工业炉概论方案课件.ppt

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1、工业炉概论中南大学能源科学与工程学院张全工业炉的发展欧美日本俄罗斯中国第一章概述1.1工业炉概念定义：在工业生产过程中，为使原料按预期生成产品和材料的加热装置。特点：1）加热装置2）使原料发生物理的、化学的变化；或兼而有之。第一章概述1.2工业炉的分类1）按工业炉的热源分类燃料炉电炉自热炉第一章概述1.2工业炉的分类2）按工艺分类熔炼焙烧干燥加热热处理熔铸第一章概述1.2工业炉的分类3）按作业方式分类连续间歇（周期）第一章概述1.2工业炉的分类4）按布置方式立式卧式井式第一章概述1.2工业炉的分类5）按炉形状室状圆形环形第一章概述1.2工业

2、炉的分类6）按温度分类低温中温高温第一章概述1.2工业炉的分类7）按加热方式分类直热间接第一章概述1.2工业炉的分类8）按物料运动方式静止重力机械第一章概述1.3工业炉的基本要求1）满足产品的产量和质量要求2）满足低能源消耗的要求3）建设与运行费用低4）寿命长5）工作条件好6）排放符合国家要求第一章概述1.4工业炉理论的发展历史第二章工业炉基本原理2.1工业炉的系统构成（火焰炉）1）燃料系统燃料供应系统：预处理、压力、分配、调节、保护供风系统：压力、分配、调节第二章工业炉基本原理2.1工业炉的系统构成（火焰炉）2）炉墙结构炉墙、炉顶、炉底、

3、炉门炉子耐火结构炉子保温结构炉子承载结构第二章工业炉基本原理2.1工业炉的系统构成（火焰炉）3）炉子物流系统加料系统出料系统排渣系统第二章工业炉基本原理2.1工业炉的系统构成（火焰炉）4）炉子排烟系统排烟口烟道结构余热利用系统环保系统负压系统（排烟机、烟囱）第二章工业炉基本原理2.2工业炉内传热1）炉内辐射传热辐射温度辐射系数有效射线长度角系数第二章工业炉基本原理2.2工业炉内传热2）炉内对流传热对流温度流动速度炉气对物料的作用第二章工业炉基本原理2.3炉子热工制度1）加热工艺制度物料温度加热的均匀性加热速度加热时间第二章工业炉基本原理2.

4、3炉子热工制度2）温度制度炉膛温度分布物料温度分布连续与间歇的区别第二章工业炉基本原理2.3炉子热工制度3）供热制度燃料分配风分配燃烧分配的预期火焰长度第二章工业炉基本原理案例1熔铝炉的传热机理铝工业加热过程的传热机理研究主要内容241235前言烟气温度的影响铝加工的传热形式熔化方式炉膛的空间尺寸6结论263一背景铝加工业现状铝工业炉窑我国是目前世界最大的铝材生产国，其中铝挤压材产量世界第一；板带材产量居世界第三，仅次于美国和德国；箔材产量仅次于美国，居全球第二。苏州新长光、松江电炉、河南中色赛尔4二烟气温度的影响理论上△提高加热效率提高烟

5、气温度实际上△增强传热效果并不明显△增加氧化烧损4理论上△提高温度，加热效率提高辐射传热公式由上述公式可知：提高烟气温度(T1)，将增强辐射换热，加热效率随之提高。5实际上△调高温度，增强传热效果并不明显吸收辐射热流密度随加热温度变化趋势钢锭项目铝锭黑度0.80.2铝锭和钢锭传热过程数值模拟结果对比导热系数48W/(m•K)164W/(m•K)0306090120℃050%100%150%200%氧化量增长百分数17温度增加值实际上△温度增加，将增加氧化烧损熔炼温度一般控制在750℃左右，过高的温度会导致氧化烧损过高熔铝过程是在高温环境下进

6、行，辐射传热占主导地位，烟气的对流换热可以忽略不计。3三铝加工的传热形式传热形式采用高速烧嘴可强化炉内传热;但采用高速烧嘴的同时，会导致氧化烧损的增加。3四熔化方式装料软化下榻炉料化平全部熔化熔炼过程铝熔体上下温差大，熔化缓慢。电磁搅拌技术实际生产表明：缩短生产周期30%，提高生产率20%3五炉膛的空间尺寸基于辐射换热原理设计基于对流换热原理设计高温加热炉一般都基于辐射换热原理设计，由于炉膛内辐射换热占90%；实际上提高温度对铝的传热效果并不明显，因而熔铝炉基于辐射换热原理设计是不合适的。必须使用高速喷嘴强化对流换热，但目前的熔铝炉空间尺寸

7、限制了高速喷嘴的使用。3六结论国际先进水平的熔铝炉节能余热综合利用废弃再循环低氧弥散燃烧技术高效搅拌技术适应性强指标先进案例2基于计算机仿真的窑炉综合节能技术基于计算机仿真的窑炉综合节能技术据国家发改委统计我国工业窑炉每年消耗原煤约3亿多吨窑炉种类台数年耗煤(万吨)能效比国外先进水平低水泥窑约78001600020%墙体材料窑炉10万640030%钢铁工业窑炉6600球团回转窑2050％石灰炉35010%耐火材料窑190010%—20%。国家节能中长期专项规划中指出:我国在用中小锅炉约50万台实际运行效率65%左右,年消耗煤炭3.5-4亿

8、吨节煤潜力约7000万吨“十一五”期间通过技术改造燃煤工业锅炉效率提高5个百分点，节煤2500万吨燃煤窑炉效率提高2个百分点，节煤1000万吨窑炉能效低,单位产品能耗(2000年