加热炉的发展.pdf

君子忧道不忧贫。——孔丘

轧钢加热炉发展动态

随着工业的快速发展,节约能源、保护环境也越来越受到重视。各国也

因此制定了相应的政策,并应用高科技手段将能耗和污染降低。近年来,我

国在节能和环保工作上加大了政策力度和投入,取得了显著的成效,但与先

进国家相比,尚存在一定的差距。在冶金、机械等主要部门所用的燃料工业炉

中，烟气带走了大量余热,烟气排放中燃烧污染物的含量超标严重,我国已成

为世界上污染较严重的国家之一。如何有效提高工业炉的燃料利用率,大幅

度降低污染排放量是急需解决的问题。因此利用先进技术，引进、消化并开

发出新的节能设备，对设施进行改造，使之降低能耗和污染是十分必要的。

一．加热炉的燃烧器

九十年代至今,美、日、英等国开发出蓄热式燃烧器,并不断加以发展完善,

实现了高效节能与低污染排放,现已成功地应用于加热炉、热处理炉、锻造炉等

工业炉上。

1.蓄热式燃烧器的原理结构和特点

1.1蓄热式燃烧器的结构

蓄热式燃烧器主要由陶瓷蓄热室、燃料喷口、高温空气喷口、绝热管道、

换向阀等组成。燃烧器喷口既是火焰入口又是烟气排出口。蓄热室大多紧靠在燃

烧器上,蓄热体材料的主要成分是氧化铝,一般采用直径为十几毫米的陶瓷球。

近年来已发展采用蜂窝陶瓷体作为蓄热体,蜂窝陶瓷蓄热体比陶瓷球蓄热体具

有更大的比表面,蓄热效率更高。

蓄热式燃烧器必须成对安装,两个为一组，其中包括两个相同的燃烧器,

两个蓄热器，一套换向阀门和配套控制系统。最新的蓄热式燃烧器常采用低NO

X

燃烧技术,即分级燃烧、烟气回流技术等。燃料分成两部分,少量的一次燃料与

高温普通空气燃烧,进入炉膛的气体抽引周围炉气,形成含氧量低于15%的贫

氧高温区。二次燃料在贫氧高温区进行完全燃烧。国外常把这种燃烧方式称为

高温空气燃烧技术。

1.2蓄热式燃烧器特点

1.2.1较高的烟气余热回收率

采用蓄热式燃烧器,可以最大限度地回收烟气中的热量,能使空气预热到

800e以上的高温,因而增加了炉内的热量,大大地提高了炉子的热效率。

1.2.2实现低空气系数下完全燃烧

由于助燃空气被预热到着火点以上的高温,燃料与空气一接触就能迅速燃

烧,而炉内部分烟气回流使燃烧火焰体积增大,促进燃料与空气的均匀混合。空

气系数的减小,不仅提高炉子的热能利用率,也减小其它部件设备的尺寸。

1.2.3炉温均匀分布

由于一对蓄热式燃烧器是在极短的时间内反复交替燃烧,火焰长度方向的

温差被相互抵消。同时燃料在高温贫氧区燃烧,火焰体积成倍增大,火焰的边界

几乎扩展到炉膛边界,从而使得炉膛内温度更加均匀,温度梯度仅50e左右。

因此被加热物料受热均匀,提高了产品的质量,延长了炉膛及炉内金属构件使用

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期。

1.2.4炉子热能利用率高。

随着炉膛平均温度增高,炉内传热增强,物料加热速度增快,炉子热能利

用率大大提高,炉子的产量随之增高。对于同样产量的炉窑而言,炉膛尺寸可缩

小20%以上。又因为废气的排出温度低、体积小,可避免采用有耐火材料内衬的

烟道、烟囱,其结构尺寸也可缩小。所以炉子的总尺寸可缩小更多,设备造价将