蓄热式连续加热炉温热制度的研究.pdf

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1、全国能源与热工2004学术年会蓄热式连续加热炉温热制度的研究田红蔡九菊赵渭国王连勇刘汉桥(东北大学热能与环境工程研究所国家环境保护生态工业重点实验室110004)摘要建立了蓄热式连续加热炉传热封闭灰腔辐射模型，根据模型研究了加热妒的温热制度。研究表明：随着空气消耗系数的增大，单位热耗增大．生产率降低，近似呈线性关系；不同生产率下的最佳燃料分配比保持燃料比为048：O42：0．1不变。关键词蓄热式连续加热炉数学模型温热制度燃料分配比StudyontheTemperatureandHeatRegimeoftheRegenerativeContinuousHeatingFurna

2、ceRanHongCaiJiujuZhaoWeiguoWangLianyongLiuHanqiao(InstituteofThermalandEnvironmentEngineering。SEPAKeyLaboratoryonEco-industry,NEU110004)ABSTRACTAmodcloftheregeneratorsandcontinuousheatingftlrnaceisestablishedInthismodel．thetemperatureandheatregimeisstudiedTheresearchresultsshowedthatwithth

3、eimprovementoftheairconsumption,tIIespecificbeatconsumptionincreasesandthethermalloadoffurnacedecreases．"／'hebestfuellx'rtionofdifferentprodoctivi寸offhITIaCeisnotchangewiththethermalIoadoffuma∞．Anditis0．48：0．42：0．I．KEYWORDSregenerativecontinuousheatingfurnace，mathematicalmodel，tempemturnan

4、dheatregime，fuelportion1前言2．1能量平衡方程式的建立蓄热式连续加热炉是20世纪末随着高温低氧燃烧技术(HTAC)成功开发而涌现的新一代节能环保型加热炉。该类加热炉不仅能实现大幅度节能、降低燃耗、减少污染物排放量，而且能优化工业能源结构，使用低热值燃料，是2l世纪连续加热炉技术的发展方向”ol。由于这种炉型应用较晚，对其温热制度的研究进行很少。而炉子的温热制度将影响到炉子的生产率、热效率、加热质量、炉体寿命、操作条件等。几乎全部的热工操作在于控制炉子的温热制度。为了提高炉子的热效率，达到进一步节能的效果。很有必要对其温热制度进行研究。连续加热炉的温热

5、制度包括炉温制度和供热制度。炉温制度是指炉内的温度分布。主要是沿炉长方向上的温度分布；供热制度是指炉内的供热分配，它和炉温分布是互为因果的。本文采用理论法·针对蓄热式连续加热炉炉内热工过程特点，在此采用封闭灰腔辐射模型口l对温热制度进行了研究。2模型建立1382．1．1假设条件(1)每个区域内的炉气温度均匀、成分均匀，并且炉气具有吸收一发射性，不具有散热性；(2)区域内各真实壁面视为漫射、等温灰体壁面；(3)由于炉腱长度远大于炉膛高度，认为炉膛温度只沿炉长方向变化。2．1．2模型的建立⋯。⋯根据炉子的结构和供热特点，将炉膛沿炉长方向划分为M个区域，区域高度为炉膛高度，如图l

6、。翻坯段圈I妒内区域划分示意图对单个区域i进行传热分析，整个区域是一个独立的辐射换热区。壁面间、壁面与气体的辐射换工业炉窑热工热仅在区域内进行．区域间的辐射换熟通过假想面进行。建立第i区域的炉气平衡方程为：SGj,E,j+∑船∥E。一4K．,Vs,Tg：+GGj，％巧+∑弭％+Qc．．+Q，。+‰。=oi区域i与区域j．1间的有效辐射为：1r]’I昱；=E扩=÷1∑SZ≈E。+∑W'Z#E。+GZ。口巧一。I式中：SG、WG、GG、ZG、SZ、WZ是辐射全面积：E娃，￡讪，E，是辐射力，w·掰-2；K础是炉气辐射减弱系数，×10_5巧1·M一；k，j是下标；i，i．1是上标

7、；％是炉气温度，K：见，是对流换热，W；y。。是气体容积，m3；a是波尔兹曼常数，KW／rm2·K4J：A，是假想面面积，m2；QgJ是炉气带出热量，w；Q。。，是冷却水管吸收的热量，W。(1)(2)式中：f是时间，s；T(x，Y，fJ是钢坯温度，K：U，B是代表上，下炉膛；v是钢坯运动速度，m·s一；％是钢坯入炉温度，K：盯r，是钢坯导热系数，W吖Ⅲ·世厂1；c(D是钢坯比熟。Jo(kg·髟厂1；p是钢坯密度，堙·m～：“是对流换热系数，Wo(m2·K厂1；Q，．∞，是以第j个表面对辐射源对钢坯的辐射换热率．w。