天津理工大学热工设备与节能技术

3.按结构形式分类：
有推料式连续加热炉、室式炉、台车式炉、缝隙炉、井式 炉、步进式炉、环形炉等。
4.按热工操作制度分类：
有连续作业炉、间歇式炉、分段变温炉、恒温炉等。
1）连续作业炉： ①炉内各点温度不随时间变化，而沿炉长方向分布； ②物料在炉内有节奏的连续运动，由一端进，另一端出。
一般大规模、连续化生产的企业，使用连续作业炉。 2）间歇作业炉： ①炉内温度相同，随时间变化； ②物料成批装、出，在炉内静止不动。 生产规模较小、产品规格较多的场合一般采用间歇作业炉。
3. 热工设备在国民经济中的地位和作用 （1）热工设备是国民经济生产中不可缺少的设备。
加热是生产中不可缺少的工艺过程，热工设备则是完成此 项工艺的主要设备。
热工设备应用范围十分广泛，它涉及冶金、机械、建材、化 工、陶瓷等许多工业部门，遍及各个行业，尤其是在冶金钢铁行 业，热工设备占50%以上，具有十分重要的地位。
2.加强自主学习，扩大专业知识面，增强工程意识。 3.注意学习方法，认真做好笔记，提高课堂学习效率和学 习质量。 4.最终学习成绩，按平时成绩和考试成绩来计算。
五、参考教材
（1）陆钟武编 《火焰炉》冶金工业出版社 1998年 第二
版 （2）张永照编 《炉子热工与设备》东南大学出版社，2005年，
第一版 （3）刘人达主编，《冶金炉热工基础》冶金工业出版社，
窑”，按照行业习惯称呼，“炉”多用于冶金和机械行业；
“窑”则多用于硅酸盐工业系统。
所谓工业炉窑是指为达到某些工艺目的，有的为了改变固 体或液体材料的性质、形状，有的为了取得新材料或新材料制 品而设置的直接使用燃料或电能的热工设备。
2. 热工设备与热力设备的异同点：
热力设备一般是指通过一次能源（燃料）消耗获取热能， 生产蒸汽或动力介质（二次能源），实现能源转换的设备，主 要指锅炉和燃气轮机等。
通常包括以下三类：
①由矿石提取金属的熔炼炉； ②金属在液态下进行化学反应以精炼成分的精炼炉； ③为下一道工序提供液态炉料的熔化炉改变机械性能或物理化 学性质而不改变其物态的炉子，统称为加热炉。
包括以下类型： ①通过加热，改变其机械性能和组织结构，提高可塑性，便于 加工的金属加热炉；
三、主要讲授内容
第一章 绪论 第二章 热工设备基本结构组成 第三章 气体力学及其应用 第四章 炉子的热工特性 第五章 热平衡和能量利用分析 第六章 筑炉材料
四、相关专业知识
1. 流体力学（气体力学）； 2. 工程热力学、传热学、燃料及燃烧学等。
六、课程学习要求
1.学习中，注意论联系实际，运用所学专业基础理论，认 识和分析实际问题；
热工设备 与节能技术
李俊瑞
前言
一、课程性质
1.该课程是能源动力专业选修课； 2.该课程是能源动力学科专业知识结构中不可缺少的重要 内容。
二、课程目的和要求
1.了解热工设备在生产中的地位和作用； 2.熟悉热工设备的种类、特点和基本结构组成； 3.掌握热工设备的工作原理和热工特性，熟悉热工过程和热 工计算方法； 4. 通过本课程学习，初步具有运用所学基础理论进行热工设 备能量利用分析，以及经济运行和科学管理等方面的基本能力。
（3）热工设备在节能工作中具有重要的地位和作用。
1）我国大型工业炉窑总数约为12万台，其能源消耗约占 全国能耗总量的25％。
2）各种工业炉窑每年要消耗掉大量的电、煤气、燃油、 焦炭等优质能源和燃料。
热工设备是节能工作的重点对象。
（4）热工设备在环境保护工作中具有重要影响。
各种热工设备每年在消耗大量能源的同时，还排放大量二 氧化碳、氧化氮、氧化硫等有害气体，是大气环境的主要污染 源之一。
锅炉和工业炉窑有很多共同点，但是由于应用行业不同、 生产性质不同，又有区别，是两类性质不同的设备。
（1）两者的共同点：
它们都是通过消耗能源产生热能，完成工作过程。
（2）两者的区别：
1）锅炉是将燃料的化学能转换成蒸汽或热水的能源转换设备； 2）工业窑炉是为完成工艺过程，实现工艺要求而设置的热工设 备。
②通过加热或冷却来改变金属内部组织及机械性能而获得更高 性能材料的金属热处理炉；
③物料通过加热，在高温下发生某些化学变化或相变，以获 得新材料或制品的培烧类加热炉；
④通过加热来排除物料或制品中的湿分，干燥类加热炉。
3）环境保护用炉：用于工业或生活垃圾处理的炉子。
主要是焚烧固体、液体或气体废物的炉子，生产蒸汽、热水 或发电。
2.按热能来源分类：
1）燃料炉类： 用各种燃料（煤、油、气）的燃烧放热作为热源的工业炉窑。 在燃料炉中以火焰炉最为常见，使用最普遍。 火焰炉定义：
炉料不充满炉膛，燃料在炉膛空间内进行燃烧，燃烧放出的热 量以辐射和对流方式传给炉料或工件的炉子。
2）电炉类： 由电能转换而获得热能进行工作的炉子。 例如：电弧炉、电阻炉、感应加热炉等。
热工设备也是环境污染治理的重点对象。
因此，热工设备在国民经济中具有重要的地位和作用。
二、热工设备类型
热工设备种类很多，一般按工艺用途、使用热源、结构形式 以及热工操作进行分类。
1.按工艺用途分类 1）熔炼炉类：
将炉料加热到足够的温度，使其熔化并在液态下完成工艺过程 而得到液态物质的炉子，统称为熔炼炉。
（2）热工设备对生产有着直接的影响。
热工设备的装备水平与技术性能的好坏，直接关系到生产规 模与生产水平（产品的产量与质量）。
例如：
钢铁行业，高炉的容量和装备水平直接关系钢铁的产量和 质量。 机械制造中的金属热处理，热处理炉的好坏，直接影响金 属元件的质量和使用寿命。 玻璃制造中，玻璃熔窑的大小和技术水平，直接影响玻璃 的产量和质量。 陶瓷行业，陶瓷烧成窑装备水平，直接关系到产品合格率。
1998年，第二版 （4）孙晋涛等编，《硅酸盐工业热工过程及设备》建筑工业
出版社，2000年，第三版 （5）蔡乔方主编，《加热炉》冶金工业出版社，1998年，第
二版
第一章 绪论
一、概述
1. 热工设备定义：
以消耗能源获取热量，以热能的形式进行工作，完成某种 工艺过程的生产设备，称为热工设备。
目前热工设备主要是指工业炉和工业窑炉，通称“工业炉