蓄热式罩式炉设计论文

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1、蓄热式罩式炉设计毕业论文目录任务书i摘要iiAbstractiii第1章绪论11．1蓄热式燃烧技术11.1.1蓄热式燃烧技术的工作原理11.1.2蓄热燃烧的技术优势21.1.3蓄热燃烧技术的特点31.2热处理炉31.2.1常规热处理炉31.2.2蓄热式热处理炉41.2.3蓄热式炉温的控制手段4第2章蓄热式罩式热处理炉的初步设计52.1热处理炉炉型结构5第3章罩式热处理炉的热工计算93.1设计技术条件93.2罩式热处理炉的热工计算93.2.1燃料燃烧计算93.2.2板卷加热计算和炉内热交换计算113.2.4板卷在马佛罩内

2、冷却的原始资料和炉内热交换计算163.3炉子基本参数计算193.4罩式炉燃料消耗量计算19-8-第4章蓄热式燃烧燃烧系统的设计254.1蓄热式燃烧器的研制254.1.1烧嘴的设计254.1.2换向装置254.1.3蓄热室设计274.1.4炉前管道直径计算314.1.5风机的选择334.2蓄热式燃烧系统34第5章结论37参考文献38结束语39附录41-8-东北大学毕业设计第1章绪论第1章绪论1．1蓄热式燃烧技术蓄热式燃烧技术早在19世纪中期就应用于冶金工业中，只不过那时是采取格子砖作为蓄热体的，传热效率低、蓄热室体积大、

3、换向周期长，因此限制了该技术的推广应用[3]。20世纪80年代初，美国的HotWork公司与BritishGas研究院合作，开发出一种热导率高、比表面积大(200～1000m2/m3)、耐高温的陶瓷球蓄热体，以这种陶瓷球作为蓄热体可以最大限度地吸收烟气中的余热，稳定地将助燃空气预热到1000℃以上，大幅度地提高热工设备的热效率。这种技术首先应用于小型玻璃熔窑上，其后应用于钢铁行业中。但当时的蓄热式燃烧并不是真正意义上的高温空气燃烧技术，因为燃烧时空气中的氮不参加燃烧而直接进入烟气中，燃烧产物中NOX的浓度和燃烧温度成指

4、数关系变化。单一地提高空气预热温度而不采取有效措施抑制NOX的生成，会引起NOX排放的增加而污染大气。因此，当蓄热式燃烧技术尚未很好解决节能与环保这一对矛盾时，它的推广应用及发展受到限制也就成了顺理成章的事情。20世纪80年代末，日本专家田中良一提出了一种能同时达到节能与降低CO2与NOX排放的全新的蓄热式燃烧思想[2]。90年代初期，由日本政府资助，由田中良一领导的研究小组和日本的一些企业开发出以陶瓷蜂窝体为蓄热体的蓄热式高温空气燃烧技术。利用该技术将助燃空气温度预热到仅比炉温低50℃～100℃；同时，在燃烧区域形成

5、低于21%(体积浓度)低氧或贫氧燃烧，于是也就解决了以往蓄热式燃烧下NOX排放的环境污染难题。采用蓄热式高温空气燃烧技术，排烟温度一般低于150℃(理论上可以低于100℃甚至接近常温)，烟气带走的能量只相当于燃料的10%左右，炉子的热效率接近90%[3]1.1.1蓄热式燃烧技术的工作原理蓄热式燃烧技术的原理如图1.1所示：-8-东北大学毕业设计第1章绪论图1.1蓄热式燃烧技术原理图在图示工作状态中，烧嘴A排烟，高温烟气经烧嘴A排至蓄热室，从上至下穿过蓄热体后，将热量交换给蓄热体，烟气温度降至200℃以下，从左侧通道经换

6、向系统后排入环境中；此时，烧嘴B处于燃烧状态，来自鼓风机的助燃空气经换向系统进入右侧通道，由下至上通过蓄热室，在极短的时间内常温空气被加热到接近炉温，然后从烧嘴B喷入炉内混合燃烧并加热炉内物料。经过一定时间控制系统发出指令，换向机构动作，烧嘴A与烧嘴B交换工作状态，即A燃烧，B排烟，空气、煤气及烟气的流动方向也随之变换。通过这种交替运行方式，实现“极限余热回收”和空气(或燃料)的高温预热。预热空气经烧嘴高速喷入炉膛，抽引周围空间的炉气，形成含氧量低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往气流中注入燃料，燃料在高温贫氧状态下实

7、现燃烧，大大降低了NOX的排放量。1.1.2蓄热式燃烧的技术优势（1）采用蓄热式烟气余热回收装置，可将助燃空气预热至800～1000℃的温度水平，能够极限回收高温烟气的余热，达到节能的效果，同时也降低了CO2的排放量，减少了对温室效应的影响，在世界能源局势日趋紧张以及地球气温日趋升高的今天，具有很好的经济效益和社会效益。（2）将空气预热到燃料的自燃点以上，即助燃空气预热到800～1000℃以上，可燃物在燃烧区的含氧浓度低到3%仍能稳定燃烧，而高温低氧燃烧形成的均匀温度场，有效消除了局部高温，在很大程度上降低了NOX的排

8、放浓度。（3）蓄热燃烧是在炉膛空间内才开始的弥漫式的燃烧方式，火焰边界几乎遍及了炉膛边界，炉膛内温度分布均匀，加热质量得到大幅提高。-8-东北大学毕业设计第1章绪论1.1.3蓄热燃烧技术的特点（1）对于高速烧嘴，喷入炉膛的是燃烧产物，这些烟气与坯料进行对流换热，温度梯度下降的比较明显，易造成温度的不均匀，并且有难以加热到的“死角”