加热炉的生产率和热效率.ppt

第五章　加热炉的　　　　生产率和热效率 铜　陵　学　院 5.1　加热炉的生产率 一、炉子的生产率 　　　单位时间内所加热出来的温度达到要求的金属锭或金属坯的产量称为炉子生产率。其单位为：t/h。 　　　　对于连续加热炉和大多数室状炉，单位生产率指每平方米布料面积上每小时的产量，单位是Kg/(m2·h)。加热炉的单位生产率（P）也称为炉底强度，它是炉子最重要的生产指标之一。 5.3 炉子热平衡 　　　编制炉子热平衡，对于炉子设计和管理都是不可缺少的。在设计中可以通过热平衡计算，确定炉子的燃料消耗量；在工作中的炉子，也可以根据实测数据编制热平衡，来检验炉子的热效率。 　　　热平衡的编制对于连续操作的炉子（如连续加热炉），是按单位时间来计算的，单位是KJ/h；对于间歇操作的炉子（如一些室状炉），可以按一个周期来计算。 　　　热平衡包括热量的收入和支出。 一、热量的收入 　　①燃料的化学热　　Q=BQ低用　　B－－燃料消耗量，Kg/h或Kg/m3 ② 空气预热带入的物理热　Q=BC燃t燃 　　③空气预热带入的物理热　Q=BnL0C空t空 　　　④金属氧化放出的热量　　Q=5652Ga G－－炉子产量；a－－金属烧损率 　　⑤金属带入的物理热　　　Q=GC金t金 5.4 加热炉的燃耗和热效率 　　　　加热炉的燃耗和热效率，是评价炉子加热工作的重要指标。 　一、单位燃料消耗量 　　　　单位燃料消耗量，是指加热单位质量产品所消耗的燃料量。由于燃料的发热量不同，不便于比较，因此常用单位燃耗的概念来表示。 * * 　　加热炉是服务于轧机的，一般炉子的设计产量总要稍大于轧机的产量，以免经常出现不能及时供给热坯的待热现象。 二、影响炉子生产率的因素 　　1. 炉型结构的影响 　　　加热炉总的发展趋势是向大型化、多段化、机械化、自动化方向发展。 　　　旧炉型的改造一般要从以下方面着手：①扩大炉膛，增加产量；②改进炉型尺寸，使之更合理，加快钢的供热，提高炉子的生产率 ；③减少炉子的热损失。如采用耐火可塑料包扎水管、采用无水冷滑轨等。 　　2. 燃烧条件和供热条件 　　　①热负荷（炉子的供热强度，KJ/h)增大，产量必然增大； 　　　②连续式加热炉提高供热强度的重要措施是增加供热点，扩大 　　　　加热段和提高加热段炉温，缩短预热段使废气出炉温度相应　 　　　　提高 　　③提高热负荷的一个重要先决条件是必须保证燃料完全燃烧； 　　④应当注意改进燃烧装置。 钢料入炉条件 　　①所加热的钢坯越厚，所需的加热时间越长，炉子生产率越低； 　　②为了提高生产率应设法增加钢坯的受热面积； 　　③钢料入炉温度越高，加热时间越短，炉子生产率越高，所以应设法提　　　 　　　高炉子的热装比； 工艺条件的影响 　　在制定加热工艺时，要考虑选择合理的加热温度、加热速度和温度的均匀性。 　　热处理工艺多半要求有严格的升温速度与冷却速度，此外为了相变的需要，常常要有保温时间，所以热处理炉生产率都比较低。 5.2　炉膛热交换的分析 金属在炉膛辐射热交换中所得到的热量为： 　一、炉膛辐射热交换分析 　　①金属的黑度（εm）不是人们可以控制的因素，无法通过它去影响 炉子Cgwm； 　　②由图3-26可以明显地看出，在εg＝0.4以下，随炉气黑度的增　　　 　　　长，到来辐射系数值明显增加，但εg0.4， εg对Cgwm影响越　　　 　　　来越小。一般炉子条件下，燃烧天然气、重油、烟煤时都是辉 　　　焰，所以不必考虑如何提高炉气黑度去影响炉膛热交换。 　　③角度系数φ对Cgwm也有影响，实际上φ的变化不大，一般在0.3～ 　　　0.5。 ④金属受热面积； ⑤平均辐射温压 连续加热炉炉气温度和金属温度的变化如图所示。 钢坯入炉温度tm’和出炉温度tm’’，取决于具体条件和加热工艺要求，变化的余地不大，对炉子生产率难以施加多少影响。因此影响因素只剩下燃烧温度tg’和废气温度tg’’ 　　废气温度越高，平均辐射温压越大，金属获得的差额热量也越大。生产上提高废气温度一靠加大热负荷，二是减少炉膛散热损失。但是废气温度越高，带走的热量越多，炉子的热效率降低 二、炉膛对流给热的分析 　　炉气以对流方式传给金属的热量 Q=α (tg-tm) Am 在高温炉中，如一般钢坯的加热炉，辐射传热占主要的地位，对流所占的比例小得多，大约只有5%。但是在低温炉中（700～800℃以下），辐射传热大大减弱，如在540℃时的辐射给热量不及1200℃时的1/10，这时对流起着主要作用。 当气体与固体表面发生对流换热时，由