工業(yè)爐預(yù)熱器
利用工業(yè)爐排出的煙氣餘熱對(duì)助燃空氣和氣體燃料加熱的裝置。在工業(yè)爐上裝設(shè)預(yù)熱器以后﹐由於回收了熱量﹐可以節(jié)約燃料并易於提高爐溫以加快昇溫速度。
         鍛造加熱爐必須保證1250℃以上的爐溫。這種爐在以發(fā)熱量低於 1300千焦/米3的煤氣或發(fā)熱量低於5000千焦/千克的煤為燃料時(shí)﹐將難於甚至不能達(dá)到需要的爐溫﹐這時(shí)可對(duì)煤氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱。例如﹕煤氣發(fā)熱量為1200千焦/米3﹐僅能達(dá)到約1200℃的爐溫﹐而將空氣預(yù)熱到400℃時(shí)﹐則可達(dá)到約1320℃的爐溫。
         加熱爐的離爐煙氣帶走的熱量約佔(zhàn)供入爐內(nèi)熱量的50～60％。利用這部分熱量預(yù)熱空氣和煤氣是節(jié)約燃料的有效方法。燃料節(jié)約百分?jǐn)?shù)與離爐煙氣溫度成正比﹐離爐煙氣溫度越高﹐則燃料節(jié)約百分?jǐn)?shù)越大。例如﹕燃燒發(fā)生爐煤氣的爐子﹐同樣將空氣預(yù)熱到500℃﹐間斷式加熱爐的離爐煙氣溫度為1200℃﹐燃料節(jié)約達(dá)30％﹔連續(xù)式加熱爐的離爐煙氣溫度為900℃﹐燃料節(jié)約則為23％。
         工業(yè)爐預(yù)熱器分換熱式和蓄熱式兩類。
         換熱式預(yù)熱器 分為金屬預(yù)熱器和陶瓷預(yù)熱器兩類。它們都是利用爐子排出的煙氣餘熱通過(guò)輻射換熱和對(duì)流換熱方式將預(yù)熱器壁加熱﹐再對(duì)流經(jīng)器壁另一側(cè)的空氣或煤氣以同樣方式進(jìn)行加熱﹐即預(yù)熱。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)預(yù)熱器壁單位面積的熱量稱為傳熱強(qiáng)度。在一定的輻射和對(duì)流傳熱條件下﹐傳熱強(qiáng)度大﹐則預(yù)熱器的熱效率高。傳熱強(qiáng)度＝Δ/﹐式中Δ為器壁內(nèi)外溫差﹔為器壁熱導(dǎo)率﹔為器壁厚度。由上式可知﹐器壁越薄﹐器壁熱導(dǎo)率越大﹐則傳熱強(qiáng)度越高。金屬預(yù)熱器的器壁熱導(dǎo)率大﹐器壁可以很薄﹐密封性好﹐可將空氣預(yù)熱到600℃左右﹐是廣泛使用的預(yù)熱器。陶瓷預(yù)熱器的器壁熱導(dǎo)率較小﹐但能承受較高的煙氣溫度﹐也能將空氣預(yù)熱到600℃左右。
         20年代初﹐工業(yè)爐多採(cǎi)用鑄鐵管狀或針狀預(yù)熱器﹐40年代以后才較多地使用鋼材製造的管狀預(yù)熱器﹑圓筒輻射預(yù)熱器﹑噴流預(yù)熱器和鑄鐵塊內(nèi)埋有鋼管的塊狀預(yù)熱器等。
         煙氣與空氣在預(yù)熱器內(nèi)的流動(dòng)方式分順流﹑逆流和錯(cuò)流3種。從提高傳熱性能的角度來(lái)說(shuō)﹐採(cǎi)用逆流方式好﹐可獲得較高的預(yù)熱溫度﹔從降低壁溫﹑提高預(yù)熱器使用壽命的角度來(lái)說(shuō)﹐採(cǎi)用順流方式好﹔錯(cuò)流方式介於順流和逆流之間。噴流預(yù)熱器具有獨(dú)特的流動(dòng)方式﹐被預(yù)熱氣體由內(nèi)管上密布的小孔中高速噴出﹐沖刷外管熱交換面﹐使流體邊界層具有紊流性質(zhì)﹐從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換。