從熱工角度分析燃?xì)饧訜釥t輻射傳熱和對流傳熱

時間：2021-08-21作者：鄭州大科環(huán)保設(shè)備有限公司瀏覽：51

以天然氣燒嘴為燃燒設(shè)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(shè)備的燃?xì)饧訜釥t中，大都是以火焰爐為主，以這兩種傳熱方式為主。但不同類型的加熱爐，輻射傳熱和對流傳熱所占的比重不同。例如在連續(xù)加熱爐、鍛造加熱爐中爐溫達(dá)到1200℃以上，這時以輻射熱為主導(dǎo)位置，對流傳熱比重比較小。但在一些低溫窯爐內(nèi)，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。
從熱能角度來講，金屬在爐膛里通過輻射傳熱得到的熱量是差額熱量。差額熱量受到導(dǎo)來輻射系數(shù)、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(dǎo)來輻射系數(shù)是金屬黑度、爐氣黑度和爐壁對金屬角度系數(shù)的函數(shù)。
（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有氧化皮，它的黑度近似常數(shù)，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，通過金屬黑度很難提高爐膛熱效率。
（2）爐氣黑度對導(dǎo)來輻射系數(shù)成正相關(guān)， 在一定范圍內(nèi)隨著爐氣黑度增加導(dǎo)來輻射系數(shù)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*多去考慮（3）爐氣黑度的值。金屬角度系數(shù)，大科只講一個現(xiàn)象，即在一個很大的爐膛里只有很小量的金屬鋼坯加熱，雖然加熱時間降低，但熱交換效率并沒有增加。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(xiàn)在加熱爐生產(chǎn)工藝中，連續(xù)加熱爐比室式加熱爐熱交換效率高。是因為連續(xù)加熱爐中鋼板兩面加熱，增加了金屬受熱面積。即便是現(xiàn)在的室式加熱爐，在鋼板之間也增加墊塊來增加金屬受熱面積。
3.平均輻射溫壓。簡單來講就是為了提高整個加熱爐的平均輻射溫壓來提高燃燒溫度，減少爐膛熱損失外，重要的是保證足夠的熱負(fù)荷、提高爐溫水平，來達(dá)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，對流傳熱占據(jù)主導(dǎo)地位。增加對流傳熱的主要措施是增大爐內(nèi)高溫氣體的對流，在天然氣高速燒嘴大范圍應(yīng)用之前，低溫爐膛很多使用煤氣燒嘴，增加對流傳熱的過程往往采用高壓離心風(fēng)機鼓風(fēng)來實現(xiàn)?，F(xiàn)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(nèi)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(nèi)氣流強制循環(huán)，鋼坯加熱時間縮短。
天然氣燒嘴作為燃燒設(shè)備的加熱爐如何通過對流傳熱和輻射傳熱提高生產(chǎn)效率，歡迎來電鄭州大科環(huán)保設(shè)備有限公司。


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