确认供应充足。
五、启动加热炉后,操作人员要对加热温度和加热时间进行监控和调节,保证加热效果。
六、操作人员在操作过程中要时刻留意加热炉的运行情况,一旦出现异常情况,应立即停止加热并报告相关负责人。
七、加热结束后,要及时关闭燃气阀门,切断电源,并清理加热炉周围的杂物和残渣。
八、每次操作结束后,都要对加热炉进行清洁和维护,确保设备干净整洁。
九、必须严格按照操作规程进行操作,不得擅自改变加热炉的工作参数。
十、加热炉操作结束后,应做好安全闭锁措施,以防止未授权人员进行操作。
十一、加热炉操作规程应定期进行更新和培训,确保所有操作人员了解最新的操作规程和安全知识。
十二、在使用过程中,如果发现设备存在问题或者操作方面需要改进,应及时向相关部门反馈并做出改进。
加热炉工培训讲义第一章 传热原理1.1 传热及传热的方式1.1.1 传热:不同温度的两个物体放在一起,不久便发现高温物体的温度降低了,低温物体的温度升高了。
这说明有一部分热量从高温物体传到了低温物体。
这种现象称为传热。
1.1.2 传热的方式:分对流传热、传导传热、辐射传热三种方式。
1.2 对流传热1.2.1 定义:依靠流体(液体或气体)本身流动而实现的热传递叫做对流传热。
1.2.2 自然对流传热:由于流体受热后体积膨胀、比重减小而上升,或流体冷却后体积收缩、比重增加而下降所产生的对流传热叫自然对流传热。
1.2.3 强制对流传热:依靠外力强制流动来实现的热量传递叫强制对流传热。
1.3 传导传热1.3.1 定义:物体通过接触,并没有发生物质的相互转移而传递热量的方式叫传导传热。
1.3.2 导热系数:单位厚度上存在1℃温差时所导热的热流值来衡量不同物质导热性能的差异,称为导热系数。
千卡/米*时*摄氏度1.3.3 传导热流的计算公式:()21t t sq -=λ 式中:q ——温降方向上的热流,千卡/平方米*时λ——导热系数,千卡/米*时*摄氏度s ——物体厚度,米21t t -——物体厚度上的温差,摄氏度。
1.4 辐射传热1.4.1 定义:物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传热。
辐射传热无需中间介质,热量传递不仅由高向低也由低向高的方式互相传递热量。
1.4.2 气体辐射传热:加热炉燃烧气体中CO 2、H 2O 、SO 2气体能够吸收和辐射能量。
这种气体的辐射传热对钢料的加热很重要,特别是采用煤气无烟燃烧的加热炉,火焰的绝大部分是靠燃烧产物中CO 2和水蒸气辐射传热传给钢料的。
1.5 热量在炉内的传递加热炉的烧嘴燃烧时,火焰中的热量靠对流和辐射方式传给炉壁和钢坯。
对流传热主要取决于贴近炉壁或钢坯表面的炉气流速。
为避免局部过热,火焰一般不宜冲着炉壁或钢坯,钢坯只与火焰的边缘接触,因此对流传热强度不大。
1.传热的基本方式及内容传热的基本方式有三种,它们是:①热传导;②对流;③热辐射。
2.热传导及其基本原理热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导,简称导热,在纯导热过程中,物体的各部分之间不发生相对位移。
基础原理:气体的导热是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果。
气体分子的与其温度有关,即高温区的分子运动速度比低温区的大,能量水平较高的分子与能量水平较低的分子相互碰撞的结果,热量就由高温处传到低温处,良好的导电体中有相当多的自由电子在品格之间运动,它们也能将热能从高温处传递到低温处。
而在非导电的固体中,导热是通过晶格结构的振动来实现的。
3.对流及热辐射的含义对流是指流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程,因而对流只能发生在流体中,在化工生产中常遇到的是流体流过固体表面时.热能由流体传到固体里面,或者由固体里面传入周围流体,这一过程称为对流传热。
热辐射当物质受热而引起其内部原子的复杂激动后.就会对外发射出辐射能。
这种能量是以电磁波的形式发射出来,并进行传播,当射到另一物体被吸收时,则又转变成热能.这种只与物体本身改变有关而引起的热射线的传播过程,称热辐射。
4.加热炉的辐射源1)火焰:悬浮着的游离炭。
2)烟气;Co2、H20、S02,N2等。
3)炉墙;炉墙温度高于炉管。
5.温度场一物体的内部.只要各点间有温度差存在,热就可以从高温度向低温度传导,即产生热流.而热流的大小,取决于物体内部的温度分布,物体(或空间)各点温度在任一瞬间的分布情况,称为温度场。
6.等温面温度相同的点所组成的面积为等温面.因为空间任一点不能同时有两个不同的温度.所以温度不同的等温面彼此不会相交。
7.导热系数导热系数表示物质的导热能力,是物质的物理性质之一,其数值常和物质的组成、结构、密度、压力和温度等有关。
8.固体的导热系数金属是良导电体.因而也是良好的导热体。
蓄热式步进加热炉1、技术来源蓄热式步进加热炉的确定是本公司经过技改淘汰两台耗能高的斜底加热炉。
顺应国家“十二五”节能减排规划中提出的推广应用蓄热式加热炉的政策落实的。
其技术来源采用济钢设计院和首钢设计院及北京蓄之杰公司在轧钢坯加热炉的基础进行现代化改造应用在热轧无缝钢管管坯加热系统而设计制作的。
2、基本结构主要由以下部分组成(1)炉底传动系统:由液压系统来完成的,使炉的活动梁进行升降及直线运动来完成矩形运动,完成管坯向前平行运动的全过程。
(2)钢结构炉体:主要是加热炉寿命的延长,斜底加热炉采用砖混结构最多用2-3年要进行大修,改造后加热炉可以使用3-5年,只需要进行维护保养即可。
(3)炉膛:这是决定加热管坯所使用加热介质比较关键的一个重要部位,其截面积的大小决定着用能的多少。
(4)蓄热式烧嘴:是炉子的核心所在,既要把炉膛内多余温度蓄存起来,又要把排烟温度从480℃-560℃降到100℃以下,而且还要把吹入的冷风加热到1100℃,减少氮氧化物进入炉膛减少管坯的氧化,增加产量。
(5)蓄热式烧嘴是在炉体两侧对称安装和使用的,是由蓄热箱、蓄热体及管道和换向阀组成的一个关键装置。
蓄热箱的大小和蓄热体的多少直接影响加热效果和用能量及排烟温度的高低。
换向阀每三分钟换向一次,即蓄热式烧嘴每三分钟正向切换进行燃烧对管坯加热,后三分钟反向切换,将炉膛内多余热量吸入蓄热箱由蓄热体将热量蓄集待下一个三分钟与天然气和热风一齐吹入炉膛完成一个加热循环,达到节能的目的。
(6)燃烧系统的控制:该炉子是由三段加热组成的。
分别是预热段(700℃上下)、加热段(1200℃-1300℃上下)、均热段(1250℃-1280℃).该炉子可根据钢种及直径设定最高加温极限值,到设定温度就不再燃烧不送风送气而且照常生产。
排烟温度在线测定、随时检测、自动控制,风机、引风机燃气均采用工业自动化PLC控制。
3、高效节能特点(1)热效率得到充分利用.一是传统炉子均用耐火砖保温砖砌筑而成,在使用过程中各加温区的温度不一样而造成砖的膨胀不一,容易造成炉顶掉砖、炉墙裂,平均3-6个月要进行修理,而该炉子1-2年只对炉底砖的磨损大小少量更换,炉顶2-3年只对外顶进行保温处理,炉墙基本不用处理,不用停产。
蓄热式电锅炉的工作原理蓄热式电锅炉是一种以储存热量作为主要方式的电加热设备。
它可以应用于供暖、热水等领域,具有很好的节能效果。
本文将介绍蓄热式电锅炉的工作原理。
工作原理蓄热式电锅炉是一种储能供暖方式,它将电能转化成热能并储存在热贮存体中。
热贮存体是由导热材料制成的,能够长时间储存热量。
在加热水时,热水会被用作传热介质,流经管道在热贮存体中传递热量。
当需要加热时,先将热水泵送至热贮存体中加热,然后再将热水送出,实现供暖、热水等功能。
此时,蓄热式电锅炉会发挥出它的节能优势。
加热在电锅炉开始工作时,它的加热元件会将电能转化成热能,将热量传送到热贮存体中储存。
当达到设定温度时,加热元件会停止加热,开始进入热贮存、蓄热阶段。
蓄热在蓄热阶段,热贮存体中的热量会保持一段时间,以便于后续供暖、热水等使用。
同时,蓄热式电锅炉会通过控制系统进行智能调节,保证最佳的加热效果。
供热在需要加热时,将热水泵送至热贮存体中加热,将加热后的热水送出配合供暖、热水使用。
因为热贮存体的特点,可以实现连续供暖不间断,同时也可以大大降低耗电量和电压波动。
优势和应用场景与传统的电锅炉相比,蓄热式电锅炉具有以下优势:•转换效率高:电能完全转化为热能,无能耗损耗;•热利用率高:通过储存热量,最大限度地利用热能;•节能环保:锅炉自带智能调节系统,确保最佳节能效果;•安全可靠:具有多重防护,包括过热保护、漏电保护等,确保使用安全。
因此,蓄热式电锅炉适用于以下场景:•家庭生活用水;•公寓、学校等集中供暖;•商业场所、工厂等需要供暖、热水的场所。
总结本文介绍了蓄热式电锅炉的工作原理及优势应用场景分析。
蓄热式电锅炉在节能、环保、安全可靠等方面具有很好的优势,因此在供暖、热水等领域具有广阔的应用前景,也是电加热设备的一个重要发展趋势。
加热炉工培训讲义第一章传热原理1.1传热及传热的方式1.1.1传热:不同温度的两个物体放在一起,不久便发现高温物体的温度降低了,低温物体的温度升高了。
这说明有一部分热量从高温物体传到了低温物体。
这种现象称为传热。
1.1.2传热的方式:分对流传热、传导传热、辐射传热三种方式。
1.2对流传热1.2.1定义:依靠流体(液体或气体)本身流动而实现的热传递叫做对流传热。
1.2.2自然对流传热:由于流体受热后体积膨胀、比重减小而上升,或流体冷却后体积收缩、比重增加而下降所产生的对流传热叫自然对流传热。
1.2.3强制对流传热:依靠外力强制流动来实现的热量传递叫强制对流传热。
1.3传导传热1.3.1定义:物体通过接触,并没有发生物质的相互转移而传递热量的方式叫传导传热。
1.3.2导热系数:单位厚度上存在1C温差时所导热的热流值来衡量不同物质导热性能的差异,称为导热系数。
千卡/米*时*摄氏度1.3.3传导热流的计算公式:q t1 t2s式中:q——温降方向上的热流,千卡/平方米*时导热系数,千卡/米*时*摄氏度s 物体厚度,米匕t2――物体厚度上的温差,摄氏度1.4辐射传热1.4.1定义:物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传热。
辐射传热无需中间介质,热量传递不仅由高向低也由低向高的方式互相传递热量。
1.4.2气体辐射传热:加热炉燃烧气体中C02、H20、SO2气体能够吸收和辐射能量。
这种气体的辐射传热对钢料的加热很重要,特别是采用煤气无烟燃烧的加热炉,火焰的绝大部分是靠燃烧产物中C02和水蒸气辐射传热传给钢料的。
1.5热量在炉内的传递加热炉的烧嘴燃烧时,火焰中的热量靠对流和辐射方式传给炉壁和钢坯。
对流传热主要取决于贴近炉壁或钢坯表面的炉气流速。
为避免局部过热,火焰一般不宜冲着炉壁或钢坯,钢坯只与火焰的边缘接触,因此对流传热强度不大。
火焰对钢坯的辐射传热有两个途径,一个是钢坯直接接受火焰的辐射热;另一个是以炉壁为介质传递热量。
蓄热式加热炉、蓄热式加热炉的分类和特点:1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空热方式。
按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。
其中向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。
全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。
2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点:①能将空气、煤气预热②充分利用烟气余热,③排烟温度低,氮氧化④每对烧嘴交替燃烧,到800~1000C的高温,有利于低热值燃料的利用; 节约燃料;物含量少,环境污染少; 炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。
二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。
蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4〜5倍。
同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3〜1/4。
采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。
蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3 左右。
蜂窝体壁薄,仅为0.5〜1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40〜80 秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。
气和煤气式和空气单预烧嘴式又分为全分散换与常规加热炉操作类似,由于换向时间短,因此换热周期内的炉温波动小,有利于炉温和钢坯加热温度的控制。
蓄热器的工作原理蓄热器是一种能够储存热能并在需要时释放的设备。
它在许多领域中被广泛应用,包括建筑物供暖、工业生产和能源储存等。
蓄热器的工作原理基于热传导和相变两个主要过程。
首先,让我们了解一下热传导。
热传导是指热能通过物质内部的分子碰撞而传递的过程。
在蓄热器中,常用的传导材料包括岩棉、陶瓷、水和盐等。
这些材料具有较高的热导率,可以有效地传导热能。
其次,相变是蓄热器工作的关键过程之一。
相变是指物质在特定温度下从一种状态转变为另一种状态的过程。
蓄热器中常用的相变材料包括蓄热水、蓄热盐和相变材料等。
这些材料能够在吸热或放热的过程中储存或释放大量的热能。
蓄热器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1. 储热阶段:当外部热源供应充足时,蓄热器会吸收热能并将其储存起来。
这一过程通常通过将热能传导到蓄热材料中实现。
2. 热储存阶段:在储热阶段结束后,蓄热器将保持一段时间的稳定温度,这段时间内它可以持续释放热能。
这是因为蓄热材料在相变过程中释放热能。
3. 热释放阶段:当需要热能时,蓄热器会将储存的热能释放出来。
这一过程通常通过将蓄热材料与需要加热的物体接触来实现。
在接触的过程中,蓄热材料会释放热能并将其传递给物体。
蓄热器的工作原理可以通过以下实例更加清晰地理解。
假设我们正在考虑一个用于建筑供暖的蓄热器。
在储热阶段,蓄热器会吸收来自太阳能或其他热源的热能,并将其传导到蓄热材料中。
在热储存阶段,蓄热材料会保持一定的温度,并持续释放热能。
当室内温度下降时,蓄热器会将储存的热能释放出来,以加热室内空气。
蓄热器的工作原理使其成为一种高效的能源储存和利用设备。
通过合理设计和选择适当的蓄热材料,蓄热器可以在热能供应充足时储存多余的热能,并在需求高峰时释放热能。
这种能源的储存和释放过程可以提高能源利用效率,减少能源浪费。
总结起来,蓄热器的工作原理基于热传导和相变两个主要过程。
通过吸收、储存和释放热能,蓄热器可以在需要时提供热能,提高能源利用效率,实现可持续发展的目标。
蓄热式加热炉传热基础知识
一 传热的基本方式
钢坯加热是通过炉内热交换过程进行的。只要有温度差存在
热量,热量总是由高温向低温传递,这种热量传递过程称为传热。传
热是一种复杂的物理现象,根据其物理本质的不同,把传热过程分为
三种基本方式:传导、对流和辐射。
1传导传热
没有质点相对位移情况下,物体内部或直接接触的不同物体因为
温度差,将热量由高温部分依次传递给低温部分的现象,称为传导传
热。
传导传热快慢主要影响因素有:
(1) 材料的导热系数。各种材料的导热系数都由实验测定。气体、
液体和固体三种比较来看,气体的导热系统一般比较小(仅为
0.006—0.58W/(m·℃)),液体的导热系数一般比气体大(在
0.09—0.7W/(m▪℃)之间),固体的导热系数一般比较大,其
中以金属的导热系数最大(在2.8--419W/(m▪℃)之间,纯银的
导热系数最高)。而且随着温度的变化,物体导热系数也随着变
化。
(2) 温度差。温度差越大,传导传热也越强烈,另外温差越大,传
热不可逆损失越大。
2对流传热
依靠对流的各部分发生相对位移,把热量由一处传递到另一处的
现象,称为对流传热。
对流传热主要因素不仅有物体的温度差,而且与下列因素有关:
(1) 流体流动的情况。
(2) 流体流动的性质。
(3) 流体的物理性质。
(4) 工体表面的形状、大小和位置。
3 辐射传热
依靠物体表面。对外界发蛇的电磁波(辐射能)来传递热量,当
辐射能投射到另一物体时,能被另一物体吸收又变成热能。这种依靠
电磁波来传递热能的过程叫辐射传热,辐射是一切物体固有的特征,
辐射传热不需要任何中间介质或物体的直接接触,在真空中同样可以
传播。
辐射传热主要影响因素:
| (1)辐射传热量的大小与辐射体的温度的4次方成正比,因此,
提高炉温对加热速度有决定性意义。蓄热式加热炉燃烧温度比常温燃
烧高许多,因此烟气的辐射传热效果远远好于常温燃烧。
(2)辐射传热量的大小与辐射体的黑度成正比,因此,提高加
热炉内壁和火焰黑度对提高加热速度和节能降耗有重要意义。
二 蓄热式加热炉炉内综合传热
在加热炉的炉膛内,热的交换过程是辐射、对流和传导同时存在,
我们把这种传热方式叫做炉内综合传热。
在炉内加热钢坯时,钢料与梁接触或钢料相互接触由传导方式得
到热量,与炉气接触由对流方式得到热量,高温炉墙和炉气通过辐射
方式将热量传给钢坯。
当温度在800℃以下时,加热炉内热量的传递主要依靠对流和传
导;当温度在800--1000℃之间时,加热炉内热量的传递主要依靠对
流和辐射;当温度高于1000℃时,加热炉内热量的传递主要依靠辐
射,被加热柸料所吸收的热量约有90%来自辐射方式。
钢坯的外部加热是决定炉子生产率效率的关键所在,的热交换过
程的目的在于如何提高钢坯的加热速度以提高生产率,以及如何减少
消耗以提高热效率。
1高温炉气的热量分配
高温炉气的热量分配方式为:
(1) 高温炉气以辐射和对流方式传给钢柸的热量。
(2) 高温炉气以辐射和对流方式传给炉内壁的热量。
(3) 烟气带走一部分热量。
2钢坯得到的热量
高温炉气以辐射和对流方式传给钢坯的热量和炉内壁以辐射方
式传给钢坯的热量之和。
3改善加热炉的传统
通过加热炉炉膛内的热交换过程的分析,可以得到以下结论:
(1) 正常工作的加热炉炉内的温度以炉气最高,钢坯最低,
炉内壁居中。炉气通过外部传热将热量传给钢柸,使
钢坯温度升高,而炉气失去热量。所以炉气必须不断
由燃料燃烧来补充,同时将低温排出炉外。
(2) 炉体本身不是一个热原体,炉内壁具有高温是因为它
吸收了炉气的热量。当炉内壁温度稳定后,它吸收的
热量除一小部分经过炉体表面失外,大部分给了钢坯,
因此,炉内壁在热交换过程中起到了一个传递热量的
中间介质作用。
(3) 炉内壁的面积对传热的影响很大。
(4) 炉内壁和炉气的黑度对于传热的影响很大。
蓄热式加热炉的炉内传热由于燃料燃烧温度的提高,辐射传热得
到加强,但由于排烟方式的改变,沿炉长方向的对流传热减少。
(注:素材和资料部分来自网络,供参考。请预览后才下载,期待你的好评与
关注!)