天津理工大学热工设备与节能技术

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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.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,
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。
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、wk.baidu.com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
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;
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。
(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。
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。
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。
2)加热炉类:
用于材料或制品的加热,炉中物料只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;
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。
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。
(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。
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。
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