关于对工业炉窑节能技术问题的探讨
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工业炉窑自动化与节能设计探讨工业炉窑是工业领域中非常重要的设备,它们通常用于高温处理各种材料来达到不同的生产目的。
不过,炉窑操作的高温状态使得其能耗相对较高,所以如何实现炉窑自动化和节能设计是一个非常重要的问题。
本文将针对工业炉窑的自动化和节能设计进行探讨。
一、自动化设计方案自动化设计是通过增加设备自控能力,实现炉窑高温生产过程的自动化处理和控制。
自动化系统设计包括输入输出模块、自动控制模块、执行模块和人机界面模块等。
对于炉窑自动化设计方案,应该从以下几个方面考虑:1. 控制方式:炉窑的自动化控制方式应该采用PLC或DCS等自动化控制系统,根据实际需求,选择合适的控制方式,实现自动化控制。
2. 温度控制:温度控制是炉窑自动化控制的重要部分,应建立一个温度测量和控制系统,实时监测炉内温度,通过自动化控制系统调节炉火力、燃气量等参数来达到控制温度的目的。
3. 压力控制:部分炉窑需要控制炉内气氛不变的情况,如有氧炉和真空炉等,这时需要建立一个压力控制系统,通过监控炉内压力,调节气氛流量,维持炉内气氛不变。
4. 流量控制:部分炉窑需要控制流量,如加热炉需要控制加热量,冷却炉需要控制冷却速度等,在这些炉窑中要建立一个流量控制系统。
5. 监测系统:为了增加对炉窑生产状况的监测,在自动化控制系统中应加入监测系统,对炉窑运行状态进行监测,随时掌握炉内的生产情况,以便及时调整运行参数,提高生产效率。
二、节能设计方案由于炉窑是以高温为基础的设备,能源消耗相对较高。
因此,在炉窑的设计、操作和维护过程中,增加节能设计是非常重要的。
下面我们来看一下如何实现炉窑的节能设计:1. 减少开启次数:炉窑在开启时会耗费很多能源,因此,减少炉窑的开启次数可以有效减少能源的消耗,节约成本。
2. 优化传热方式:不同传热方式的能耗差别较大,传统的对流传热方式相对较为耗能,因此,可以采用辐射对流等传热方式,尽可能减少能量损失,提高能量利用率。
工业窑炉节能技术措施工业窑炉是工业生产中常用的设备之一,在电力、冶金、化工等行业广泛应用。
然而,由于传统的窑炉结构和工艺存在着能源消耗高、热效率低的问题,导致能源浪费和环境污染。
为了提高工业窑炉的能源利用率和节能效果,采取一些技术措施是非常必要的。
下面就是几种常见的工业窑炉节能技术措施。
第一,改进窑炉结构。
通过改进窑炉的结构设计,优化燃烧系统和传热系统,可以提高窑炉的热效率。
例如,采用先进的燃烧器和燃烧辅助设备,可以改善燃烧效果,提高燃烧效率;采用高效的换热器和余热回收系统,可以将废热回收利用,降低能源消耗。
此外,还可以设计保温层,减少热能的散失,提高窑炉的能源利用效果。
第二,优化燃料选择。
选择合适的燃料可以降低工业窑炉的能源消耗。
一种常见的做法是替代传统的燃料,如煤炭和柴油,采用替代燃料,如煤气、天然气和生物质燃料。
这些替代燃料能够提供更高的热值,同时不产生环境污染物,达到节能减排的目的。
另外,可以利用工业余热来进行燃烧,充分利用能源资源。
第三,加强测控系统。
通过加强工业窑炉的测控系统,可以实时监测和调控窑炉的运行状态,保证窑炉的正常运行和高效工作。
例如,可以安装温度、压力和流量传感器,实时监测窑炉内的温度、压力和气体流量等参数,根据实时数据进行调整,保持窑炉的最佳工作状态。
第四,开展能源管理和节能培训。
加强针对工业窑炉的能源管理和节能培训,提高操作人员的节能意识和技能水平。
通过合理使用和操作设备,减少人为操作失误和能源浪费。
此外,还可以制定能源管理制度,建立节能激励机制,激发员工的节能热情,提高节能效果。
第五,采用智能控制技术。
近年来,随着智能化技术的快速发展,智能控制技术在工业窑炉中的应用也越来越广泛。
智能控制技术可以实现对窑炉的自动化控制和运行管理,提高窑炉的工作效率和能源利用效果。
例如,利用物联网技术和大数据分析,实现对窑炉运行状态和能源消耗的实时监测和智能调节,及时发现问题和调整参数,提高窑炉的节能效果。
浅谈工业炉窑节能的途径摘要:工业炉窑的创造和发展对人类的进步起着十分重要的作用,早在中国的商代就已经出现了较为完善的炼铜炉窑,制作出了更是各样的青铜器。
在经济飞速发展的今天,工业炉窑依旧在经济发展中占据着重要地位,但是由于现阶段的工业窑炉生产水平较低,产生的能源消耗大,资源浪费严重,污染环境严重等各种问题与我国节能减排的发展目标不符。
这要求工业炉窑需要往节能方面发展。
关键词:工业炉窑;节能;途径引言随着我国经济的快速发展,工业炉窑节能问题越来越引起人们的重视。
工业炉窑在发展的过程中,其经济利益与环境利益存在着一定冲突,在工业炉窑生产过程中必须针对这个冲突进行全面思考,不要只顾眼前利益,必须综合考量各个方面的利益,采取科学完善的生产方式,以此减少资源的大量浪费。
对工业炉窑生产方式进行合理优化,在保证我国工业的稳定的同时,还可以为经济发展创造出更多的资源。
工业炉窑节能是一项非常复杂的工作,除了需要投入大量的人力、物力,以及财力之外,还要设置科学的生产流程。
就目前我国工业炉窑的发展现状而言,在设备的容量和性能上还存在一些不足与缺陷,导致在生产时严重浪费资源,制约了工业炉窑的发展。
因此,积极探索工业炉窑节能的途径具有重要意义,可以在极大水平上提高能源的利用率以及炉窑的生产效益。
1工业炉窑进行节能减排的重要意义工业化发展迅速,一定程度上促使工业炉窑有了更广阔的提升空间,工业炉窑是工业化建设过程中的重要组成部分,它在我国工业建设和经济发展中起着关键性作用。
但是,就像一个硬币,它会有正反面,工业炉窑也是同样的道理,它既有好的一面也有不好的一面,两者是相对立而存在的,但是又不可分割。
我国的工业炉窑在开展生产活动的过程中,面临一些困境,比如燃料在燃烧时,不能最大程度地燃烧完全,会导致燃料利用的效率很低。
燃料在炉窑内燃烧时,热效应不能完全发挥,造成对资源的严重浪费,而且还破坏环境,使得工业炉窑的运转不能高效进行和顺利开展。
工业窑炉节能技术措施工业窑炉是工业生产中常用的设备,主要用于加热、熔炼、干燥和烧结生产过程中的物料。
然而,由于工业窑炉需要大量的能源供应,其能耗高、效率低、排放污染物等问题日益突出,已成为制约工业生产可持续发展的重要因素。
因此,如何提高工业窑炉的节能效益成为了一个迫切的问题。
一、选择合适的燃料燃料的选择是影响工业窑炉能耗的关键因素之一。
在使用燃料时应优先考虑清洁、低碳、高效的燃料,如天然气。
天然气具有热值高、燃烧效率高、烟气排放少等优点,比其它燃料更适合于工业窑炉。
此外,可利用余热回收系统将排出的废热转化成电能或蒸汽,进一步提高能源利用效率。
二、采用优化的复合燃烧技术采用复合燃烧技术可有效降低工业窑炉的能耗及排放,提高其环保效益。
混合燃烧区块煤、生物质燃料、油类以及天然气等燃料,可以充分利用各种燃料的优点,实现优化的燃烧效果。
同时,采用喷射预混合燃烧技术、中心燃烧、径向燃烧等新型的复合燃烧技术,可进一步提高工业窑炉的热效率,减少氧化物、氮氧化物等有害气体的排放。
三、优化工艺条件工业窑炉生产是一个复杂的过程,包括加热、烘干、煅烧、烧结等环节。
在各个生产环节中,工艺条件的优化对能耗的降低和节能效益的提高起到重要的作用。
可以通过优化工艺流程、调节工艺参数等措施来实现。
四、引入智能控制技术引入智能控制技术,对工业窑炉的节能效果也有显著的影响。
智能控制系统不仅可以根据温度、氧含量、排放物等信息来自动调节工艺参数,还可以通过大数据云计算等技术来实现更加精准的控制和预测,进一步提高生产的效率和减少能源的消耗。
综上所述,通过采用合适的燃料、优化的复合燃烧技术、优化工艺条件和引入智能控制技术等措施,工业窑炉的节能效果可以得到大大提升。
在未来的工业生产中,我们应坚持绿色节能的理念,减少能源的浪费和污染,促进可持续发展。
工业炉窑自动化与节能设计探讨在当前环境保护和资源节约的大背景下,工业炉窑自动化与节能设计成为了一个热门话题。
本文将探讨工业炉窑自动化和节能设计的意义、现状以及未来发展方向。
工业炉窑自动化的意义在于提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和实现安全生产。
通过引入自动化控制系统,可以实现炉窑的智能化操作和自动化控制。
可以使用传感器和仪表来监测炉窑的温度、压力、湿度等参数,并根据设定的工艺要求自动调整炉窑的运行状态。
还可以实现炉窑的远程监控和远程操作,方便管理人员随时掌握生产情况和进行调度。
在节能设计方面,工业炉窑的能源消耗通常占据整个生产线的大部分成本。
节能设计对于提高企业竞争力和可持续发展至关重要。
可以通过炉窑的热能回收来降低能源消耗。
可以添加烟气余热回收装置,将烟气中的热能转化为热水或蒸汽供应给其他设备或生产线。
可以通过改善燃烧工艺和燃料选择来降低能源消耗。
可以选择高效的燃料和燃料燃烧器,提高燃烧效率和热利用率。
还可以使用先进的隔热材料和热工设计,减少热能的散失和流失。
目前,工业炉窑自动化和节能设计已经在一些企业和行业得到了广泛应用。
钢铁、有色金属、建材等重工业生产过程中大量使用炉窑,通过自动化控制和节能设计,可以大幅度提高生产效率和降低能源消耗。
电子、化工、制药等行业中的小型炉窑也开始逐步实现自动化和节能设计,以提高产品质量和降低生产成本。
未来,工业炉窑自动化与节能设计将朝着更加智能化、高效化和环保化的方向发展。
随着物联网技术和大数据技术的发展,炉窑的自动化控制系统将实现更加智能化的操作和管理。
可以通过物联网技术实现设备之间的互联和信息共享,将炉窑的运行数据实时传输给管理人员,并通过大数据分析来优化生产工艺和运行模式。
随着新能源和清洁能源的推广应用,炉窑能源消耗将更加环保和节能。
可以采用太阳能、风能等新能源替代传统能源,以减少对环境的影响。
工业窑炉节能技术措施在工业生产中,窑炉常作为生产过程中的关键设备使用。
然而,传统的窑炉存在能源利用效率低下的问题,这不仅令企业在生产成本上存在较大压力,也加剧了环境污染的程度。
为此,采取一些节能技术措施已经成为了目前窑炉设计建造和使用中的重要问题。
窑炉节能技术措施的意义窑炉作为工业生产过程中耗能量非常大的设备之一,其能源利用问题是影响生产成本和环境保护的关键之一。
充分利用各种可利用的节能技术,对于提高窑炉能源利用效率,减少企业生产成本,推动产业节能减排等具有重要意义。
节能技术措施1. 窑炉内部结构优化设计窑炉内部结构的优化设计是减少炉内能量损耗的重要技术方案。
通过优化窑炉的形状、尺寸、炉膛内部抗氧化涂层等,可以降低炭化物质量、促进燃料和空气的混合,减少干燥和煤气化的能量消耗。
2. 燃料改良技术燃料改良技术是现代化节能技术的重要范畴之一。
在窑炉运行过程中,燃料是产生炉内高温的物质之一,因此利用更加高效的燃料,如优质煤、天然气等,需要进行燃料的优化选择。
3. 窑炉的热能回收技术热能回收技术是窑炉节能的有效方法之一。
通过在窑炉的废气中配置热交换器,可将废气中的热能回收,从而获得更多的能量。
这样在整个生产流程中可将一定的热能回收,从而有效减少能源消耗。
4. 窑炉运行监测和运维技术窑炉运行监测和运维技术是窑炉节能保障的关键。
通过对窑炉运行过程中的各项参数进行监测,及时发现问题,并采取正确的方法来解决,可以有效地保障窑炉的升温效率,也可以及时发现和消除缺陷。
此外,采用智能节能设备,可以有效地对窑炉进行精细化管理,为企业实现科学化生产管理创造良好前提。
窑炉节能技术措施的创新随着科技创新不断深入,窑炉的节能技术措施也需要不断创新。
窑炉集成式节能系统、能源在线监测平台和大数据分析技术的应用等都是窑炉节能技术创新的重要方向。
结论由于窑炉是工业生产过程中派不可少的设备之一,其能源利用效率的提高具有重要意义。
通过对窑炉内部结构进行优化设计、采用高效燃料、利用热能回收技术和智能节能设备等,可以有效地提升窑炉的能源利用效率,降低企业生产成本和能源消耗。
工业窑炉节能技术措施在工业生产中,窑炉是不可或缺的设备之一,窑炉使用也是耗能最大的环节之一。
因此,采取有效的节能措施,是每个企业必须要面对的问题。
本文将对工业窑炉节能技术措施进行详细介绍。
节能技术措施1. 提高窑炉的热效率1.1 预热燃料和进料窑炉的热效率与燃料和进料的温度相关。
因此,提高燃料和进料的温度,能够有效提高窑炉的热效率。
在窑炉生产过程中,部分废气和煤气是可以通过余热回收系统进行再次加热,然后用于加热燃料和进料。
使用废气和煤气的余热回收和再利用,不仅可以节约能源,并且能够降低工厂的污染排放。
1.2 选择合适的燃料燃料的选择直接影响到窑炉的耗能情况。
通常来讲,较为节能的燃料,包括天然气、粉煤灰、飞灰等。
对于工业窑炉,选用合适的燃料不仅可以节约能源,而且可以降低窑炉运转时的排放。
2. 优化窑炉操作2.1 控制窑炉的进气量在窑炉操作中,合理调节进气量可以起到节能的作用。
具体来讲,通过控制窑炉的进气量,使得燃烧充分,避免短路现象的产生,从而提高燃气利用率。
2.2 数字控制技术利用数字化技术对窑炉操作进行控制,减少了人为因素的干扰,可以有效控制窑炉的热效率。
同时,数字控制技术还能够提高生产效率,降低生产成本。
3. 窑炉换热器的优化3.1 换热器的清洁在窑炉的换热器中,存在着大量的积灰,这会导致换热器效率的降低。
因此,定期对换热器进行清洁是必要的。
对于换热器的清洗,可以使用高压气体或者蒸汽进行冲洗,也可以使用高压水枪进行清洗。
3.2 使用高效换热器在窑炉生产中,采用高效换热器能够有效提高窑炉的热效率。
目前市面上普及的高效换热器主要有板式、螺旋式和轴流式等。
采用高效换热器可提高窑炉的热效率。
总结以上就是工业窑炉节能技术措施的相关介绍。
除了以上措施外,还有很多其他有效的节能措施,如组织技术革新、减少工艺流程、采用新型材料等等。
工业生产和环境保护的紧密联系,需要企业在发展经济的同时,不断追求创新,提高技术水平,为节能减排做出应有的贡献。
工业炉的节能技术及其应用工业炉是工业生产过程中不可或缺的设备,常用于加热、熔化和加工各种材料。
然而,工业炉在使用过程中存在能源浪费、污染排放等诸多问题,研究和应用炉的节能技术是必要的。
本文将介绍几种常见的工业炉节能技术,并探讨其应用前景。
一、先进燃烧技术传统的工业炉燃烧方式往往不够高效,存在很大的能量浪费。
先进燃烧技术能够将燃料充分燃烧,提高燃烧效率,同时降低尾气排放,减少环境污染。
笔者认为,先进燃烧技术是近年来比较受关注的节能技术之一。
例如,循环流化床燃煤技术是一种先进的燃烧技术。
这种技术拥有高效的气固分离装置,能够将燃煤精细磨碎,使之在燃烧时充分反应,提高热效率。
此外,循环流化床燃煤技术能够减少氮氧化物和二氧化硫的排放,对环境友好。
二、余热回收技术在传统的工业炉中,废气中的热能往往被浪费掉,而余热回收技术能够将热能回收利用,使能源利用率得到提高。
炉内余热回收技术是一种常见的余热回收方式。
具体来说,将高温废气通过换热器进行热交换,使换热器中的介质被加热,进而实现热能回收。
这种方式的优点在于,回收的热能较为集中,有利于利用。
三、集成化节能技术集成化节能技术是近年来比较流行的节能方式,该技术不仅考虑工业炉本身的节能,也考虑了工业炉与其他设备之间的协同作用。
这种技术模式能够针对不同的生产过程,设计并整合出一套全面的节能方案,取得的节能效果较为显著。
以工业锅炉为例,集成化节能技术可以通过设计管道系统,将废烟气中的热量回收利用,提高热能效率。
此外,通过安装节能外壳,避免热量逃失,进一步提高了节能效果。
四、先进材料的应用先进材料的应用是当前热点的研究方向之一,这种材料在工业炉的节能中也有很大潜力。
例如,采用高温陶瓷材料为内防护层的感应炉,能够抵御高温热量对炉身的侵蚀,延长了炉的使用寿命。
同时,由于材料的高温稳定性,也能够提高炉的转换效率。
五、应用前景工业炉的节能技术虽然已经得到了广泛的研究和应用,但是笔者认为,其应用前景还有很大的发展空间。
工业炉窑节能途径阐述与探究发布时间:2022-06-27T02:06:31.077Z 来源:《中国电业与能源》2022年第4期作者:徐然[导读] 工业炉窑不但改变了现代生活和生产方式,也对人类生活活动和生产有更加积极的意义徐然宝武重工马钢重机安徽省马鞍山市 243000【摘要】:工业炉窑不但改变了现代生活和生产方式,也对人类生活活动和生产有更加积极的意义。
我国的炉窑使用历史较长,早在商代就已经有了完善的炼铜炉窑技术,研制出了较多青铜器。
随着时代变迁和科技发展,工业炉窑的生产积极性、环保型也成为了企业关注的重点。
本文针对工业炉窑对现代生产的影响,提出相关有效的节能减排措施,希望能够为我国的现代生产提供参考借鉴。
【关键词】:工业炉窑;节能;环保如今,我国的现代工业技术发展迅速,工业炉窑也有效带动了经济发展,与此同时,工业炉窑的节能问题也引起大众的关注。
本文针对现代炉窑生产中的环保问题进行研究,希望能为我国的工业炉窑可持续发展和节能生产有积极促进作用。
1.分析工业炉窑节能生产的价值和意义工业炉窑是现代社会发展和进步的重要体现,标志着工业化的发展以及人类工业化文明的创新。
工业炉窑在工业化生产中有能源供给的积极意义,是我国工业生产的基础。
虽然工业炉窑可以促进我国的现代生产建设,同时促进经济发展,但是在此背景下会导致能源消耗过剩、环境污染严重等问题。
与此同时,在实际的工业炉窑生产中也存在着燃料燃烧不充分等问题。
从现有的能源损失情况来看,工业炉窑在生产中的烟气会携带一些能量,排烟损失会引起热量散失;工业生产中,燃料燃烧会产生较多的可燃气体,在烟气排放部分气体没有被充分燃烧导致热量损失;在实际的生产中,消耗热量的可持续循环利用效果不佳,导致了环境污染严重、能量流失严重,这些都影响和限制了我国的工业炉窑的可持续发展。
为了进一步让工业炉窑改革,促进经济增长,工业炉窑需要坚持能源改革和可持续发展。
从现代的经济现状来看,我国属于人口大国,在经济不断增长的背后我国对能源的需求量也有较大增加,节约资源是我国现代生产和发展中需要关注的问题。
工业炉窑自动化与节能设计探讨随着工业的发展,工业炉窑在生产过程中起着至关重要的作用。
传统的工业炉窑存在能源消耗大、生产效率低、环境污染严重等问题。
为了提升工业炉窑的生产效率,降低能源消耗,减少环境污染,工业炉窑自动化与节能设计成为了炉窑行业的热点话题。
本文将围绕工业炉窑自动化与节能设计进行探讨,以期为相关产业的发展提供有益的参考。
一、工业炉窑自动化的意义工业炉窑的自动化,主要是指通过先进的自动控制系统,实现对炉窑运行全过程的自动监控和控制。
相比于传统的手动操作,工业炉窑的自动化具有以下几点重要意义。
1. 提升生产效率。
工业炉窑的自动化能够有效提高生产的连续性和稳定性,减少因人为操作而引起的误差,降低了生产过程中的停机时间,从而提高了生产效率。
2. 减少人力成本。
传统的工业炉窑需要大量的人力进行操作和监控,而通过自动化系统,可以大大减少对人力的依赖,降低了人力成本。
3. 提高产品质量。
工业炉窑自动化系统可以精确控制生产过程中的各个参数,保证了产品质量的一致性和稳定性,降低了因人为操作而引起的产品质量波动。
4. 降低能源消耗。
自动化系统可以根据实际生产需要,灵活调节炉窑的运行参数,有效降低了能源的消耗,降低了生产成本。
5. 减少环境污染。
通过自动化控制系统,可以实现对废气排放的监测和控制,减少了环境污染的程度。
二、工业炉窑节能设计的原则工业炉窑的节能设计是指在炉窑的设计、制造和运行过程中,充分考虑节能目标,采取各种技术措施,降低能源消耗,提高能源利用效率的过程。
1. 选用节能材料。
在炉窑的设计和制造过程中,应选用节能材料,如隔热材料、保温材料等,降低炉窑的热量损失,提高能源利用效率。
2. 优化设计结构。
通过优化炉窑的结构设计,合理布局炉窑内部的加热元件和传热设备,减少传热阻力,提高传热效率,降低能源消耗。
3. 采用高效节能设备。
选择高效节能的炉窑设备,如高效燃烧器、节能换热器等,提高燃烧效率,减少燃料消耗。
关于对工业炉窑节能技术问题的探讨湖南欧吉能源科技有限公司2012年7月目录1.工业窑炉中燃料燃烧及热利用特点 (1)1.1燃料的燃烧过程 (1)1.2热利用特点 (3)2.工业窑炉中主要的热损失 (4)2.1 排烟热损失 (4)2.2 气体不完全燃烧热损失 (4)2.3 固体不完全燃烧热损失 (5)2.4 炉体热损失 (5)2.5 灰渣物理热损失 (5)2.6 工艺热损失 (5)3.工业窑炉的节能技术途径 (6)3.1 工业窑炉的节能改造 (6)3.2 工业窑炉的主要节能技术 (8)4.工业窑炉节能技术应用实例 (11)4.1 富氧燃烧技术 (11)4.2 蓄热式高温燃烧技术 (12)4.3 水泥窑余热发电技术 (15)4.4 高炉煤气余压发电技术 (17)关于对工业炉窑节能技术问题的探讨1.工业炉窑中燃料燃烧及热利用特点工业炉和工业窑通称工业炉窑.主要是指那些利用燃烧反应进行热利用的装置。
炉多用于冶金和机械系统;窑则多用于硅酸盐工业系统。
在工业炉窑的能源结构中,主要以烧煤为主,在冶金工业中约占70%,其次是电力,另有一部分炉窑以油、天然气为燃料。
对燃油、燃气的炉窑而言,其燃烧效率较高;而对燃煤炉窑而言,其燃烧效率较低,且燃烧稳定性较差,不易使气氛与温度稳定。
1.1燃料的燃烧过程1.1.1煤的燃烧煤是工业炉窑中的主要燃料。
煤在电站锅炉中以煤粉燃烧为主,在工业锅炉中以层燃为主,但在工业炉窑中还常与物料混燃。
因此在工业炉中煤的燃烧更为复杂,更加多样化。
煤颗粒的燃烧大致可分为加热干燥、着火、可燃物燃烧等过程。
燃料进入炉内后,受到炉内高温烟气、炉墙、燃料层的辐射与对流换热而被加热升温,水分逐渐逸出直至完全烘干。
这一阶段需要供给足够的热量,没有对氧气(空气)的需求。
随着温度继续升高,燃料开始热分解并析出挥发分。
不同燃料析出挥发分的温度也不一致,从褐煤到无烟煤,温度约为130~400℃。
此外,挥发分的析出量还与加热速度有关,层燃炉与煤粉炉加热速度慢,挥发分的生成量少。
挥发分达到一定浓度和温度时就着火燃烧,并放出大量的热,为焦炭的燃烧提供了条件,挥发分的燃烧是扩散燃烧.其燃烧速度取决与空气向挥发分燃烧火焰表面扩散的速度。
挥发分燃烧使温度进一步升高,从而逐渐进入焦炭燃烧阶段,焦炭燃烧是表面燃烧,其燃烧速度取决于燃料中可燃碳和氧向焦炭表面的扩散速度。
当温度低于900~1000℃时,化学反应速度小于氧气向反应表面的扩散速度,氧气的供应很充分,化学反应速度决定了总的燃烧速度。
当温度高于900~1000℃时,化学反应速度随温度升高呈指数增加。
到一定温度后会超过氧向表面的扩散速度,此时总的燃烧速度就取决于氧的输送速度。
通常的燃烧工况处于上述两种情况的过渡区,因此燃烧温度和氧向表面的扩散速度都对燃烧有着很重要的影响。
燃料在可燃物燃尽后就形成了灰渣燃料颗粒是由外而内燃烧的,因此煤粒外都会先形成灰壳。
灰壳包住煤粒内的可燃物,阻止氧气向内部扩散,使得燃烧难以进一步进行,这在用灰分高的燃料时更为严重。
综上所述,燃料的燃烧是一个复杂的过程,燃烧用空气、温度和燃烧时间对燃料的燃烧有着很重要的影响,不同的燃烧阶段对这三个燃烧条件的要求也各不相同,很好的组织这些燃烧条件可以取得良好的燃烧工况。
1.1.2油和气的燃烧油是液体燃料,与煤相比,油更易于着火和燃烧,油的沸点低于其着火温度,因此燃烧在气态下进行。
油受热后首先汽化成油蒸气,油蒸气与空气混合达到一定的温度时开始着火、燃烧。
要强化油的燃烧,就要保证有良好的雾化和混合。
当雾化不良时,油滴过大,燃烧时油滴破裂会产生大量的焦块,当混合不良,空气不足时,即使雾化效果好,也会发生热分解,产生炭黑。
这些焦块和炭黑很难燃尽,造成机械不完全损失。
气体燃料主要是煤气、天然气和石油液化气。
气体燃料含灰分极少,不存在燃尽问题.因此燃烧过程由着火和燃烧组成。
根据燃气和空气在进入燃烧室之前是否进行预混合,燃气的燃烧可分为扩散燃烧、无焰燃烧和大气燃烧三种。
扩散燃烧不进行预混,燃烧由燃气与空气的扩散混合决定;无焰燃烧在燃烧前完全混合,具有燃烧速度高.燃烧强度大等特点;大气燃烧介于两者之间,火焰内锥面为动力燃烧,外锥面为扩散燃烧。
1.2热利用特点不同的工艺和对象进行热利用的方式互不相同。
例如在高炉炼铁中,热风从炉底吹入,使与炉料混合的焦炭燃烧,同时加热炉料,实现工艺要求。
这其中有燃烧火焰直接混合接触加热,也有烟(燃)气与炉料的对流换热,实际上是多孔介质中的燃烧传热。
电阻炉中,热量的传递主要是通过炉墙与工件间的辐射进行加热。
在砖窑炉中.燃料与工件交替码放,燃料燃烧的同时将热量传递给旁边的工件,也有砖(瓷)窑、烘干窑中主要靠辐射或对流实现加热有些工艺则需要先在锅炉中生成蒸汽,再通过蒸汽将热量传递给工件。
工业窑炉既是燃烧设备又是传热设备,显然,燃烧和传热对热利用起至关重要的作用。
窑炉的热工过程包括内部热交换,外部热交换,燃烧过程和窑内气体流动过程。
燃烧过程直接影响到产品的产量、质量和燃料消耗。
提高窑炉热工性能的前提条件是改进燃烧过程并提高燃放效率其实质是燃烧技术的应用,因此应掌握炉窑燃烧的特点。
分析燃烧过程的特点,合理组织气体的流动过程和燃料燃烧过程,同时控制生成物的排放,防止环境污染。
在工业炉窑中,热量的传递方式有传导、对流和辐射。
炉窑内的传热是多种传热方式组合在一起的复杂的物理化学过程。
在燃料与物料混烧的炉窑中,热量可以通过热传导的方式直接从燃烧传向物料。
因此,燃料物料的颗粒大小,混合程度都对热传递有着重要的影响。
对流对大多数工业炉窑都是非常重要的传热方式。
高温的烟气冲刷加热表面,不断将热量传递给物料或工件烟气的成分、流向、流速、加热表面形状等因素都会对对流换热系数产生很大的影响。
在工业炉窑中燃料、烟气、炉体都处于高温状态,因而会有很强的辐射换热。
影响辐射换热效果的因素很多,如辐射体的温度,角系数、灰度系数等。
合理的设计大大提高了辐射换热的效果。
2.工业窑炉中主要的热损失工业炉窑根据其炉型的不同,炉窑中热量损失的途径也各不相同。
但是,诸如排烟热损失、不完全热损失等热量损失途径是各种炉窑所共有的,下面分别讨论炉窑中各种热损失的情况:2.1 排烟热损失烟气离开炉窑时的温度大大高于冷空气的温度,一般可达200~300℃,在未进行余热利用处理时,排烟温度甚至可高达600~700℃,造成排烟热损失。
排烟热损失在热量损失中占很大一部分。
2.2 气体不完全燃烧热损失燃料燃烧时常常会产生CO、H2等可燃气体,有时为满足工艺要求。
在炉窑中的某些地段为还原性气氛.这时也会产生许多可燃气体。
在烟气排出炉窑时,部分尚未燃烧的可燃性气体也被排出了炉外,从而构成了气体不完全燃烧损失。
气体不完全燃烧热损失在一些特定工艺要求的炉窑中占据了比较重要的地位。
2.3 固体不完全燃烧热损失进人炉窑中的燃料往往不会被全部烧尽。
这些未燃烧的燃料中.大的颗粒会通过灰斗、炉渣排除,小的颗粒则随烟气飞出炉外。
2.4 炉体热损失炉体的热损失包括散热损失、蓄热损失、孔洞辐射损失和逸气损失。
其中最主要的是散热损失和蓄热损失。
散热损失是指炉窑的外壁及各种管道向外散失的热量,有些保温措施不好的炉窑往往有比较严重的散热损失。
对于一些周期性操作的工业炉窑,如某些加热炉、热处理炉常常将物料加热到工艺要求的高温,然后进行保温、降温直至成品出窑。
炉体的温度也会相应的发生周期性的变化,从而引起炉体的蓄热损失。
连续作业炉在停炉、开炉时也会有蓄热损失。
2.5 灰渣物理热损失从炉窑中排出的高温炉渣所带走的热量就是灰渣物理热损失。
2.6 工艺热损失工件加热处理后自身要带走热,造成工艺热损失。
有时工件所携热温度很高,热品质极好。
例如在锻造工艺中,工件被加热到700~800℃的高温。
在工件被加工后,往往将工件自然冷却,从而将热量白白浪费掉,采取措施利用这些热量就可以提高炉窑的热效率。
3.工业炉窑的节能技术途径工业炉窑的类型繁多、用途多样。
因此,工业炉窑的节能技术改造途径很多。
在实际应用中,对于不同类型的炉窑需要根据具体情况采取合理的节能技术改造方案。
3.1 工业炉窑的节能改造目前,对现有工业炉窑进行节能改造是工业炉窑节能最主要和最有效的措施之一。
其节能改造的内容很多,主要有热源改造、燃烧系统改造、炉窑结构改造、炉窑保温改造、控制系统节能改造以及烟气余热回收利用改造等。
3.1.1热源改造通过改造工业炉窑的热源可以有效减少其能源消耗,其改造内容可因炉窑种类的不同而异。
例如,将炉窑的燃料由燃油改为燃用工艺过程回收的燃气,有的将燃油、燃气改造为电加热等。
3.1.2燃烧系统改造对于燃油和燃气炉窑,燃烧系统改造主要是采用新型燃烧器取代老式燃烧器。
例如,采用平焰、双火焰、高速、可调焰等新型烧嘴,可节能5%~10%;有条件时可利用回收烟气的余热来预热助燃空气,采用机械化加煤或煤粉燃烧对燃煤炉窑进行改造等。
3.1.3炉窑结构改造工业炉窑的种类繁多,其结构也因行业、工艺的不同而异。
随着科技的进步和能源环保政策的实施与市场要求,工业炉窑的结构也在不断改进与更新。
通过工业炉窑的结构改造,可以有效改善燃烧状况、缩小散热面积、增大炉窑的有效容积,从而达到减少能源消耗和提高产品质量和产能的目的。
3.1.4炉窑保温改造工业炉窑的保温状况与其能源消耗直接相关,特别是对于运行温度在数百甚至上千摄氏度以上的炉窑尤为重要。
因此,采用新型保温材料或改善炉窑的保温状况是一项非常重要的节能措施,达到既减少燃料消耗,又改善操作环境的目的。
例如,可将炉体改造为由耐火砖或轻质耐火砖加耐火纤维和保温材料构成的复合结构;采用复合浇注料吊挂炉顶,减少炉顶散热等。
以玻璃熔窑为例,由于玻璃熔窑的散热面积大、外表面温度高,其散热量约为总热量的20%~30%,尤其在用重油作燃料和使用电熔耐火材料后,散热损失更大。
采用窑体保温后,燃料可节省15%~20%,火焰温度可提高20~30℃。
3.1.5炉窑烟气余热利用改造炉窑烟气余热的回收利用改造的途径很多,如采用合适的烟道换热器和余热锅炉等回收烟气的余热,根据烟气余热的不同温度水平,可利用烟气预热助燃空气或利用余热发电等,既可有效降低排烟温度,也可收到良好的节能效果。
3.1.6炉窑密封改造炉窑密封改造的目的是提高其密封性以减少冷空气的渗入和热空气的泄漏所造成的热损失。
例如可以尽可能减少开孔与炉门数量,采用浇注料炉衬结构外加炉墙钢板等。
3.1.7控制系统改造控制系统改造主要是将采用手动控制或半自动控制系统改造成自动控制系统或对已有自动控制系统进行升级改造和优化,按产品工艺要求,对炉窑的运行过程进行自动控制,使炉窑在良好的工况下运行,可以取得良好的节能效果。
3.2 工业炉窑的主要节能技术工业炉窑类型繁多、应用领域很广。