燃料炉技术分析

文章编号:1001. 6988(2001)04 011040燃料炉技术分析解文书(机械工业第 五设计研究院,天津300190)摘要:介绍 了国内燃料妒技术的发展过程,综合评述了现在燃料炉的各项新技术及其应用情况,并指出了以后的发展方向.关键词:燃料炉;燃烧装置:自动控制;炉墙结构;换热器中图分类号:TF066. 1文献标识码:A .Technological Analysis of Fuel FrnaceXIE Wen-shu( The fifth Instiute of Project and Rexearch of Machinery Industry, Tianjin 300190, China )Abstract: This paper introduces the development process of domestic fuel furnace technology. Itanalyzes some new technologies and their applications, and points out the developing direction in fu-ture.Key words: fuel furnace; burner; automatic control; lining structure; heat exchanger通过引进国外燃油燃烧装置并结合中国国情，相继1国内燃料炉技术的发展过程研制成功了一些新型烧嘴。随着一些新型换热器的试验成功以及新型轻质耐火材料的应用,我国燃料燃料炉作为热加工工艺中的关键设备,广泛应炉的技术水平得到了: -定的提高。用于国民经济的各个行业,其技术的发展和水平的20世纪80年代以来,国际交往的增加使我们提高与各个行业引进国外先进技术和设备密切相接触并 学习到更多的国外先进技术。通过对引进技关: 20世纪50年代,随着大批工程项目的上马,从术设备的消化吸收，采用进口的仪器、仪表及关键炉原苏联引进了大量的各类工业炉技术与设备。在此.用部件,使我国燃料炉的技术水平有了明显的提高。其间,通过转化图纸、加工制造和生产调试,逐步形随着人类环保意识的不断提高,国内学者提出了"工成了以各工业部门所属设计院研究所为主体的设计业生态学”的概念,并正在研究开发各种新型的洁净队伍，为我国燃料炉技术的建立与发展奠定了基础。高效燃烧技术。在燃料燃烧技术上,我国的理论与20世纪60年代至70年代，国内的高校和科研设计科研尚能跟上国际先进水平,但实际使用情况还比单位与工厂结合开展了大量的试验研究工作,取得较落后。了一些成果。20世纪70年代北京钢铁学院、东北工学院等高校陆续建立了冷热态试验台，为国内燃2国内燃料炉技术烧器的开发研制与科学鉴定工作提供了物质基础。现代意义上的工业炉应该具有:高效的燃烧装收骗日期: 201-09-08作者简介:解文书{1963-).男,教授级高级工程师,主要从事工业置可靠YH中国煤化工利用装置,稳定炉窑的设计及科研工作。CNM H G符合环保要求的烟气排放。它涉及到冶金、机械、建材、化工、电子等11综s:械机护投水分析多个行业，因此从某种意义上讲,工业炉的技术水平蓄热式烧嘴的关键技术在于:蓄热体的结构形反映了一个国 家工业的综合水平。式换向阀及换向控制、NO,的控制。2.1燃烧装置(1)蓄热体燃娆装置是燃料炉的核心,其要求是:高效、节评价蓄热体性能时,温度效率和压力损失是重能和高性能:进入20世纪90年代后，我国先后自要的参数。烟气在不通过旁通时温度效率可达行开发研制了多种新型燃绕器。其中有:平焰烧嘴、90%~94%。蜂窝型蓄热体压力损失为1 000 Pa。高速饶嘴、自身预热烧嘴和低氧化氮烧嘴筝。近年对于使用脏煤气的场台,蓄热体必须考虑在不间断来义研制成功蓄热式烧嘴:生产情况下易于清洗。2.1.1 高速烧嘴(2)换向阀及换向控制在热处理燃料妒中,由于炉内温度均匀性要求烟气和空气的切换是必须的。切换时间通常设较高.高速保温自挖烧嘴得到“泛应用。其特点是:定在 20~ 30s,每年的动作次数将达上百万次,因而(1)高速气流强化了炉内气流循环，提高了炉温切换阀机械的可靠性和耐久性就相当重要。换向阀的均匀性,比较适合炉膛截面较大的炉子使用;本身宜采用旋转式,旋转角度越小越好,阀的换向必(2)高速气流强化了炉内对流传热,改变了过去须采用可靠性高的驱动装置,尽可能采用气体驱动。妒内传热机理的概念:不仅工件升温较快ti且在保换向时间可以在换向控制器中根据实际情况进行调温石期工件温度与炉膛温度趋向-致;整。(3)内于高速气流充满了炉内各处，烧嘴布置方(3)NO2的控制式以及排姻口位置也比较随意。这样.在炉子设计由于助燃空气温度的提高,使火焰温度上升而时即可采用大容量小数量的烧嘴，且可以用单个大增加NO,排放量。单纯从结构上考虑,降低蓄热燃排姻口代替多个小排烟口,从而使妒体结构简单化。烧中NO,浓度的基本方法是采用二段燃烧法。一(4)现在的高速饶嘴本身配有自动点火、火焰监次燃烧区域是还原燃烧,二次燃烧区域是低氧燃烧,测和自动调节等装置:控制采取先进的脉冲控制方借此来降低NO,的浓度。低NO, RCB烧嘴具有高法。根据热处理T艺在各温度控制范围内的供热需的热回收率、高速火焰特性,而不会因为较高的空气求量.控制各个饶嘴大小火交替频率既保持了高速预热温度造成高NO,生成率。尔流强制循环效果,又保证了控温精度。蓄热燃烧技术已在冶金工业的熔铝炉、钢包烘(5)高速烧嘴产生的高速高温气流既有有利于烤器.加热炉、台车式热处理炉、装辐射管的气体渗妒温均匀的.面， 又有烧嘴噪音高和烧嘴砖寿命低碳炉以及氢气單式退火炉中得到了应用。的缺点2.1.3 平焰烧嘴2.1.2 蓄热式烧嘴平焰烧嘴的火焰呈圆盘平台形状，加强了炉墙蓄热式烧嘴是20世纪80年代初英国的HOT-对工件的辐射作用,最适合在加热炉上使用。冷炉WORK公司和英国煤气公司台作首次开发的，称为升温速度可提高40%- 50%，加热速度快,可避免RCB型饶嘴( Regenerative Ceramic Burner)。工件过热,改善加热质量,金属氧化少, :一般烧损率一个RCB烧嘴单元至少由2个烧嘴、2个蓄热为0.7%一1.4%。体、气体切换阀和相关控制系统组成。烧嘴和蓄热2.1.4自身预热烧嘴体成对出现，在一个烧嘴的助燃空气通过蓄热体燃自身预热烧嘴是一种把燃烧器换热器、排烟装烧供热时，另个烧嘴充当排烟的角色,同时加热蓄置组合为一体的燃烧装置。它不仅供给炉子热量,热体、当这个蓄热体充分加热后,切换系统动作使系而且利用了废气余热,从而达到节能的目的。空气统反向运行，被助燃空 气冷却的蓄热体轮流地由离预热温度可达500 C ,适合于加热熔化、热处理等各升妒子的高温气体加热。由于最后排出的烟气温度类炉子。只有150~200C.切换阀在低温下工作,同时排出2.2炉中国煤化工燃烧废气的风机也在低温下工作,标准设计的风机2.2. 1YH ;CNMHG就可以满足要求。现代工业炉应尽量选用耐高温.具有高强度和12