采用氧气浓度高于21%的气体参与燃烧的技术,叫富氧燃烧技术。富氧燃烧的技术主要是研制适合工业炉窑实用的燃烧器。蓄热式加热炉生产富氧助燃技术具有减少炉子排烟的热损失、提高火焰温度、延长炉窑寿命、提高炉子产量、缩小设备尺寸、清清生产、利于CO2和SO2的回收综合利用和封存等优点。但富氧燃烧含氧量的增加导致温度的急剧升高,使NOx增加,供应蓄热式加热炉这是严重制约富氧燃烧技术进入更多领域的因素之一。另外在工业炉窑上设计采用富氧空气助燃时,应该避免炉内温度场不均匀。
炉门要有限位装置,进出炉时,要有切断电源的联锁装置,钢丝绳在节距内断丝数不得超过10%,平衡炉门的重锤悬挂应可靠。要求外露传动部分的防护装置应保持正确的安装位置,结构合理。 蓄热式加热炉生产炉车钢丝绳滑轮应完整无损。 炉窑上所有滑轮、链轮结构完好,无缺损,转动灵活。工业炉炉体的炉墙、炉衬应严密,无泄漏。 要求耐火材料经受热、腐蚀、磨擦和化学浸蚀,炉体的炉墙要保持完整,不得有缺损;耐火材料及其制品连接的缝隙不得漏气;同时要求炉窑的整体性必须坚固。供应蓄热式加热炉气阀应能按照操作要求使开关停在任一位置上,特别是在火焰熄灭时能迅速切断燃料供给。气阀要求无松动和泄漏现象,保持其整体性和可靠性。油管、风管及加热管应无裂纹、无泄漏现象。各种不同用途的管道都要保持无泄漏、无裂纹、畅通,油嘴应畅通,油温、油(风)压应保持正常。
脉冲燃烧则不然,无论在何种情况下,烧嘴只有两种工作状态,一种是满负荷工作,另一种是不工作,供应蓄热式加热炉只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节,所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷,需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时,燃气喷出速度快,使周围形成负压,将大量窑内烟气吸人主燃气内,进行充分搅拌混合,延长了烟气在窑内的滞流时间,增加了烟气与制品的接触时间,安徽蓄热式加热炉从而提高了对流传热效率,另外,窑内烟气与燃气充分搅拌混合,使燃气温度与窑内烟气温度接近,提高窑内温度场的均匀性,减少高温燃气对被加热体的直接热冲击。
工业炉还广泛应用于其他工业,如冶金工业的金属熔炼炉、矿石烧结炉和炼焦炉;安徽蓄热式加热炉石油工业的蒸馏炉和裂化炉;煤气工业的发生炉;硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化、玻璃退火炉; 食品工业的烘烤炉等。 工业炉的创造和发展对人类进步起着十分重要的作用。中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,炉温达到1200℃,炉子内径达0. 8 米。在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。 1794 年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。蓄热式加热炉生产后到1864 年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的台炼钢平炉。他利用蓄热室对空气和煤气进行高温预热,从而保证了炼钢所需的1600℃以上的温度。1900 年前后,电能供应逐渐充足,开始使用各种电阻炉、电弧炉和有芯感应炉。
工业炉以单位时间单位炉底面积计算的炉子加热能力称为炉子生产率。烟气部分余热为入炉的冷工件所吸收,降低了离炉烟气的温度。蓄热式加热炉生产提高炉子热效率的基本措施是:充分提高燃烧效率,强化对工件的传热;尽可能地连续生产和满负荷工作;设置预热器,供应蓄热式加热炉对空气及煤气进行预热,以回收烟气余热;采用比热容和热导率低的耐火材料,以减少炉墙蓄热和散热损失。
回收利用烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%~70%,充分回收烟气余热是节约能源的主要途径[8]。供应蓄热式加热炉通常烟气余热利用途径有:(1)装设预热器,利用烟气预热助燃空气和燃料。(2)装设余热锅炉,产生热水或蒸汽,以供生产或生活用。(3)利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。回收烟气余热的有效和应用广的是换热器。我国开发和推广应用的高效换热器有片状换热器,各种喷流换热器,蓄热式加热炉生产各种插入件管式换热器,旋流管式换热器,麻花管式换热器,各种组合式换热器,煤气管状换热器和蓄热式换热器等。蓄热式换热器是今后技术发展趋势,其余热利用后的废气排放温度在200℃以下,节能效益可达30%以上。