從熱工角度分析燃氣加熱爐輻射傳熱和對流傳熱
網(wǎng)站編輯:admin │ 發(fā)表時(shí)間:2021-08-16 │
以天然氣燒嘴為燃燒設備的加熱爐是目前常用的生產(chǎn)方式,從企業(yè)生產(chǎn)角度是為了降低能源消耗成本,從熱工角度出發(fā)是提高加熱爐的生產(chǎn)效率。
所謂的提高爐子生產(chǎn)效率就是強化爐膛的熱交換率。在大科之前文章介紹里涉及到熱交換的幾種方式,這里主要講兩種主要的熱交換方式:輻射傳熱和對流傳熱。在以天然氣燒嘴為燃燒設備的燃氣加熱爐中,大都是以火焰爐為主,以這兩種傳熱方式為主。但不同類(lèi)型的加熱爐,輻射傳熱和對流傳熱所占的比重不同。例如在連續加熱爐、鍛造加熱爐中爐溫達到1200℃以上,這時(shí)以輻射熱為主導位置,對流傳熱比重比較小。但在一些低溫窯爐內,如退火爐、正火爐等熱處理爐,輻射傳熱較弱,對流傳熱較強。
一、輻射傳熱為主的火焰加熱爐如何提高爐膛熱交換效率。
從熱能角度來(lái)講,金屬在爐膛里通過(guò)輻射傳熱得到的熱量是差額熱量。差額熱量受到導來(lái)輻射系數、金屬受熱面積和平均輻射溫壓差影響。具體的公式關(guān)系可查看DAKE網(wǎng)站技術(shù)支持里面的介紹。
1.導來(lái)輻射系數是金屬黑度、爐氣黑度和爐壁對金屬角度系數的函數。
(1)金屬黑度代表金屬表面對輻射能的吸收能力和輻射能力,它和材質(zhì)表面的狀態(tài)有關(guān)。一般的鋼坯表面都會(huì )有氧化皮,它的黑度近似常數,取0.75-0.85。但像不銹鋼、合金鋼等金屬表面氧化較少,金屬表面黑度很低,金屬黑度是不可控制的因素,通過(guò)金屬黑度很難提高爐膛熱效率。
(2)爐氣黑度對導來(lái)輻射系數成正相關(guān), 在一定范圍內隨著(zhù)爐氣黑度增加導來(lái)輻射系數也在增加,但到一定程度后增加速率降低。以天然氣為燃料的加熱爐火焰為輝焰,所以不必過(guò)多去考慮(3)爐氣黑度的值。金屬角度系數,大科只講一個(gè)現象,即在一個(gè)很大的爐膛里只有很小量的金屬鋼坯加熱,雖然加熱時(shí)間降低,但熱交換效率并沒(méi)有增加。其它難以理解的公式不再表述。
2.金屬受熱面積。在其他條件一定的情況下,金屬受熱面積越大,輻射熱交換效率越高。增加金屬受熱面積是提高爐子熱交換效率的重要方式。比如在現在加熱爐生產(chǎn)工藝中,連續加熱爐比室式加熱爐熱交換效率高。是因為連續加熱爐中鋼板兩面加熱,增加了金屬受熱面積。即便是現在的室式加熱爐,在鋼板之間也增加墊塊來(lái)增加金屬受熱面積。
3.平均輻射溫壓。簡(jiǎn)單來(lái)講就是為了提高整個(gè)加熱爐的平均輻射溫壓來(lái)提高燃燒溫度,減少爐膛熱損失外,重要的是保證足夠的熱負荷、提高爐溫水平,來(lái)達到提高爐子產(chǎn)量的目的。
二、對流傳熱為主的火焰加熱爐如何提高爐膛熱交換效率。
在低溫爐膛中,特別是在爐溫在800℃以下時(shí),對流傳熱占據主導地位。增加對流傳熱的主要措施是增大爐內高溫氣體的對流,在天然氣高速燒嘴大范圍應用之前,低溫爐膛很多使用煤氣燒嘴,增加對流傳熱的過(guò)程往往采用高壓離心風(fēng)機鼓風(fēng)來(lái)實(shí)現?,F在天然氣加熱爐多采用高速燒嘴以DAKE高速燒嘴或是碳化硅內混合燒嘴為例,噴出火焰速度在80m/s以上,大大增加了對流速度,爐內氣流強制循環(huán),鋼坯加熱時(shí)間縮短。
天然氣燒嘴作為燃燒設備的加熱爐如何通過(guò)對流傳熱和輻射傳熱提高生產(chǎn)效率,歡迎來(lái)電鄭州大科環(huán)保設備有限公司。