潍坊天然气炉章丘运昌红日天然气炉
天然气是一种清洁能源，具有热 值高、燃烧稳定、设备简易、便于控制以及污染小等优点。蓄热式燃烧技术具有节约燃料、提高热利用率、降低NOx排放量，减小设备尺寸等优点。而我国锻造加 热炉普遍存在着能源消耗高、环境污染严重等问题。因此，本文对天然气在高温蓄热式燃烧技术应用时进行了数值模拟，并分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的 因素。主要研究内容和结果如下： 1．建立了天然气蓄热式锻造加热炉三维火焰空问的数学模型，模拟了炉膛内的温度、流速、浓度分布情况。 2．针对不同的射流的相对速度、预热温度和夹角进行了数值模拟，结果表明：天然气射流和空气射流的相对速度越小，加热炉内的高温区域越大，并且炉膛内的平 均温度愈高，炉内的温度均匀性愈好；当空气的预热温度不变时，仅提高天然气的预热温度，炉内的gao温度和平均温度还会随之提高；当天然气和空气的预热温度 都不变时，改变天然气和空气射流间的夹角，同样会改变炉膛内的温度分布情况，炉内的gao温度和出口处的平均温度几乎呈线性降低，炉内平均温度成二次曲线变 化先增大后减小，并且炉膛内的高温区越靠近喷口处。 3．同时还对不同的烧嘴喷口间距和安装高度进行了数值模拟，结果表明：当射流的其它参数一定时，增大喷口间距，天然气和空气更容易扩散到整个炉膛进行燃 烧，相应地炉膛内的温度也越均匀，但是若间距太大，射流偏转更大，在炉内形成更大的漩涡，使流速分布不均匀，致使平均温度降低；在烧嘴喷口间距，空气、天 然气射流流速、喷射方向和温度不变的前提下，改变烧嘴的安装高度，对加热炉炉膛的gao温度，平均温度以及烟气组分的浓度影响不大，但是对加热钢坯表面的温 度分布影响很大。 主要优点：1、三维立体蓄热，在炉墙、炉顶、炉底均使用不同材质耐火保温材料，3D防护，避免热量散失，da限度减少能耗。 2、多喷口设计，可根据客户实际需要设置喷口数量、尺寸以及布置方式，加热均匀，维护简便。 3、空燃比配备合理，使燃 。烧达到jia状态，空气过剩系数小，氧化皮少。 4、炉温控制精度高，温控精度±10℃，同区炉温均匀性±15℃，采用PLC控制方式，能自动实现多种加热工艺。 5、炉体结构由外而内分别由钢板、保温层、蓄热区、加热区构成，强度渐进，功能分区，利于维修保养。 6、采用变频技术，自动控制风机送风量与引风量，总功率小，节能降耗明显。 7、设备在出厂前即可完成主体部分，整体吊装到位，节省时间，更可施工质量。 8、在启动、运行，停止过程中多方位安全防护，使能耗用安全。 9、智能化半强制燃烧，大大降低耗气量，用于锻造炉，吨料耗气量可控制在35-60方。 蓄热式加热炉对蓄热体材质的要求是密度大，热导率、比热容和耐压强度高，耐高温性能、高温体积稳定性、抗高温蠕变性和耐热冲击性能良好。蓄热体一般使用高铝质材料，根据使用条件不同，也有使用莫来石质、堇青石质、刚玉质材料的。 蓄热体在使用过程中经常出现的问题有熔化、软化、破裂、堵塞和腐蚀等，其中蓄热体材料的抗热震稳定性差具有普遍性，造成以上问题的原因主要有以下四点： 一是煤气质量问题。煤气中粉尘和水含量高，这些含水的煤气在通过蜂窝体前同灰尘一起被粘在表面，时间一长就形成堵塞，蜂眼尺寸越小堵塞越严重。因此，不能单纯从增大蓄热体的比表面积这一点来看待蜂眼尺寸问题，要综合考虑本厂煤气质量因素。 二是材料问题。蜂窝体长期工作在急冷急热或带有腐蚀性气体的恶劣环境中，这对蓄热体的材料提出了苛刻的要求。为了增加蓄热量，减小蓄热室的体积，须增加蓄热体的密度。但抗热震稳定性与密度在一定程度上是互相排斥的，即密度越高，抗热震稳定性一般都比较差。在使用过程中，蓄热体与气流进行热交换，一些带有腐蚀性的气体和颗粒会对蜂窝体产生不良影响。如氧化铁颗粒会降低铝硅材质的软熔温度，使蜂窝体熔化而堵死气孔；酸性气体会对蜂窝体产生腐蚀作用；微小颗粒会附着在蜂窝体表面而堵塞气体通道等。 三是偏流问题。蓄热室内的热交换过程是在排烟阶段，烟气流经蜂窝体时将显热储存在蜂窝体中，加热蜂窝体；在燃烧阶段，空气（或煤气）流经蜂窝体时被加热，余热被重新带回炉内。在以上阶段，如果气体在蓄热室内出现偏流，经过若干次换向后容易导致蜂窝体局部高温而产生热应力。当产生的温度应力超出其承受极，蜂窝体就会破裂。
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