工业炉的现状与发展趋势

工业炉的现状与发展趋势

根据最新的数据统计，在耗能能的排行中，工业炉的耗能量达到全国的第二位，其名词仅仅在热力发电之后。由于工业炉的耗能大，利用率不高，资源紧缺等特点，它在我国的制造行业中占有重要的地位，与其他的国家相比，我国的工业炉利用率低，那么为了提高其利用的效率，对其进行合理的利用，对我国的工业炉现状和发展趋势进行分析是非常重要的，用这些结果来制定一系类合理化的措施，以保证工业化的发展。

1、工业炉能耗利用现状分析

总体来看，我国工业炉能源利用率较低，热效利用率平均为30%左右，其中锻造加热炉的热效利用率为 10%-20%之间，热处理的利用率为 6%-25%之间，连续加热炉的利用率较为高些可以达到35%-40%之间，然而世界上发达国家的平均热效利用率在50%左右。由此可以看出我国存在一定的能源浪费现象。我国目前对工业炉和加热技术的评价主要从满足工艺要求、提高质量和降低成本等方面来评价的。工业炉首先应该满足工艺要求从而来提高热处理的质量。其次，工业炉应该通过节约能源来降低能耗，从而可以实现降低产品成本的目标。因为工业炉能耗的高低之间可以在产品成本上反映出来，很大程度上也会影响产品在时常上的竞争力。再次，工业炉要提高产品的自动化水平和机械化水平。

2、提高和改进工业炉燃料利用率的措施

2.1 改善燃料的燃烧状况。燃料作为能源具有很大的特殊性，第一，资源的总量是有限的，燃料的总量是有限的总有一天会枯竭。第二，燃料的使用具有不可重复性，燃料的使用是单方向的具有不可逆性。第三，能源的使用效率低下。燃料在使用过程中常常会发生一定的损失，损失的程度根据使用的方式和控制水平的不同而不同。第四，燃料在使用过程中会对环境产生负面影响，燃料在使用过程中常常会伴有废弃物的产生，对环境造成不同程度的污染。

燃料在工业炉中燃烧时通过安装在工业炉上的燃烧器上完成的，因而燃烧器的性能直接关系到工业炉燃料的消耗量。因此，应该提高燃烧器的性能，因为只有保证燃烧器的性能满足工业炉的供热能力，使其有较低和稳定的空气过剩系数，才能使燃料在使用过程中充分提高燃烧效率，使燃烧器能够适应温度较高的助燃空气。火焰的形状要根据工业炉在使用过程中的需要而调节，我国使用的老式燃烧器节能能力低大约在 5%左右，新型的燃烧器节能能力在10%左右。近年来，我国为了提高能源利用效率逐渐研制了优质燃烧装置，例如研制了平焰嘴、高速调温烧嘴和蓄热式烧嘴等。平焰烧嘴的火焰呈圆盘形，这种烧嘴加强了炉墙对工件的辐射传热作用，因而适合在高温锻造炉上使用，可以使冷炉的温度提高到原来的40%不仅可以减少金属氧化脱碳烧损的浪费而且可以达到节约能源的目的。高速调温烧嘴的高温燃烧产物以比较高的速度喷出，这样可以强化炉内的气体循环，

达到改善炉温的均匀性，比较适用于各种低温处理炉中。蓄热式燃烧是最近发展起来的从冶金技术引入到机械行业的燃烧技术，燃烧器是由一个燃烧喷枪、两个蓄热室和一个四通换向阀组成的燃烧单元，采用高温低氧燃烧技术来向炉膛内供热，蓄热式燃烧器空气预热温度可以达到 1000 度左右，通过蓄热室烟气排出温度小于 200 度，炉内效率可以达到 30%以上。蓄热式燃烧器在使用过程中由于存在大量的空气，但是还是有一些烟气在蓄热室直接被排放出来，从而可以达到有效提高燃料利用率的效果。

2.2 优化炉衬结构。工业炉的炉衬可以分为砖砌炉衬、烧注料炉衬和纤维炉衬。当前国内的加热炉大部分都是采用传统的内火砖砌形式，炉衬的散热和蓄热可以占到总能耗的30%-40%。筑炉材料的发展趋势是高温、高强和轻质方向。合理选择炉衬材料和优化复合炉衬结构就可以起到减少炉体散热、减少蓄热损失达到节能的良好效果。首先，烧注料炉衬的导热系数较之砖体炉衬的导热系数小很多，炉体气密性较好，因而可以起到延长使用寿命的、达到节能的目的。近年来浇注料在品种、质量上均有长足的进步，这样可以起到满足炉子内高温、耐急冷急热的要求，使用浇注炉衬可以比砖砌炉子节约 3%左右的能源。其次，内火纤维是一种超轻质内火材料，它的基本性能密度小、导热系数小，这种材料的筑炉可以起到节能、省材提高炉子生产能力的效果。使用耐火纤维炉衬比砖砌炉子可以节约7%的能源。

耐火纤维制品的研制，耐火纤维可以在 1200 度的高温中使用，因而促进了耐火纤维的使用。

耐火纤维的施工方法可以在很大程度上影响其使用效果和使用寿命，传统的锚固方法在使用中经常会发生各种问题。新的施工方法可以将纤维棉的高压风送出喷枪，将结合剂与纤维棉外混使用这种方法消除了炉衬的接缝大大提高了其节能效果，可以起到延长炉子寿命的目的。红外节能涂料的节能效果非常高，这种涂料可以在炉温 1800 度的各种燃料炉上使用，如果将其喷到炉衬表面，可以形成 0.5 毫米的涂层，利用涂层的红外辐射性能可以起到增加热效、减少能耗的良好效果。

2.3 提高控制水平。提高控制水平的方法：第一，控制燃料燃烧。对工业炉进行计算机控制要实现炉温、供燃料量、燃料量与空气量的合理配比，控制这几个量的核心就是合理对燃料进行配比。用测量烟气中含氧量的方法来进行控制配比。第二，优化数学模型。为了控制炉内的温度要合理优化数学模型，炉内温度利用数学模型最好将炉内温度控制为曲线，提高炉内燃料的使用效率。

结束语

虽然现在我国的经济化不断发展，各种工业化的建设也逐渐在进步，但是由于对能源的不合理的运用，造成了我国的能源资源短缺和紧张。这就会严重的影响了我国未来的经济的发展，对于现在的经济发展来说，节能是我国当前局势的主要问题。

因此对于工业炉的节能，首先要保证技术的创新性，不断的发现和探索新的能量资源和减少利用率的途径，走出传统节能方法的老路，通过科技的力量，坚持可持续发展的原则，保证资源的利用效率。就目前来说工业炉是工业化的主要资源，对提高燃料的利用率是我国的首要任务，因此就要对我国存在利用效率低下的现状进行具体的分析，从而寻找节能途径，提高资源的利用，加大发展。（作者：刘启龙）