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此时,可以使各个回路水温偏差控制在10摄氏度以内。改装后热水锅炉受热管内必须保持一定水流速度,以保证受热管冷却,防止氧腐蚀和水中杂质沉积。对于下行受热管更该保持足够水速。改装后,尽量减少水在锅筒内停滞区,特别是在锅筒端部,否则容易造成氧腐蚀,为了能够及时排除水中析气体,当在锅炉各个回路高点设置排气阀。余热锅炉停炉以及启动过程一直都是具有不稳定性过程,由于烧结余热锅炉自身工况变化就很复杂,其工况变化存在着各样矛盾,比如说:烧结余热锅炉在运行过程中各个部位温度以及压力都在产生着时刻性变化。我们可以将烧结余热锅炉调节都归结成为烧结余热锅炉烟气流速调节以及烧结余热锅炉烟气量调节这两种,这二者都是通过将烧结余热锅炉入烟气阀门开度改变,将烟气放散阀门开度、循环风机转速进行改变来将其实现。要求我们对烧结余热锅炉烟气流速进行一定调节,烟气流速不能太小,因就在于烧结余热锅炉烟道里面换热主要是将烟气和受热面之间对流换热作为主要,烧结余热锅炉烟气流速如果太小,其对流换热效果也。
在传统的工业炉设计中,燃烧器的火焰速度大约为每秒几米,当燃烧产物温度在600 °C~800 °C时,炉内对流换热与辐射换热各占50%;在燃烧产物温度为800 ℃以上时,以辐射换热为主;在燃烧产物温度达到1 400 ℃时,辐射换热是对流换热的10倍,所以大部分炉窑设计中,是以辐射换热为基础。但是在采用高速气体燃烧器后,即使在高温区,炉内被强化的对流换热在综合换热中所占的比重大大提高,具体说明如下:
采用普通燃烧器时,火焰速度低,燃烧产物在被加热物表面的流动为层流,层流的对流换热系数为h1-Nu*λ/d。
式中 努谢尔特数Nu=0.332Pr1/3*Re1/2;Pr为普朗特数;Re为雷诺数;λ为气体的导热系数;d为流道当量直径。
采用高速气体燃烧器, 火焰喷射速度高(100 m/s~300 m/s),被加热体表面流动以紊流为主,紊流附面层局部放热系数为h2=Nu*λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
设加热炉内腔尺寸为6.45m×2.3m×2.9m,燃烧产物温度为1 790 ℃,被加热体温度为900 ℃。
采用普通燃烧器,燃烧产物流速为5 m/s时,燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h*m2。
采用高速气体燃烧器,燃烧产物流速为150 m/s时,燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h*m2。q2是q1的4倍。
国外曾就辐射加热炉和高速对流加热炉进行过比较试验,在0 ℃~1 200 ℃的加热过程中,辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的6倍,在750 ℃~1 200 ℃的加热过程中,辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的10倍。
1980年,国内引进高速气体燃烧器在井式加热炉上进行技术改造,原有的辐射加热炉从0 ℃~650 ℃升温需要24 h,而采用了高速气体燃烧器的加热炉从0 ℃~650 ℃升温只需4 h,并且燃料消耗量也由于采用了高速气体燃烧器可以节省25%~30%。在油田,用高速气体燃烧器改造成三合一加热炉,加热效率提高了1倍,而燃料消耗量节约了20%。
高速气体燃烧器的燃烧产物高速冲进加热炉内,搅动多倍的炉内气体随之掺混,可以大大提高炉内温度均匀度。国外一家工厂用高速气体燃烧器改造加热炉后,炉内温度均匀度可由±15 ℃提高到±2 ℃。国内井式加热炉采用高速气体燃烧器后,炉温均匀度达到±7 ℃。
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