发展趋势,燃料结构尽管煤炭在相当阶段内仍是我国的主力能源,但其既污染严重,又不利实施高温空气燃烧技术。工业井式炉生产所以用油、气取代煤等固体燃料,是我国工业炉节能发展的战略性方向。燃烧技术大力完善和推广高温空气燃烧技术仍是今后工业炉节能发展的方向。在保证高温、高效火焰的基础上提高炉膛温度的技术,使炉膛温度均匀分布的技术,以及N0x控制技术,提供工业井式炉是推动富氧燃烧的核心技术,也是未来的发展方向。同时C02的减排和封存问题将成为重要的研究热点,余热回收及充分利用低热值燃料是工业炉节能发展的重点。
为了获得尺寸和表面光洁的工件,或者为了减少金属氧化以达到保护模具、减少加工余量等目的,可以采用各种少无氧化加热炉。工业井式炉生产在敞焰的少无氧化加热炉内,利用燃料的不完全燃烧产生还原性气体,在其中加热工件可使氧化烧损率降低到0.3%以下。可控气氛炉是使用人工制备的气氛,通入炉内可进行气体渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、正火、退火等热处理:以达到改变金相组织、提高工件机械性能的目的。提供工业井式炉在流动粒子炉中,利用燃料的燃烧气体,或外部施加的其他流化剂,强行流过炉床上的石墨粒子或其他惰性粒子层,工件埋在粒子层中能实现强化加热,也可进行渗碳、氮化等各种无氧化加热。在盐浴炉内,用熔融的盐液作为加热介质,可防止工件氧化和脱碳。
节能必须有科学的计量与对比测试方法。测试方法是热平衡测试。通过对工业炉的热工测定,全面地了解工业炉的热工过程,分析、诊断加热炉的“病情”,找出其“病因”,长沙工业井式炉进行节能技术改造,使加热炉的热效率进一步提高,单耗下降,并获得加热炉运行经济技术性能指标的各项参数,分析加热炉运行情况,及时调整加热炉工况,使其达到运行的佳状态,从而找出节约能源的有效途径和方向。但也有人认为热平衡测试十分繁杂,工业井式炉生产还要模拟生产稳定工况,然而,生产工况实际是不稳定的,模拟生产稳定工况易失实,热平衡只是评价能炉等级的人为手段,与实际相差很远,甚至虚假,因此提出用空炉升温保温的时间、能耗作为节能对比。
工业炉是在工业生产中的热量,主要组成部分有:工业炉砌体、工业炉排烟系统、工业炉预热器和工业炉燃烧装置等。工业井式炉生产机械工业应用的工业炉有多种类型,在铸造车间,有熔炼金属的冲天炉、感应炉、 电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等;有烘烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等;在锻压车间,有对钢锭或钢坯进行锻前加热的各种加热炉,和锻后消除应力的热处理炉;提供工业井式炉在金属热处理车间,有改善工件机械性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉;在焊接车间,有焊件的焊前预热炉和焊后回火炉;在粉末冶金车间有烧结金属的加热炉等。
脉冲燃烧控制采用的是一种间断燃烧的方式,使用脉宽调制技术,通过调节燃烧时间的占空比(通断比)实现窑炉的温度控制。燃料流量可通过压力调整预先设定,烧嘴一旦工作,就处于满负荷状态,工业井式炉生产保证烧嘴燃烧时的燃气出口速度不变。当需要升温时,烧嘴燃烧时间加长,间断时间减小;需要降温时,烧嘴燃烧时间减小,间断时间加长。脉冲燃烧控制的主要优点为传热效率高,大大降低能耗。可提高炉内温度场的均匀性。无需在线调整,即可实现燃烧气氛的控制。可提高烧嘴的负荷调节比。提供工业井式炉系统简单可靠,造价低。减少NOx的生成。普通烧嘴的调节比一般为1:4左右,当烧嘴在满负荷工作时,燃气流速、火焰形状、热效率均可达到佳状态,但当烧嘴流量接近其小流量时,热负荷小,燃气流速大大降低,火焰形状达不到要求,热效率急剧下降,高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时,上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。