蓄热式加热炉应用与热态模拟
基于数值模拟的钢坯步进蓄热式加热炉的温度分布分析
基于数值模拟的钢坯步进蓄热式加热炉的温度分布分析钢材是现代工业中最常用的材料之一,其制备过程中的加热过程对于最终钢材的质量和性能至关重要。
钢坯步进蓄热式加热炉是一种常用的加热设备,通过数值模拟可以对其温度分布进行分析,以优化加热过程,提高钢材的加工质量。
首先,钢坯蓄热式加热炉的温度分布分析需要进行准确的数值模拟。
该模拟过程可以使用有限元方法,将加热炉内的空间划分为多个小单元,每个单元具有不同的初始温度和传热条件。
通过数值计算,可以得到每个单元在加热过程中的温度变化,进而得到整个加热炉内的温度分布情况。
在进行数值模拟之前,首先需要确定加热炉的几何结构和材料属性。
加热炉的几何结构包括炉体的尺寸、加热元件的位置和形状等。
材料属性包括炉体和加热元件的导热系数、比热容等。
这些参数的正确选择对于模拟结果的准确性至关重要。
通过数值模拟可以得到钢坯在加热炉内的温度分布情况。
由于钢材的热导率较高,其温度变化比较迅速。
在加热炉内,钢坯受到加热元件的热辐射和传导的作用,温度逐渐上升。
根据钢材的热传导性质和加热炉的热源布局,可以计算出每个位置的温度分布。
在温度分布的分析过程中,还需要考虑加热炉内的各种传热方式,如热辐射、对流传热和热传导等。
钢坯的形状以及与炉体和加热元件的接触情况也会对温度分布产生影响。
通过数值模拟,可以定量地分析这些因素对温度分布的影响,并进行相应的优化。
温度分布分析的结果对于钢材的加热过程进行优化至关重要。
通过合理调整加热炉中加热元件的位置和功率分布,可以实现钢材的均匀加热,并避免温度过高或过低的情况发生。
这样可以提高钢材的加工质量,避免不均匀加热导致的缺陷和变形。
此外,温度分布分析还可以帮助优化加热炉的能耗。
通过分析加热炉内不同位置的温度分布,可以调整加热元件的功率分配,以实现最佳的能耗效率。
这样不仅可以节约能源,还可以降低生产成本。
钢坯步进蓄热式加热炉的温度分布分析通过数值模拟方法可以实现。
根据加热炉的几何结构和材料属性,可以得到钢坯在加热过程中的温度变化。
蓄热式燃烧技术在加热炉中的应用
蓄热式燃烧技术在加热炉中的应用一、引言蓄热式燃烧技术自20世纪90年代从国外引进到国内,被广泛应用于钢铁行业,特别是在轧钢加热炉的应用上,通过不断消化吸收和创新改进,在节能减排方面取得了突出的成效。
高炉煤气作为高炉炼铁的副产品,由于热值低,常规情况下不能形成稳定燃烧,大量多余的高炉煤气不得不直接放散,造成了大气污染和能源浪费。
通过蓄热式燃烧技术的应用,将高炉煤气、助燃空气双蓄热后,能使高炉煤气及空气达到1000℃的高温,从而形成良好的燃烧效果。
该技术在轧钢加热炉上的应用取得了显著效果,将原先放散的高炉煤气变废为宝,降低了钢铁企业的整体能耗,减少了大气污染。
本文结合加热炉的设计工作实际,从烧嘴结构形式、火焰组织、换向阀优化布置等方面,探讨蓄热式燃烧技术在加热炉上的应用。
二、概况大冶某钢铁公司有一台高炉煤气双蓄热式加热炉,由我公司设计建造,于2019年元月建成投产,采用高炉煤气作为燃料,低热值为850×4.18kJ/Nm3,设计产能为120t/h(冷坯),主要钢种有10#,20#,45#,40Cr,Q345B,27SiMn,37Mn5等,钢坯规格主要有:150×150×7000—9000mm、180×220×7000—9000mm。
钢坯出炉温度为1200℃,单位热耗:≤1.3 GJ/t,氧化烧损:≤1%。
在设计中,我们采用的炉型为高炉煤气、空气双蓄热步进式加热炉,进出料方式为侧进侧出,单排布料,炉底水管冷却方式为汽化冷却,炉底步进机构由液压驱动,燃烧控制方式采用了先进的全分散脉冲燃烧控制技术。
三、蓄热式烧嘴的结构形式蓄热式烧嘴是蓄热式燃烧技术核心设备,主要由喷嘴、蓄热室、气室组成。
喷嘴是燃气和助燃空气喷入炉内的通道,也是烟气被吸入蓄热室的入口。
蓄热室内安装有挡砖和蜂窝体,挡砖为多孔的刚玉质砖,安装在靠近喷嘴的前端,对蜂窝体起到稳定和保护的作用。
蜂窝体一般采用刚玉莫来石质材料制成,其比表面积大,是蓄热小球的3-4倍,换热效率高,结构紧凑,受到越来越多用户的青睐和选择。
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用蓄热式加热炉(简称“蓄热炉”)是一种新型的加热设备,其独特的加热原理为空气(或其他介质)在加热过程中产生蓄热效应,从而达到节能、高效率的加热目的。
蓄热炉有着高热效率、节能环保等优点,近年来得到了广泛应用。
然而,蓄热炉的加热过程是一个相对复杂的系统,由于空气(或其他介质)的复杂性,这种系统很难用传统的模糊控制方法或PI控制算法来操作。
为此,本文将研究蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用。
首先,蓄热式加热炉的自动化控制特点可以用三个方面来描述: 1.关控制:开关控制是蓄热炉的最常用控制方式,由于空气(或其他介质)的复杂性,调节难度较大,因此,这种控制方式只能达到微调的功能,无法满足实际的应用需要。
2.糊控制:模糊控制是一种基于模糊逻辑的抽象控制方法,有利于处理空气(或其他介质)的复杂性,使系统的控制达到更高的水平。
3. PI控制:PI控制是一种经典而实用的控制方法,由比例控制和积分控制两部分组成,能够充分灵敏地检测和调整蓄热炉内空气(或其他介质)的温度。
其次,蓄热式加热炉在实际应用中有着多种优点:1.能:蓄热炉有着高热效率,从而降低能耗,从而达到节能的目的。
2.保:蓄热炉的加热过程没有任何有害物质的排放,可以有效的减少对环境的污染。
3.效:蓄热炉的加热过程有着快速的响应、稳定的性能等优点,使其能够在较短的时间内实现最佳的加热效果。
最后,蓄热式加热炉的自动化控制和应用领域也在不断扩展:1.金行业:蓄热炉在冶金行业中广泛应用,可用于冶炼各种金属材料,以提高生产效率。
2.品加工行业:蓄热炉也可以应用于食品加工行业,用于蒸煮、烘烤各种食品材料,达到清洁、卫生的加工要求。
3.筑行业:蓄热炉可以用于建筑行业,通过供水加热,达到供暖或加热供水的作用。
综上所述,蓄热式加热炉自动化控制特点和应用领域较为广泛,具有节能、高效、环保等优势,在实际应用中也越来越受重视。
蓄热炉可以实现自动化控制,使操作更简单、更安全,有利于提高效率,延长使用寿命,并为用户带来更多的便利。
蓄热式加热炉的设计与应用
收稿日期:2002-11-22陈冰(1966~ ),高工;310022 浙江省杭州市。
蓄热式加热炉的设计与应用陈 冰(杭钢集团浙江省工业设计研究院) 刘兴明(新抚顺钢铁公司)摘 要 简述了杭钢中轧厂加热炉应用蓄热式燃烧技术进行改造的设计思想,投产后取得的成效及存在的问题。
关键词 轧钢加热炉 蓄热燃烧 双预热 单对烧嘴换向DESIGN OF ST ORE D 2HEAT T YPE HEATINGFURNACE AN D ITS APPL ICATIONChen Bing(Industrial Design and Research Institute of Hangzhou Iron and Steel Grou p Co 1)Liu Xingmin(Fushun New Iron and Steel Co 1,Ltd )Abstract Based on the technology of heat 2stored combustion ,the paper briefly introduce the recon 2struction ideas of heating furnace ,effect and some existing problems after the technologies being ap 2plied.K eyw ords heating furnace of steel rolling stored 2heat combustion double preheating twain burner reversing1 前言杭钢中轧厂原有2座推钢式加热炉,有效长32566mm ,内宽3612mm ,设计产量50t/h ,实际单耗约115G J /t 。
随着生产的发展,炉子能力日益显示出不足,特别是由于燃料紧张,公司希望能把目前使用的混合煤气热值降下来,多掺入些高炉煤气,再通过加热炉改造应用新技术、新工艺使能源重新平衡,因此在2000年8月,提出了中轧厂加热炉改造这一工作思路,并且希望能应用蓄热式燃烧技术。
预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比
预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比1. 前言- 对预热式加热炉和蓄热式加热炉这两种不同类型的加热设备进行介绍;- 说明论文的目的和意义。
2. 预热式加热炉的原理及应用- 介绍预热式加热炉的工作原理和特点;- 分析预热式加热炉的应用领域和优缺点;- 举例说明预热式加热炉的应用效果。
3. 蓄热式加热炉的原理及应用- 介绍蓄热式加热炉的工作原理和特点;- 分析蓄热式加热炉的应用领域和优缺点;- 举例说明蓄热式加热炉的应用效果。
4. 预热式加热炉与蓄热式加热炉的对比- 从能耗、效率、使用寿命、应用场景等多个角度,对预热式加热炉和蓄热式加热炉进行对比分析;- 探讨预热式加热炉和蓄热式加热炉各自的优劣势。
5. 结论与建议- 总结预热式加热炉和蓄热式加热炉的应用对比;- 提出未来研究的方向和可行性建议。
第一章前言加热炉是工业生产中一个重要的热能设备,广泛应用于冶金、化工、纺织、造纸等行业。
随着我国工业化的发展和对环保的重视,加热炉的能耗和效率越来越受到关注。
在推进绿色、低碳、节能的方针下,预热式加热炉和蓄热式加热炉慢慢地成为了替代传统加热炉的一种新型加热设备。
本文将对这两种加热炉进行对比分析,以期为加热设备的选择提供一些参考。
第二章预热式加热炉的原理及应用预热式加热炉,又称为预热炉,是一种基于工作介质的热能储存和传递原理的加热设备。
其原理大致是:将工作介质(如氧气、氮气等)通过加热器中流动,在加热器中与高温燃烧产生的废气进行热交换。
当工作介质达到一定温度时,即可进入下一步工艺要求的加热状态,从而实现节能效果。
预热式加热炉存在广泛的应用领域,适用于液态、气态等不同状态的介质加热。
在石油、石化、化工等行业中,预热式加热炉可以用于原料的加热、再生制氢等特殊工艺,达到提高生产效率和降低成本的目的。
在电力、钢铁等行业中,预热式加热炉也广泛应用于焙烧窑、炉前加热以及环保降低排放等方面。
预热式加热炉有其独特的优缺点。
由于采用了工作介质的热能存储转换原理,使得其能够满足不同介质的加热要求,具有较高的加热效率,节约了能源成本,并且减少了环境污染。
蓄热式加热炉的工作原理
蓄热式加热炉的工作原理蓄热式加热炉是一种利用热量积蓄和释放的加热设备。
其主要工作原理是通过蓄热材料的吸热和释热过程,实现能源的稳定供应。
蓄热式加热炉由燃烧室、蓄热室和排烟系统等组成。
燃烧室中燃烧燃料产生的高温燃烧气体经过烟道进入蓄热室,与其中的蓄热材料热交换,使其温度升高。
蓄热材料是蓄热式加热炉的关键部件,通常采用高热容量和高热传导性的材料,如陶瓷、耐火材料等。
当燃烧室中的燃料燃烧完毕或加热系统需要热量时,通过调整控制系统,蓄热室中的高温蓄热材料开始释放热能。
蓄热材料的吸热过程是指在燃烧室中,当燃料燃烧产生高温燃烧气体时,蓄热材料吸收燃烧气体中的热能并升温。
蓄热材料内部的微观孔隙结构能够有效地吸附和储存大量的热能,从而使得燃烧室内的高温烟气得到充分利用,提高燃烧效率。
蓄热材料的释热过程是指在燃烧室和加热系统需要热量时,蓄热材料开始释放其储存的热能。
控制系统通过调整燃烧室的气流方向和蓄热材料的温度,确保蓄热材料释放的热能能够有效地传递给加热系统。
蓄热材料的释热过程是一个持续而稳定的过程。
通过合理地设计蓄热室的结构和材料,以及控制系统的精确控制,蓄热式加热炉可以实现能量的高效利用和稳定供应。
蓄热式加热炉相对于传统的加热设备具有一系列的优点。
首先,蓄热式加热炉能够充分利用燃料的热能,提高热利用率。
其次,由于蓄热材料的热容量较大,热能的释放相对稳定,能够实现加热过程的均匀和稳定。
此外,蓄热式加热炉还能够实现节能和减少排放,对环境友好。
总之,蓄热式加热炉通过蓄热材料吸热和释热的过程,实现能量的稳定供应。
其工作原理主要包括燃烧室中烟气与蓄热材料的热交换和蓄热材料的热能释放。
通过合理设计和优化控制系统,蓄热式加热炉能够提高能量利用效率,实现高效、稳定和环保的加热过程。
蓄热式加热炉的工作原理
蓄热式加热炉的工作原理
蓄热式加热炉是一种利用热储存材料的热容和热传导特性来进行加热的设备。
其工作原理如下:
1. 热储存材料:蓄热式加热炉内部放置着一种称为热储存材料的物质。
这种材料具有较高的比热容和热传导率,能够吸收和存储大量的热量。
2. 加热源:蓄热式加热炉内部有一个或多个加热源,常见的有电加热元件、燃气或液体燃料的燃烧器等。
加热源将热量传递给热储存材料。
3. 热能储存:当加热源工作时,热能被传递给热储存材料,材料内部的温度升高,吸收大量热量。
这些热量会在材料中被储存起来,并逐渐释放出来。
4. 热能释放:当需要加热时,蓄热式加热炉关闭加热源,热储存材料开始释放储存的热能。
热能通过热传导或辐射的方式传递给需要加热的物体或空气,使其温度升高。
5. 加热循环:蓄热式加热炉通过循环工作,实现了热能的储存和释放。
加热源在需要加热时提供热量,而在热储存材料释放热能时,加热源则处于关闭状态。
蓄热式加热炉的工作原理可以有效地利用电能或燃料,提供持续稳定的加热效果。
在一定程度上,它也可以实现能源的节约和环境保护。
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉是一种常用于工业生产中的加热设备,它利用燃料进行加热,然后将热能储存在炉体中,通过储热材料的热容和热导率,将热能储存起来,待需要加热时释放出来。
其工作原理主要包括燃烧加热、热能储存和热能释放三个过程。
首先,燃烧加热是蓄热式加热炉的起始阶段。
在工作开始时,燃料被点燃,产生高温火焰,通过燃烧释放出大量热能。
这些热能会被传导到炉体内的蓄热材料上,使蓄热材料的温度逐渐升高。
在这一过程中,燃烧产生的废气通过烟道排出,以保持炉内的燃烧环境。
其次,热能储存是蓄热式加热炉的关键环节。
蓄热材料通常采用高热容和高热导率的材料,如陶瓷、石墨、金属等。
这些材料能够迅速吸收并储存热能,使得炉体内部温度持续升高。
在燃烧结束后,蓄热材料会保持高温状态,继续释放热能,实现能量的延续利用。
最后,热能释放是蓄热式加热炉的最终阶段。
当需要加热物体时,炉体内的蓄热材料会释放储存的热能,将其传导给待加热的物
体,使其温度迅速升高。
这样,蓄热式加热炉就能够实现对物体的
高效加热,提高生产效率。
总的来说,蓄热式加热炉通过燃烧加热、热能储存和热能释放
三个过程,实现了能量的高效利用。
它在工业生产中具有广泛的应用,能够满足不同物体的加热需求,提高生产效率,降低能源消耗。
因此,深入了解蓄热式加热炉的工作原理,对于工业生产具有重要
意义。
高效蓄热式高炉煤气加热炉的应用
文章编号:100126988(2000)022*******高效蓄热式高炉煤气加热炉的应用王 均 (江西萍乡钢铁厂轧钢分厂,江西萍乡337019) 摘 要:通过对高效蓄热式燃烧系统、热回收系统的原理以及在棒材连续加热炉上的设计使用情况介绍,证明该系统在连续加热炉上的使用是成功的,它解决了直接燃用低热值煤气进行高温加热的问题。
关键词:高效;蓄热式;高炉煤气;加热炉;应用 中图分类号:T F 066 文献标识码:BAppl ica tion of H igh -performance Regenera tiveBla st -Furnace -Ga s F ired Hea ti ng FurnaceW AN G Jun (J iang x i P ing x iang S teel and I ron W orks ,P ing x iang 337019) Abstract :T he p ap er in troduces the h igh 2p erfo rm ance regenerative com bu sti on system ,heatrecovery system and the design of bar con tinuou s heating fu rnace and op erating circum stances.T he app licati on of th is system in con tinuou s heating fu rnace is successfu l.T he facts have p roved that low 2calo rific 2value b last 2fu rnace 2gas can be u sed to h igh 2tem p eratu re heating . Key words :h igh 2p erfo rm ance ;regenerative ;b last 2fu rnace 2gas ;heating fu rnace ;app licati on 1998年9月~1999年3月我们采用大连高新园区北岛能源技术发展有限公司的专利技术,在萍钢30万t 棒材分厂建成了一座高效蓄热式高炉煤气加热炉。
包钢长材厂蓄热式加热炉数值模拟
包钢长材厂蓄热式加热炉数值模拟!刘中兴1冯猛1伍永福1张鹏1!2戈春刚2(1.内蒙古科技大学内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,2.包钢长材厂)摘要以包钢长材厂蓄热式加热炉为研究对象,利用A n sy s软件采用湍流模型、P- 1辐射模型等,模拟了采用交错燃烧组织方式加热炉内各物理场分布情况。
发现该种燃烧方式下,炉内流动涡流运动明显加强,有利于燃烧的混合和组织。
但出口附近的回流造成燃烧短路,高温烟气不易达到炉膛中心,易造成炉内温度不均匀,氧气浓度相对较高不利于钢坯生产,因此该平顶、平底炉型采用交错换向燃烧有待于进一步实践验证。
关键词蓄热式加热炉数值模拟物理场高温空气燃烧技术Numerical simulation on the long materitil factoryof Baogangd regenerative furnaceLiu Zhongxing1Feng Meng1Wu Yongfu1Zhang Peng1,2Ge Chungang2(1. Inner Mongolia University of Science and Technology,2.Long Material Factory of Baogang)Abstract The regenerative heating furnace of tlie long material factory was taken as the research obje c t,used the m odel of '- $ turbulence model and P -1radiation model using Ansys software,andsimulated the distribution of the physical field in the furnace with staggered combust is found that the flow vortex motion in the furnace is obviously enhanced under And it is also conducive to the mixing and organization of the combustion. But the reflow caused bycombustion short circuit near the exit. High temperature f lue gas is not easy to reach the center of thefurnace and cause t he furnace t uneven temperature distribution. Oxygen concentration is relativelyhigh,which is unfavorable to billet production. Therefore,the flat roof and flat hearth type adoptedstaggered reversing combustion need to be further verified.Keywords regenerative furnace numerical simulation physical field high temperature air combustion加热炉是工业加热的关键设备,广泛应用于 国民经济的各行各业。
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉工作原理蓄热式加热炉是一种利用热能储存技术进行加热的设备,其工作原理是利用热能储存材料在低温条件下吸收热能,然后在需要加热时释放储存的热能,从而实现加热的目的。
蓄热式加热炉广泛应用于工业生产中的热处理、烧结、热解等领域,具有节能、环保、高效的特点。
蓄热式加热炉的工作原理主要包括热能吸收、储存和释放三个过程。
首先是热能吸收过程,当加热炉处于工作状态时,热能储存材料开始吸收热能。
这些热能储存材料通常是高热容量的材料,如陶瓷、石墨等,能够在低温条件下有效地吸收热能。
其次是热能储存过程,一旦热能储存材料吸收了足够的热能,它们就会将热能储存在自身的结构中,形成热能储存状态。
在这个过程中,热能储存材料的温度会升高,但并不会立即释放热能。
最后是热能释放过程,当需要加热时,加热炉会通过控制系统使热能储存材料释放储存的热能,从而实现加热的目的。
这种释放热能的过程通常会持续一段时间,使加热炉能够稳定地提供热能。
蓄热式加热炉的工作原理使其具有许多优点。
首先,它能够充分利用低温热能,将其转化为高温热能,从而提高能源利用率。
其次,由于热能储存材料能够稳定地释放热能,加热过程更加稳定,可以减少能源浪费。
此外,蓄热式加热炉还具有较高的加热效率和较低的排放,能够满足环保要求。
因此,蓄热式加热炉在工业生产中得到了广泛的应用。
在实际应用中,蓄热式加热炉的工作原理还需要与控制系统相结合,以实现精确的温度控制和加热过程的自动化。
控制系统可以根据加热需求调节热能储存材料的释放速度,从而实现加热过程的精确控制。
同时,控制系统还可以监测加热炉的工作状态,保证其安全稳定地运行。
总之,蓄热式加热炉通过热能储存技术实现了低温热能向高温热能的转化,其工作原理包括热能吸收、储存和释放三个过程。
蓄热式加热炉具有节能、环保、高效的特点,在工业生产中得到了广泛的应用。
通过与控制系统相结合,蓄热式加热炉能够实现精确的温度控制和自动化加热过程,为工业生产提供了可靠的加热设备。
蓄热式加热炉的蓄热燃烧技术应用及操作优化探析
管理及其他M anagement and other 蓄热式加热炉的蓄热燃烧技术应用及操作优化探析高 阳摘要:当前许多钢厂的轧钢产线加热炉仍使用的是三段式步进蓄热加热炉,与其他类型加热炉相比,三段式步进蓄热加热炉具有加热均匀,温度可控,余热可回收,废气排放量低、燃料选择面广等优点,适合高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、天然气等各种燃料,并且可以有效利用本厂产生的高炉煤气、焦炉煤气或者转炉煤气等作为燃料,既保证了加热质量,有效降低钢坯的氧化烧损,又实现了节能减排,降本创效,受到了国内许多钢厂的青睐。
本文主要介绍了蓄热式加热炉及蓄热燃烧技术的原理,并简述了蓄热式加热炉蓄热燃烧技术在河钢张宣科技型材作业区的应用效果及操作优化相关情况。
蓄热式加热炉及其蓄热燃烧技术的广泛应用不仅仅给大多数钢铁企业带来了巨大的经济效益,更重要的是其技术的应用在节能环保方面也起到了巨大的作用。
关键词:蓄热式加热炉;蓄热燃烧;蓄热体;技术应用;节能;环保;操作优化1 概述河钢张宣科技型材作业区设计产能为70万吨/年,生产钢种为碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢等,为适应轧线工艺和燃气条件的要求、提高钢坯加热质量、降低钢坯氧化烧损及控制脱碳,河钢张宣科技型材作业区选用的是三段式步进梁式蓄热加热炉,自投产以来,本加热炉生产运行安全稳定,有效利用了本单位炼钢厂产生的转炉煤气,加热质量指标优良,生产运行成本低,节能环保,但是在实际操作使用管理当中仍然存在一些例如操作不当、管理不到位问题,这些问题的存在直接影响了加热炉的炉况寿命、经济指标、节能降耗和使用效率。
下面就以上问题重点对蓄热式加热炉、蓄热燃烧技术应用和操作优化及节能环保进行探析。
2 蓄热式加热炉首先,对蓄热式加热炉进行一个简单的介绍,蓄热式加热炉主要由加热炉炉体本身、换向系统、蓄热室蓄热体、供风系统、燃料、汽化冷却、液压润滑和排烟及各种管路等系统构成。
实质上就是蓄热式换热器与常规加热炉的结合体。
蓄热式加热炉(教学参考)
蓄热式加热炉一、蓄热式加热炉的分类和特点:1、分类蓄热式加热炉按预热介质种类分为如下两种方式:同时预热空气和煤气式和空气单预热方式。
按结构型式来分,则蓄热式加热炉分为烧嘴式和通道式。
其中烧嘴式又分为全分散换向和群组换向两种;通道式也可分为单通道和双通道两种方式。
按运料方式来分,蓄热式加热炉分为推钢式和步进式。
全分散换向烧嘴式蓄热式加热炉能够实现单个烧嘴自动控制,与常规加热炉操作类似,能够满足各钢种对炉温的不同要求,实现炉温的灵活控制;群组换向蓄热式加热炉一般将某一段的烧嘴作为一个整体进行集中控制,这种控制方式能够实现各段炉温的灵活控制,也能满足大多数钢种对炉温的不同要求;通道式蓄热式加热炉一般是全通道整体控制,不能实现炉温的灵活调整,只能满足少数钢种(如普碳钢)的加热要求,而不能满足大多数钢种(如合金钢)加热的需求。
2、蓄热式加热炉的优点蓄热式加热炉有如下优点:①能将空气、煤气预热到800~1000℃的高温,有利于低热值燃料的利用;②充分利用烟气余热,节约燃料;③排烟温度低,氮氧化物含量少,环境污染少;④每对烧嘴交替燃烧,炉内温度均匀,可提高钢坯加热质量。
二、蓄热式加热炉燃烧系统简介1、蓄热式加热炉的蓄热体蓄热式加热炉的蓄热体有两种型式,一种是陶瓷小球,另一种是陶瓷蜂窝体。
蜂窝体单位体积的换热面积大,在相同条件下,蜂窝体的传热能力是陶瓷小球的4~5倍。
同样换热能力时,蜂窝状蓄热体的体积只需陶瓷小球蓄热体1/3~1/4。
采用蜂窝体的烧嘴结构紧凑轻巧。
蜂窝体体内气流通道是直通道,而陶瓷小球蓄热体的通道是迷宫式的,因此蜂窝体的阻力较小,陶瓷小球蓄热体阻力较大,前者仅为后者的1/3左右。
蜂窝体壁薄,仅为0.5~1.2mm,透热深度小,蓄热放热速度快,换向时间仅需40~80秒,换向时间短,被预热介质的平均温度高,热回收效率高。
由于换向时间短,因此换热周期内的炉温波动小,有利于炉温和钢坯加热温度的控制。
蜂窝体内部是直通道,在高速气流的正吹反吹的频繁作用下,通道不容易积灰和堵塞。
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用蓄热式加热炉是当今非常先进的一种型号的加热设备,其特点是可以通过蓄热和放热来调节温度,并且具有较高的热效率和控制精度,能够在一定温度范围内得到良好的热能利用效果。
因此,蓄热式加热炉具有被广泛应用的巨大潜力。
然而,蓄热式加热炉的操作往往比较复杂,需要运用到各种负荷变化,以及温度和负荷计算等复杂的计算过程。
这就导致很多操作人员不能很好地掌握操作过程,甚至可能引发一些安全事故。
为了解决这一问题,蓄热式加热炉已经实现了自动化控制,可以实现安全高效的运作。
蓄热式加热炉自动化控制的关键技术是热量传感技术。
热量传感可以实时监测周边环境温度,并能够根据温度及时调节炉内热量,从而实现蓄热式加热炉自动控制。
热量传感器可以采用微型温度探头实现,其精度可达到0.01℃,大大提高了蓄热式加热炉自动控制的准确性。
此外,蓄热式加热炉还采用了直流磁控技术,可以根据温度调整炉内的负荷,从而改变炉内的温度,从而实现蓄热式加热炉的自动控制。
蓄热式加热炉的自动化技术不仅提高了工作效率,而且还能有效降低能耗,进一步提高热能利用效率。
而且蓄热式加热炉的自动化技术还能保证其安全可靠性。
借助自动控制系统,可以预防炉内的过热和缺水等事故,从而避免可能发生的危害。
蓄热式加热炉的自动化技术同样可以应用到其他领域中,例如医疗保健、化工制造、精密控制、冶金等行业。
首先,医疗保健领域中,蓄热式加热炉可用于热治疗,可以精确控制室内温度。
此外,蓄热式加热炉也能够在化工制造行业中应用,其可以用于各种加热和过程控制。
此外,精密控制领域中,蓄热式加热炉也能够用于电子制造等行业,能够确保精确的参数控制。
最后,蓄热式加热炉在冶金行业中也应用较为广泛,可以实现热处理、焊接等多种过程。
综上,蓄热式加热炉具有较高的热效率及控制精度,并且可以实现自动化技术控制,从而提高工作效率并降低能耗。
蓄热式加热炉的自动化控制技术已经广泛应用于医疗保健、化工制造、精密控制、冶金等领域,取得了良好的应用效果。
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉工作原理
蓄热式加热炉是一种利用石墨材料进行加热的设备,其工作原理主要包括蓄热、加热和传热三个过程。
首先,让我们来详细了解一下蓄热式加热炉的工作原理。
蓄热式加热炉的工作原理首先涉及到蓄热材料的选择。
通常情况下,蓄热式加
热炉采用石墨作为蓄热材料,因为石墨具有良好的导热性能和高温稳定性,能够承受高温条件下的加热和冷却循环。
在加热炉开始工作时,首先需要将蓄热材料进行加热,这样可以将热量储存在蓄热材料中,以备后续加热物体时使用。
当需要加热物体时,蓄热式加热炉会将蓄热材料中储存的热量释放出来,通过
传热的方式将热量传递给待加热的物体。
这样就实现了对物体的加热。
蓄热式加热炉通过控制蓄热材料的加热和释放热量的过程,可以实现对物体的精确加热控制,满足不同加热需求。
在整个加热过程中,蓄热式加热炉需要保持对蓄热材料和加热物体的温度控制,以确保加热效果和安全性。
同时,蓄热式加热炉还需要考虑能源利用效率和设备的稳定性,以提高加热效率和延长设备的使用寿命。
总的来说,蓄热式加热炉的工作原理是基于蓄热材料的加热和释放热量,通过
传热的方式实现对物体的加热。
这种工作原理使得蓄热式加热炉在工业生产中得到广泛应用,能够满足不同物体的精确加热需求,具有较高的加热效率和稳定性。
在使用蓄热式加热炉时,需要根据具体的加热需求和物体特性选择合适的蓄热
材料和加热参数,以确保加热效果和设备安全稳定运行。
同时,定期对蓄热式加热炉进行维护和保养,延长设备的使用寿命,保证加热效率和生产质量。
蓄热式加热炉实际应用浅析
( )蓄热箱全部采用分立布置 1
五座 蓄热式 加热 炉空气 、煤 气 蓄热箱 全部采
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冶
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蓄 热 式 加热 炉 实 际应 用浅 析
苏广 江
郑 东升
fr a e i a g n ol g mi . An o ii g wi rd c o u n c n T n Ga g r l n l i 1 d c mb n n t p o u t n, fc s o l k n so it r a c h i o u n al id fd su b n e h t dhp ee t a a a p n d, a ay e t h n me o h n l z d i p e o n n, l a o , a d me s r a a e s ' s n n a u e h d tk n, p t f r a d s me e u ow r o ra o a l d e e t e me o ro t zn n mp e s n b e a f ci t d f p i i g a d i m ̄n e p o e st c n lg . Ho o p n v h o mi gt r c s e h oo h y e p t m ̄d e
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用蓄热式加热炉是一种沿用自古老的中央煤炉技术演变而来,利用蓄热体在被加热的过程中把热量蓄积存储起来的一种取暖装置。
蓄热式加热炉能够以低压燃烧的方式以较低的成本来实现室温的非常稳定地加热,从而节省更多的能源,其有着众多的优势非常受到消费者的喜爱。
蓄热式加热炉的控制可以分为两个类,一种是用恒定温度控制系统,另一种是采用智能化控制系统。
恒定温度控制系统是一种常见的控制系统,通常包括一个温度控制器、一个加热装置和一个冷却系统,并且通常采用电控炉来帮助加热。
这种控制系统的主要特点是采用一定的硬件组件,比如电控炉、温度探头、温度传感器等,来实现恒定温度的控制,使用非常方便。
智能化控制系统由微处理器控制,是蓄热式加热炉自动化控制的一种技术。
它不仅可以实现室温的自动控制,而且可以实现智能调温等功能,如预热、负荷调节、功率限制、交流电路等功能,在保证室温的稳定性的同时,也可以节约能源和提高热效率。
蓄热式加热炉的自动化控制特点和应用广泛,可以应用于家居中,用于取暖室温,也可以应用于一些工业设备中,用来加热液体或气体进行工艺加热。
它可以有效地控制室温,提高热效率,节约能源,确保较高的加热安全性。
因此,蓄热式加热炉的自动化控制特点和应用受到了越来越多的认可和重视。
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用越来越多地受到重视,不仅仅体现在家居中的取暖,更重要的是在工业领域的应用,如热力发电、仪表加热、工业烘干、加热液体及气体等。
如果采用恒定温度控制系统,由于室温的参量变化较大,很容易引起室温的不稳定。
而智能化控制系统则可以采用微处理器的自动控制,能够使室温变化在很小的范围内,从而达到节省能源和提高热效率的目的。
此外,蓄热式加热炉的自动化控制也为环境保护提供了保障。
它采用低压燃烧,排放的废气中气态污染物和微粒污染物浓度均低于国标,减少了对环境的污染,有利于环境保护。
综上所述,蓄热式加热炉的自动化控制特点及其应用受到欢迎和认可,它在家居温控,工业温控以及环境保护方面都具有重要的作用,是一种能够实现高效、可靠、节能的取暖装置。
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉是一种新型的加热技术,它主要用于改善工业机械的加热效率和节能效果。
相较于传统的加热技术,蓄热式加热炉具有高加热效率、低能耗、更好的热效率和质量保障等优势。
此外,蓄热式加热炉还具有强大的自动化控制特点,可以有效提高工业机械的效率和精度。
蓄热式加热炉的自动化控制特点主要分为两大类:过程控制特点和热能控制特点。
首先,蓄热式加热炉可以根据预设的参数,采用PID自动控制,从而达到过程控制的目的。
其次,蓄热式加热炉可以根据预设的参数,通过调节加热炉的室内温度,从而达到热能控制的目的。
由于其具备强大的自动化控制特点,蓄热式加热炉在工业机械的应用中越来越受到重视。
蓄热式加热炉主要应用于钢铁、有色金属、木材和塑料等行业,以提高产品的品质和加工精度。
钢铁行业的加热技术,蓄热式加热炉可以快速地将钢铁加热到较高的温度,从而提高其塑性,让钢铁具备更高的加工精度。
有色金属行业,蓄热式加热炉可以分解冶金液和造粒,从而提高有色金属的加工精度、要求和成品质量。
木材行业,蓄热式加热炉可以加热木材至较高的温度,从而腐蚀木材的表面,使得木材表面不易受湿,提高木材的整体质量和外观。
此外,蓄热式加热炉还可以用于塑料制品行业,以提高塑料制品的成型性能和质量要求。
总之,蓄热式加热炉具有强大的自动化控制特点,可以有效提高工业机械的效率和精度,在钢铁行业、有色金属行业、木材行业、塑
料行业等行业得到广泛应用。
但是,由于蓄热式加热炉对外界环境的要求较高,同时价格也较为昂贵,在实际使用中仍需加以谨慎。
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用
蓄热式加热炉的自动化控制特点及应用蓄热式加热炉作为一种新型的热力设备,受到越来越多的重视,由于它的优异的性能和高效的节能特点,蓄热式加热炉的应用领域有了极大的拓展,其中自动化控制也成为蓄热式加热炉发展的重要驱动力之一。
本文就蓄热式加热炉的自动化控制特点及其应用介绍如下。
蓄热式加热炉采用独特的室外热源和室内恒温系统,有效地实现了自动化控制功能,从而使操作更加自动化和高效化。
首先,通过室外热源加热系统,可以有效地实现热源的恒温加热,通过室外温度控制器可以根据室外温度的变化,对热源进行优化控制,从而实现自动化控制;其次,室内恒温系统中包含有温度传感器,可以实时监测室内空气温度,当室内温度发生变化时,系统可以自动调节,实现恒温加热;第三,蓄热式加热炉还可以设置计时器,实现定时调节,可以充分确保热源的恒温加热,同时降低热源的耗能,从而实现节能。
蓄热式加热炉的自动化控制特点可以为各种领域的应用提供了有价值的指导。
首先,在医院等大型及小型医学水暖管网中,采用蓄热式加热炉加热可以有效实现节能;其次,在工业制造厂生产车间内应用蓄热式加热炉,可以有效实现自动测温及降温,实现恒温加热,从而大大提高工业生产效率;第三,蓄热式加热炉可以在建筑物、食品加工等行业中应用,这样可以有效提升空调系统的温控性能,更好的节约能源。
由此可见,蓄热式加热炉的自动化控制特点,使它在医疗、工业及其他生活领域中得到了广泛的应用,也使热力设备的发展趋于完善,为节能、环保提供了有价值的实践性参考。
此外,蓄热式加热炉的发展需要更多的创新性技术和材料,以及落实有效的节能政策。
希望未来蓄热式加热炉可以得到更好的发展,并被更加广泛的应用于各种领域,从而实现节能减排的目标,为人类更美好的未来做出贡献。
综上所述,蓄热式加热炉的自动化控制特点具有节能、环保、安全等优势,更多的创新性技术和材料及落实有效的节能政策,都可以使未来蓄热式加热炉得到更好的发展,并被更加广泛的应用于各种领域,为人类更美好的未来做出贡献。
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收稿日期:2004-10-12谢国威(1976~ ),硕士研究生;114044 辽宁省鞍山市。
蓄热式加热炉应用与热态模拟谢国威 于 宏 秦 文(中钢集团鞍山热能研究院)赵连刚(鞍山科技大学)摘 要 蓄热燃烧技术是目前较先进的节能技术,鞍山热能研究院开发的蓄热燃烧系统,成功应用在加热炉上,本文对流体流动、燃烧和传热过程进行了数值模拟,数值模拟结果与工程实际基本吻合。
关键词 加热炉 蓄热燃烧 非稳态Application and thermal simu lation of regenerative heating furnaceXie Guow ei Yu Hong Qin Wen(Anshan Research Institute of Thermo energ y of sinosteel)Zhao Liangang(Anshan U niversity of Science and Technology)Abstract T he regenerative combustion is the more advanced ener gy saving technology.Anshan Re search Institute of T hermo energy has developed a regenerative combustion system and applied succes sively on the heating furnace.T hey have car ried on numerical simulation to the process of fluid flow,combustion and heat transfer.T he results are basically in line w ith engineer ing.Keywords heating fur nace r egener at ive combustion transient state1 前言随着国内外蓄热燃烧技术在工业加热领域的成功应用 1~3,蓄热燃烧已经出现良好的市场前景。
近一段时期我国对此项技术的应用也逐步扩大,同时对该技术的研究也有了长足发展。
目前国内有许多单位研究和开发蓄热燃烧技术,如中钢集团鞍山热能研究院、北京科技大学、机械部第五设计研究院等。
中钢集团鞍山热能研究院作为国家能源开发与利用专业性科研单位,紧跟蓄热燃烧技术的前沿已经在天津铁厂、杭钢、山东墨龙、吉林通钢、河北华北铝业公司、驻马店南方钢铁等企业成功的建造了多座蓄热式加热炉,同时也有了自己的四通换向阀和三通换向阀产品专利。
在现代生产中传统加热炉能耗大,加热能力、供热能力、最短出钢周期难以提高,进而影响钢坯的加热质量。
蓄热燃烧具有节能和环保两大特点,拥有板坯加热质量好、加热速度快、烧损率低等优点。
蓄热燃烧可以通过强化加热来加大加热能力,通过减小煤气单耗提高供热能力,通过均匀炉温减小最短出钢周期,进而使该技术在加热炉上得以应用。
2 蓄热式加热炉的应用中钢集团鞍山热能研究院于2004年初在驻马店南方钢铁公司设计建造了一座蓄热式加热炉,并在2004年7月投产,其设计参数见表1。
该加热炉投产后,能够达到设计产量,同时节能效果比较显著。
应用中具有火焰温度均匀,无峰值,无火焰界面,火焰呈蓝绿色、绿色,噪声低等优点。
这些特点与蓄热燃烧的特点 4、5相吻合,表明蓄热燃烧技术已经在工程中日趋成熟,同时有效地利用高炉煤气节约了能源。
30冶 金 能 源ENERGY FOR METALLU RGICAL INDU STRYVol 24 No 3May 2005表1 加热炉设计参数表1加热钢种普碳钢、低合金钢2坯料尺寸/mm1502!4500~60003燃料种类高炉煤气4燃料热值/kJ∀m-331355空气预热温度/#800~10006煤气预热温度/#800~10007加热温度/#1150~12508设计加热能力/t∀h-1809炉底水管冷却方式水冷10正常排烟温度/#∃15011推钢机100吨液压式推钢机12上料方式辊道上料(人工辅助)在实际生产中蓄热式加热炉与传统加热炉相比炉压较大,如果处理不好会发生炉头和炉尾冒火现象。
因而在设计过程中应该认真考虑燃烧系统以及炉型的结构形式,这些应该同传统加热炉的结构形式有所不同。
3 数值模拟3 1 计算模型及网格划分选取加热炉一加热段(长!宽!高:1160! 6500!2700)为研究对象。
取8对烧嘴,钢坯上下各4对烧嘴,采用煤气%空气双预热的方式。
网格划分采用先进的多块网格结构以及结构化非均匀网格技术,烧嘴附近、钢坯上下表面附近以及炉顶炉底附近的网格划分较密。
3 2 模拟选用的方程以及边界条件和初始条件模拟过程选用流体连续性方程、动量方程、高雷诺数湍流方程、传热与燃烧、辐射耦合方程。
钢坯传热应用于传热方程中,同时在模拟中考虑了浮力的影响。
进口采用Dirichlet条件,直接依据设计中的数值,针对加热炉上下部分流量的不同,给出具有一定二维倾角的空气、煤气进口速度。
高炉煤气的主要体积成分如表2所示,计算过程中换算成质量浓度。
模拟预热温度为800#,模拟中为了提高计算速度,对称面选在各进口、出口的中心面上。
表2 高炉煤气成分% CO CO2H2N2O2CH429 310 71 558 20 10 2模拟中考虑墙体散热,同时把炉门散热归到墙体散热中,水冷只影响钢坯的下表面温度。
非稳态的时间步长选用变时间步长,起始时步长为0 1s,以后逐步增大到1s。
蓄热燃烧采用引风机抽引烟气,因此用出口压力作为边界条件,并考虑了流体流过蜂窝体蓄热室的压力降。
结合工作实际,模拟中出口压力采用工程实际的经验数。
加热炉炉顶、炉底附近采用壁面函数,壁面内部无热源,温度变化由炉顶、炉底材料的导热系数决定。
3 3 模拟结果及分析模拟结果如图1所示,根据结果可以对蓄热燃烧有清楚的认识。
烧嘴进口处炉子横截面上的气流速度分布,5s时钢坯下表面速度拓展面比30s时小,而30s时钢坯上表面的速度随燃烧的进行最大速度面相对减小。
表明燃烧推进速度比较快,体现了蓄热燃烧的特点。
还表明由于进口倾角的存在,沿钢坯表面速度偏差不是很大,这是钢坯加热均匀的必要条件。
图2为烧嘴进口处炉子横截面上燃烧产物质量浓度分布图,可知5s时处在燃烧初期,燃烧产物质量浓度相对30s时小。
随着时间的推进,燃烧进行的越来越充分,产物的质量浓度增大。
同时由于受到浮力的影响,钢坯的上方比下方质量浓度大,因而在工程实际中应考虑钢坯上下方图1 不同时间气流速度比较(下转第38页)31Vol 24 No 3 M ay 2005冶 金 能 源ENERGY FOR M ETALLURGICAL INDUSTRY(3)煤粉炉的除尘问题煤粉燃烧产物含尘量大,虽然回转干燥机尾部设有除尘装置,但煤粉热风炉自身进行燃烧产物初级除尘也是十分必要的。
本炉设计中,在炉子尾部设置了重力除尘室。
重力除尘室同时也是混合烟气达到工艺热风温度的混风室。
在混合室内,通过进一步掺兑冷风使最终混合热风达到工艺要求温度(800#)。
在混风的同时,烟气中的尘灰经过烟口处的突然扩张和混合过程的交叉碰撞使之失去自身流动惯性落入集灰室下部。
4 煤粉热风炉的三维实体结构设计热风炉结构和煤粉-柴油两用烧嘴均采用Solid Edge 软件,实现了三维实体设计。
煤粉热风炉三维结构图见图2。
三维实体设计是一种程序化驱动的设计过程,由单体三维部件开始,最终实现设备整体组装。
在完成最终的三维整体设计后,由计算机自动生成所需工程二维平面图。
三维实体设计优点在于:&由于程序化驱动,适合方案的修改;∋由单体设计到设备组装过程,适合多个设计人员的交流与衔接;(直观的三维设计便于设计方案的论证、修改,避免设计中的错误;)工程图图量随需要确定,制造、施工过程可以直接使用三维图,有利于制造施工过程的监理,确保施工质量。
5 结语该煤粉热风炉于2004年5月在鞍钢弓长岭球团矿厂投入使用,各项指标达到工艺要求。
成功地解决了煤粉炉燃烧过程中的几个难点问题,经过实测炉子热效率达到90%以上。
热风炉尚需进一步完善的是机械除灰问题,炉子结焦问题的解决已为下一步的机械自动除灰方案的实施创造了条件。
罗文泉编辑(上接第31页)图2 不同时间燃烧产物质量浓度比较热量分布。
4 结论(1)高炉煤气、空气双预热的蓄热燃烧技术已经能够满足轧前加热的实际需要,进而达到节约能源的目的。
(2)蓄热式加热炉炉压较大,因而蓄热式加热炉的结构形式应与传统加热炉的结构形式有所不同。
(3)蓄热燃烧技术中进口采用一定的倾角可以加大气体的紊流程度,更好地体现蓄热燃烧的优点。
(4)数值模拟可以为工程实际提供一定的基础数据,进而在工程实际中发现问题,可以通过数值模拟来把握方向,使数值模拟与工程实际有机地结合。
参考文献1 萧泽强,古川邦夫 高温空气燃烧%新技术讲座 中国科学技术协会工程学会联合会,北京,19992 李灿,唐文武等 高温空气燃烧技术在我国的应用现状与发展前景 冶金能源,2003,22(2):41~463 Ou Jianping,Hsiao T echiang.Investigation and Appli cation of HT A C in China.HT A C G 5:F ifth Inter na t ional Symposium on Hig h T emperature A ir Combustion and G asificatio n.Yokohama,28~30,Oct ,20024 吴光亮,朱荣等 高温低氧燃烧(HT AC)中的反应工程问题 包头钢铁学院学报,2002,21(3):203~2075 于宏,黄恩民 HT A C 技术的开发与应用 能源与热工2002学术年会论文集:454~456黄 进编辑38冶 金 能 源ENERGY FOR METALLU RGICAL INDU STRYVol 24 No 3May 2005。