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工业炉窑炉热损失分析

添加时间:2018-11-02 最后编辑时间:10:32 浏览次数:

 

工业窑炉根据其炉型的不同,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,下面各项讨论炉窑中各种热损失的情况。
一、 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,一般可达到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。排烟热损失是工业窑炉热量损失的非常重要途径。
二、 气体不完全燃烧热损失
燃料燃烧时常常会产生CO、H2、CH4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。在烟气排出窑炉时,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。
三、 固体不完全燃烧热损失
进入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。
四、 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。散热损失是指窑炉的外壁及各种管道向外散失的热量,有些保温措施不好的窑炉往往有比较严重的散热损失。
对于一些周期性操作的工业窑炉,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。
五、 灰渣物理热损失
从炉窑中排除的高温炉渣所带走德尔热量就是灰渣物理热损失。
六、 工艺热损失
工件加热处理后自身要带走热量,有时工件所携带温度很高,生产工艺过程中造成工艺热损失。例如在煅造工艺中,工件被加热到700--800℃的高温。在工件被加热后,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是提高炉窑的热效率。
工业窑炉利用特点:
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。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。同事控制生成物的排放,防止环境污染。
在工业窑炉中,热量的传热方式有传导、对流、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窑炉中,热量可以通过传热的方式直接从燃烧传向物料。因此,燃料物料的颗粒大小,混合程度都对传热传递有着重要影响。对流对大多数工业窑炉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。