第5章-燃气工业炉

炉门提升装置 借助滑轮和滚子的作用垂直升降炉门。 轻炉门：人工操作扇形机构提升。 重炉门且启动频繁：用气动、电动或液压提升机构。
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金属构架
作用——炉子的骨架
加固炉子砌体、承受炉顶压力，并把压力传给基础。 在其上面安装炉子的附属设备。 抵抗砌体的高温膨胀，使炉子不发生变形。
材料
竖钢架：槽钢，成对设置。 水平梁：角钢和槽钢。 连接杆：圆钢 炉底空冷层钢梁：工字钢、槽钢。
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烟道、闸门和烟囱
排烟方式——与炉子结构形式、周围环境条件有关。
下排烟 特点： ①烟气被引入地下，车间卫生条件及操作环境较好， 不妨碍车间地上管线的布置并便于吊车的运行。 ②布置紧凑，经济合理， ③炉子结构较庞大时，需占较大地下深度，布置烟道 时可能受到车间设备基础及厂房柱基的限制； ④烟道系统不易严密，可能影响烟囱正常抽力， ⑤地下水位较高时，还需采取烟道防水措施。 适用场合：多台炉子共同组成一套排烟系统。
规定的颜色、紧急操作阀标志明显。
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2、对使用和操作的要求
一般注意事项 燃烧装置的点火、运行、熄火、停止的通用操作程序 操作环境
3、对检查和维修的要求
检查：检查的通用准则、日常检查、定期检查 维修：检查后的维修、计划维修
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5.3 燃气工业炉节能技术——余热利用
预热空气或燃气
10一预热器周围温度记录警报器
11一预热器；
12—炉压控制闸板；
13一烟囱；
14一助燃风机；
15—炉内压力指示调节器；
16—热风放散
空气
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7、安全装置
作用
燃具由于故障、使用条件变化或误操作时——防止发 生事故。
组成：
传感器部分 检测产生事故前的各种物化现象变化， 经变送，把检测值送给控制器。
适用场合：大炉上用
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炉门及提升装置
炉门的功用与结构 功用：把工作门及观察孔关闭——保持炉温，减少 热损失，避免吸入空气而恶化炉内气氛。 要求：严密、耐用、隔热、轻便 。 结构：铸铁门内侧衬耐火绝热砖，炉门装在炉门框 上，炉门框再固定在炉子的金属构架上；高温炉的 常设水冷装置。
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上排烟 特点：炉体结构简单，造价低，施工方便，能充 分利用较高的烟气温度，烟囱高度可降低。
适用场合：当厂房通风条件好、炉子规模小，车 间内炉子数量不多、对吊车运行妨碍不大时，或者 当地下水位较高采用防水结构有困难时用。
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地面
红砖 粘土砖
烟道
定义 是连接炉子与烟囱的烟气通道
烟道
粘土砖 绝热层 混凝土基础
理 论
意义
燃 烧
节约燃料：
温 度
提高燃烧速度和燃烧温度
设备——空气预热器
预热温度
结构要求：传热系数大，避免局部过热，气密性好， 流阻小，易清扫，有防胀装置。
分类：金属的（承温低）、陶瓷的；热管式、对流 式、辐射式、蓄热式；喷流式
生产蒸汽或热水（余热锅炉）
预热物料
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空气预热器 ①热管式
热处理工艺要求而加热。 焙烧炉（焙烧窑）：使物料发生物理或化学变化，以
获得新产品。 干燥炉：为了排除物料中的水分而加热。
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锻 轧 加 热 炉
热 处 理 炉
熔炼炉
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钢带还原炉 焙烧回转炉
焙烧炉
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转筒式烘干机
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按炉温分
高温炉：炉温在1000℃以上Fra bibliotek炉内以辐射传热为主 中温炉：炉温为650一1000℃ ，炉内辐射、对流传热 低温炉：炉温在650℃以下，以对流传热为主。
物料从装料端装入，在炉内以一定速度连续地 或按一定时间间隔移动，加热到预期的温度后， 从出料端出来。
可连续装料，也可按一定规律间隔装料。 为使较大物料的表面与中心温度均匀，在出料
前设均热段。 对某些连续热处理炉，设冷却段，使物料在规
定的较低温度下出炉。
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形式——按物料输送
方式分
按炉子工作的连续性分
连续性操作的炉子：适于少品种大量生产的物料加热。 周期性操作的炉子：适于处理批量小的物料。
按加热方式分
直接加热炉（火焰炉）：炉气直接与物料接触。 间接加热炉：炉气（烟气）不直接与物料接触：
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按行业分
炼铁：高炉、热风炉、烧结炉、焦炉、焙烧炉。 炼钢、压力加工：转炉、电弧炉、平炉、均热炉、轧
步进梁
步进梁炉内部结构
和两侧布置加热装置
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线材连续处理式（牵引式）特点：
主要用于金属线材、带材等很长的物料热处理。 加热与冷却处理后常以成卷的形式取出。
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4、特点
清洁、环保：燃气经脱硫处理，且含氮少，燃烧生成 物中SOx、NOx含量少，同时对高温生成的NO也易 抑制；燃烧器无结焦、结渣问题。
螺旋翅片热管空气预热器
热烟气 热空气
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热管式特点： 无运动部件，不需外力。 传热效率高，体积小。 适合温度范围、热负荷范围大 不存在局部过冷区。 冷热流体隔开，不掺混、不漏风。 维护简单，装拆方便。
工业常用热管 外壳由碳钢制成，工质用水，俗称钢水热管。 在一定温度下，水和钢将发生电化反应生成四氧化三 铁和氢气。氢气积累在热管内，阻碍热管的传热以至 最终使热管失效。
按炉子大小、用途——用不同形式的闸门或插板。 烟温＜400～600℃—用灰铸铁或铸钢件制成； 烟温＞600～700℃—用水冷闸门、衬砖闸门或
耐热合金钢制闸板。
烟囱
作用原理：烟囱内烟气密度比外部空气密度小，从 而产生热升力，使烟气能够排出。
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燃烧装置
依据：炉子的结构形式、工作特点及燃烧器的特性。
设计要求
下排烟道结构简图
正确选择其截面尺寸和结构形式；具良好的气密
性；下排烟炉子烟道多布在地面300mm以下。
结构
①下排烟烟道：砖砌筑+混凝土基础。
②防混凝土温度过高，上面用硅藻土砖做绝热层，
最上面再砌半砖厚的粘土砖，外部用红砖。烟道 拱顶常采双层半圆形的。
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烟气闸门
作用：调节炉膛内压力， 位置：在烟道上。 分类：
易实现自动控制：燃气燃烧器的负荷调节范围较宽， 过剩空气量少，且微调灵敏性好，易实现炉温、炉压、 甚至炉内气氛的自动控制。
易实现特种加热工艺：炉内气氛调节灵敏。 管理及操作严格：若操作不按规程，管理俭查不严格，
就容易发生爆炸等事故。
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5、技术性能的内容
炉型及使用工艺的名称。 生产率(对连续式炉)，或装炉量(对周期式炉)。 炉膛有效容积或炉底有效而积； 最高炉温及常用炉温。 炉膛有效空间内的温差。 升温速度(冷炉工况)，或达到最高炉温所需时间。 燃料规格名称及其最大和平均消耗量。 排烟量及排烟方式。 附属设备，如燃烧器、风机等的型号、规格、功率等。 其他动力，如用水、压缩空气等的压力、消耗量等。
推料式特点：
靠炉外进料口前的
台
推料机推炉料；
车
炉料在炉底或滑道
炉
上紧密排列；
推进一个料、顶出 一个料。
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输送机式特点： 炉外传动装置使炉内传送带或输送机运动输送炉料
物料一个一个相互间不靠紧。
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辊 底 式
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螺旋推料机（分级机）
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步进梁传送烧结炉
固定鞍座
一般采用吊顶。
炉底：坚固、有一定厚度。长时间加热时，要保持下 面混凝土基础的温度≤300℃.
炉子基础：是承受全部炉体载荷的重要部位。所以， 设计时应注意：混凝土承受温度≤300℃，单独基础， 地下水位上，冰冻线以下。
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混凝土
炉底
吊顶特点：不受炉子跨度限制、易 于局部修理；结构复杂，造价较高
陶瓷、水泥、耐火材料：熔化炉(玻璃、耐火材料等)、 烧成炉(水泥、耐火材料、陶瓷器、砖瓦、陶管、窑 业原料等的烧成)、煅烧炉(窑业原料焙烧与锻烧)、 热处理炉(平板玻璃、电视显像管等热处理)。
化学工业：煤化工中的炼焦炉、煤气发生炉；石油化 工中的加热炉、分解炉、转化炉。
环境保护：工业废弃物焚烧炉、废气燃烧炉、城市垃 圾与下水污泥焚烧炉。
钢加热炉、锻造加热炉。 钢材热处理：退火炉、正火炉、调质炉、回火炉、热
压合炉、渗碳炉、软氮化炉、镀覆炉、气氛发生炉、 烧结炉。 铸铁、铸钢：冲天炉、电弧炉、感应熔化炉、热处理 炉、干燥炉。 有色金属：精炼炉、熔化炉、均热炉、加热炉、焙烧 炉、转炉、热处理炉(退火、调质、回火、烧结等)。
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物料预热装置、（炉子及管道绝热保温）。
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3、主要系统形式 （1）周期式炉（间断式） 特点
物料从入炉加热到最后出炉都在炉内不运动， 或按规定的温度曲线升温、保温、降温冷却， 都在一个炉膛内进行；
按周期分批处理物料； 装料口即是出料口。
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形式
箱式炉
坩埚式燃气熔化炉
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（2）连续式炉 特点
作用：对温度、压力等变化自动调节，并保证运行安全 原理：据被控制量的测出值与给定值之间的偏差，按某
一规律来调节被调量，使其接近给定值。 组成：测量、显示仪部分，调节器部分，执行器部分。 内容：炉压、空燃比、炉温 。
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①炉压控制系统
目的：炉膛微正压，炉底10Pa正压。 闸门法工作原理：通过微压变速器和压力调节器，经
控制器部分 接受传感器信号并经必要处理，然后控 制执行器作出相应动作。
执行器部分 据控制器送来的信号，通过电磁阀、电 动执行器或比例控制器等来控制燃气和空气量，以控 制燃烧设备安全运行。