收藏词条 编辑词条 工业炉预热器
创建时间：2008-08-02
gongyelu yureqi
工业炉预热器(卷名：机械工程)
preheater for industrial furnace
利用工业炉排出的烟气余热对助燃空气和气体燃料加热的装置。在工业炉上装设预热器以后，由于回收了热量，可以节约燃料并易于提高炉温以加快升温速度。
锻造加热炉必须保证1250℃以上的炉温。这种炉在以发热量低于 1300千焦／米3的煤气或发热量低于5000千焦／千克的煤为燃料时，将难于甚至不能达到需要的炉温，这时可对煤气和空气进行预热。例如：煤气发热量为1200千焦／米3，仅能达到约1200℃的炉温，而将空气预热到400℃时，则可达到约1320℃的炉温。
加热炉的离炉烟气带走的热量约占供入炉内热量的50～60％。利用这部分热量预热空气和煤气是节约燃料的有效方法。燃料节约百分数与离炉烟气温度成正比，离炉烟气温度越高，则燃料节约百分数越大。例如：燃烧发生炉煤气的炉子，同样将空气预热到500℃，间断式加热炉的离炉烟气温度为1200℃，燃料节约达30％；连续式加热炉的离炉烟气温度为900℃，燃料节约则为23％。
工业炉预热器分换热式和蓄热式两类。
换热式预热器
分为金属预热器和陶瓷预热器两类。它们都是利用炉子排出的烟气余热通过辐射换热和对流换热方式将预热器壁加热，再对流经器壁另一侧的空气或煤气以同样方式进行加热，即预热。单位时间内通过预热器壁单位面积的热量称为传热强度。在一定的辐射和对流传热条件下，传热强度大，则预热器的热效率高。传热强度q＝Δt·k/δ，式中Δt为器壁内外温差；k为器壁热导率；δ为器壁厚度。由上式可知，器壁越薄，器壁热导率越大，则传热强度越高。金属预热器的器壁热导率大，器壁可以很薄，密封性好，可将空气预热到600℃左右，是广泛使用的预热器。陶瓷预热器的器壁热导率较小，但能承受较高的烟气温度，也能将空气预热到600℃左右。
20年代初，工业炉多采用铸铁管状或针状预热器，40年代以后才较多地使用钢材制造的管状预热器（图1a）、圆筒辐射预热器（图1b）、喷流预热器（图1c）和铸铁块内埋有钢管的块状预热器等。
烟气与空气在预热器内的流动方式分顺流、逆流和错流3种。从提高传热性能的角度来说，采用逆流方式好，可获得较高的预热温度；从降低壁温、提高预热器使用寿命的角度来说，采用顺流方式好；错流方式介于顺流和逆流之间。喷流预热器具有独特的流动方式，被预热气体由内管上密布的小孔中高速喷出，冲刷外管热交换面，使流体边界层具有紊流性质，从而产生强烈的热交换。
蓄热式预热器
即蓄热室（图2）， 是用耐火砖砌成的格子砖体。为了使空气能连续预热，一台炉子需要设有两个蓄热室，分别处于蓄热或预热工作状态。其传热过程是：烟气引入蓄热室，烟气的部分热量为格子砖所吸收（蓄热），经10～30分钟后，通过换向装置自动切断烟气，改将空气引入，用砖体的蓄热加热空气（预热）；同样经10～30分钟后，切断空气，再将烟气引入，这就是一个换向周期。加热炉用的蓄热室可将空气预热到600～700℃，使用寿命长。
王秉铨