第5章 燃气工业炉

按炉子工作的连续性分


按加热方式分

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 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。
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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

烟道

粘土砖


定义 绝热层 混凝土基础 是连接炉子与烟囱的烟气通道 下排烟道结构简图 设计要求 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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6、自动控制系统

概述


燃气工业炉类型多，功能各异——自动控制及安全装 置不同； 三个参数相互联系：炉温、炉压、燃气及空气量 对应三个参数采用自动控制，并安装空气不足、熄火 保护以及自动点火等装置。

自动控制装置：

燃气调压器、燃气流量控制器、燃气与空气比例混合 装置等。
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自动控制系统
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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
坩埚式燃气熔化炉
箱式炉
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（2）连续式炉 特点



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。
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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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。
燃 气
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。 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。 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。
1—炉内温度记录调节器； 2—燃料流量指示调节器； 3一比例设定器； 4—流量指示调节器； 5—钢坯位置检测器； 6—加热炉； 7—热电偶； 8—炉内压力计； 9—监测电视； 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
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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：

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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形式——按物料输送
方式分 推料式特点： 靠炉外进料口前的 推料机推炉料； 炉料在炉底或滑道 上紧密排列； 推进一个料、顶出 一个料。
台 车 炉
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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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组成：



5.2 燃气工业炉的安全要求

1、对结构和功能的要求




炉：炉门、烟道（闸门、抽吸力）、炉子通风和抗震强 度等。 管道：材料和位置合适、承压能力、防腐蚀、防静电、 防压力过高、防振动、阀门位置。 燃烧器：火焰正常稳定、燃烧稳定、点火燃烧器等 安全装置：安全切断阀、燃烧监视装置、安全控制装置 控制和操作回路：能明显报警、排除故障后才能启动、 按钮顺序以防误操作、操作盘位置等。 各种标记：工业炉及其配套设备有合格的标牌、管路涂 规定的颜色、紧急操作阀标志明显。
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步进梁传送烧结炉
固定鞍座
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。 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。
第5章 燃气工业炉

5.1 燃气工业炉概述 5.2 燃气工业炉的安全要求 5.3 燃气工业炉节能技术
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燃气工业炉
2
杭钢蓄热式加热炉
3
5.1 燃气工业炉概述
1、分类

按用途分

熔炼炉：熔化金属等物料。 锻轧加热炉：为了增大金属在轧制、锻造、冲压和拉 拔前的可塑性而加热。 热处理炉：为了改变金属的结晶组织，使其满足不同 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。

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。
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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。

炉用设备及其他附件

测量仪器：测燃气流量、压力、温度；空气的流量、 压力、温度；炉内压力、温度；烟气压力、温度；燃 气成分、烟气成分；被加热物料温度等参数的装置。 燃烧调节装置：控制炉内温度、压力、气氛——调节 进入炉内的燃气和空气量。 安全装置：保证安全生产的装置。 余热利用设备：燃气、空气预热装置、废热锅炉以及 物料预热装置、（炉子及管道绝热保温）。
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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 Nhomakorabea
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


意义 节约燃料： 提高燃烧速度和燃烧温度 预热温度 设备——空气预热器 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
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。



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
5
钢带还原炉
焙烧炉 焙烧回转炉
6
转筒式烘干机
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按炉温分

高温炉：炉温在1000℃以上，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。 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。 直接加热炉（火焰炉）：炉气直接与物料接触。
调节器
微压 变送器 执 行 器
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②空燃比控制系统

空燃比例
空气流量调节器的设定值： L a Fr Lg