工业炉与保温技术
锅炉保温技术要求和规范-文档

1.锅炉炉墙的保温结构本锅炉炉膛四周、炉顶、旋风分离器和尾部竖井四周采用膜式壁管,锅炉各穿墙部位以及顶棚与侧墙相接处均设置了良好的金属密封装置予以一次密封。
整个锅炉四周受热壁面成为全焊式膜式管壁,炉墙内表面不与火焰、烟气直接相接触。
整台锅炉膜式壁受热面、旋风分离器和省煤器烟道的炉墙外表面(除炉顶及炉底外)均设置有压型板予以保护。
本台锅炉各区域采用的炉墙结构如下:炉膛四周垂直炉墙、后竖井包墙四周垂直炉墙采用200mm (从管中心线算起)厚的轻质保温材料复合结构,鳍片管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂(高岀管壁5mm ) +硅酸铝耐火纤维毡50mm +高温玻璃棉板;要求对轻质保温材料施加一定的压缩量,各层之间应错缝压缝并用支撑钉、弹性压板和铁丝网使其固定,炉墙外表面设有外护板予以保护;刚性梁区域为适应刚性梁膨胀的需要,采用保温浇注料补浇结构密实浇注。
1.2旋风分离器亦采用轻质保温材料复合结构,鳍片管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂(高出管壁5mm)+硅酸铝耐火纤维毡50mm +高温玻璃棉板,总厚度200mm。
1.3炉顶及后竖井顶部炉墙的结构为:无密封装置处炉墙的结构为:炉墙总厚度为250mm,即在顶棚管间填硅酸铝耐火纤维散棉加高温粘结剂(高岀管壁5mm),上面涂抹5mm高温耐火胶泥+ 80mm硅酸铝耐火纤维板+保温浇注料+ 20mm 厚的耐热密封涂料。
80mm厚的硅酸铝耐火纤维板可分4层施工每层之间用高温粘剂粘贴,每层间需错缝压缝。
密封装置处的炉墙结构:密封盒内敷设高温微膨胀耐火可塑料,在其表面涂抹5mm厚高温耐火胶泥,其余空腔填充硅酸铝耐火纤维散棉。
1・4炉膛顶部穿墙高温过热器、屏式过热器、屏式再热器出口管屏处,保温厚度250mm,采用保温浇注料230mm,外表敷设耐热密封涂料20mm,水冷蒸发屏穿顶棚处保温厚度200mm, 采用保温浇注料180mm,外表敷设耐热密封涂料20mm,管屏间无鳍片处的保温材料的固定,采用铁丝将扁钢捆扎在管子上或扁钢与管屏上预埋件搭焊固定,再将支撑钩点焊在扁钢上,用支撑钩、压板及铁丝网固定;1.5所有穿水冷壁前墙及包墙过热器处管束处炉墙厚度为200mm,采用50mm硅棉+ 150mm高温玻璃棉板的复合结构。
玻璃窑炉大碹保温技术方案探讨

引言窑炉大碹是窑体的主要散热部位,通过在大碹上表面实施保温后,可以减少散热损失,节约燃料消耗;同时保温后的大碹内外表面温差小,碹砖受热均匀,增加了碹体的稳定性,有利于延长大碹的使用寿命。
虽然采取保温措施增加了部分投资,但由于节能和延长了使用寿命,综合成本明显降低。
目前国内大多数玻璃企业的大碹保温采用热态保温,即过完大火后,在大碹上表面进行各种保温材料的施工。
随着窑炉熔化规模的扩大,大碹的外表面积也逐渐增加,热态保温劳动强度也越来越大。
同时,在高温环境下施工,条件恶劣,施工质量往往难以保证,因此采用冷态和热态相结合的保温技术方案,能够降低劳动强度,提高保温施工质量,为窑炉生产节约燃料消耗,同时减少保温的后期维护,为企业带来效益。
热态保温施工技术方案(1)施工技术方案过大火后,拆除大碹上表面的保温棉,将大碹上表面清理干净,用流动性的优质硅泥在大碹表面灌缝、密封,密封完成后铺30 mm左右的硅质密封料,在硅质密封料上层码放2~3层轻质保温砖,保温砖上层依次施工隔热涂料、保温板、密封保温涂料等(不同的项目所采用的保温材料和厚度可能不同,但均能保证大碹保温后外表面温度≤100 ℃)。
(2)主要优点热态保温是在过大火后再进行施工,烤窑过程中可以随时观察碹体的膨胀情况,及时调整拉条的松紧状态,避免出现上张口、下张口、横向台阶缝等状况;过完大火后可以观察大碹是否有抽签、砖材是否有破损等影响结构安全的状况,可及时修补处理;待大碹相关问题处理完成后,再进行保温材料的施工,这样有利于大碹和保温材料的结构安全,减少生产过程中碹体的缺陷。
(3)主要缺点劳动强度大;施工质量差;碹体缺陷多。
冷态和热态相结合的保温技术方案(1)施工技术方案先进行冷态保温,即大碹在砌筑完成后,将上表面清理干净,用稀硫酸清洗大碹的上表面,在划分好的保温区域铺30 mm左右硅质密封料,硅质密封料上面砌筑轻质保温砖;余下的保温再进行热态保温:即过大火后,先进行预留区域的保温(方法同上),再对整个保温砖上层进行保温,依次施工隔热涂料、保温板、密封保温涂料等。
电热工业炉及其自动控制技术

电热工业炉及其自动控制技术电热工业炉是一种利用电能将电能转化为热能的设备,广泛应用于冶金、机械、化工、玻璃、建材等行业。
随着科技的发展和工业化的进程,电热工业炉的自动控制技术也不断改进和完善,提高了生产效率、节约了能源,并提高了产品质量。
电热工业炉的自动控制技术包括温度、时间和功率的自动控制。
其中,温度自动控制是最关键的技术之一。
温度控制需要实时监测炉膛内的温度,并根据设定的温度要求进行调整。
现代电热工业炉一般采用高精度的温度传感器来获取炉膛内的温度信息,将其传输给控制系统。
控制系统通过计算和比较实际温度与设定温度的差值,调整炉膛内的电源功率以维持温度在设定范围内。
时间自动控制是电热工业炉另一个重要的自动控制技术。
根据生产工艺的要求,炉膛内的加热时间需要精确控制。
传统的方法是通过操作工人手动调节加热时间,这容易造成人为误差和能源浪费。
而自动控制技术则可以通过预设的程序自动调节加热时间,提高生产效率和产品质量。
一些先进的电热工业炉还可以根据工艺要求进行多段时间控制,实现不同温度的持续加热或保温。
功率自动控制是为了调节电热工业炉内的电源功率。
不同工艺要求不同的加热功率,因此需要根据实际需求进行功率的自动调节。
现代的电热工业炉通常配备有PWM(脉宽调制)控制器,可以根据工艺要求精确控制电源的输出功率。
控制器会根据设定的温度要求和炉膛内的实时温度,自动调整电源的输出功率,以实现稳定和高效的加热。
此外,电热工业炉的自动控制技术还涉及到安全保护措施。
电热工业炉采用的高功率电能存在一定的安全风险,因此需要在控制系统中设置相应的保护机制。
比如,当炉膛温度过高或电源故障时,控制系统会立即切断电源,以保障工作人员的安全。
总之,电热工业炉及其自动控制技术是现代工业化生产的重要工具。
通过采用高精度的温度传感器、时间程序控制和功率自动调节等技术手段,可以实现电热工业炉的高效、精准和安全的运行,满足不同行业的生产需求。
随着科技的不断发展,电热工业炉的自动控制技术将会得到进一步的完善和应用。
窑炉的保温技术

窑炉的保温技术摘要;在进行玻璃、陶瓷等成型工作的过程中,窑炉是其中非常关键的一个设施,整体的构成主要就是各种耐火材料。
在实际应用的过程中,一般都是需要依据相关规格及规模来选择应用合适的材料,比如说可燃气体、油以及电等材料来使得窑炉进行运转。
因其是主要的耗能部位,在应用窑炉的过程中,应当重视做好保温工作,而保温是节能的一个关键手段,基于此,本文将主要针对窑炉的保温技术这一内容进行简单的论述。
关键词:窑炉;保温技术;施工方案前言在窑体保温中,除其他部位的热损失,大碹的热损失占主要。
大碹表面传热方式为辐射传热及对流换热,与大碹的表面温度、环境温度相关,大碹表面温度和环境环境的温度差异越小,大碹表面热量损失就越低。
因此,为了实现窑炉节能的目的,必须降低大碹表面的温度。
想要保证熔窑在正常应用的过程中,既安全可控,散热损失又可以得到一定的控制,就需要在大碹的表面做好保温工作,基于此,就需要应用到相关保温技术。
在开展保温工作之后,大碹里外的表面温差减小,可以保证碹砖的受热是均匀的,使得碹体的膨胀更加受控,在减低能耗的同时,延长窑龄。
一、热态保温技术的施工方案1、施工方案烤窑过大火后,大碹结构已基本稳定,可以进行保温施工。
先将大碹原烤窑时的保温棉进行拆除,并将大碹进行彻底清理。
清理干净后,需要对大碹增强气密性处理,因硅砖的侵蚀特性,大碹的密封显得尤为重要,主要使用硅泥或硅质密封料进行密封(如DSFL16材料),该密封层一般5毫米左右,要确保能与大碹紧密结合,形成一层不透气密封层。
在第一层密封工作结束之后,还应当铺设一层30-50毫米左右的硅质密封料,在该材料上还需要码放约三层硅质保温砖,在砖上面还需要按照一定次序应用保温板、棉、涂料等各种材料。
以往的窑炉保温隔热材料主要包括有轻质保温砖、硅酸铝纤维板或棉、硅钙板、海泡石耐温涂料等,现在新型保温材料主要包括气凝胶材料、纤维喷涂料、钛纳硅材料、高发射率材料等。
值得注意的一点是,不同工程项目中应用到的保温材料和厚度会存在一定差异,但是都要能够保证大碹保温后的温度可以在100摄氏度以下。
工业炉强辐射传热节能新技术

工业炉强辐射传热节能新技术
工业炉是工业生产中不可或缺的设备,而其传热方式直接影响着炉内温度的控制和能源消耗。
传统的工业炉传热多采用对流和辐射相结合的方式,存在能耗高和效率低等问题。
而近年来,随着强辐射传热技术的发展,工业炉的节能效果得到了极大提升。
强辐射传热是利用高温炉壁产生的辐射能直接传递热量到物料表面,无需通过对流传热,因此能够显著降低能源消耗,并提高热效率。
目前,强辐射传热技术已广泛应用于冶金、化工、陶瓷、玻璃等行业中的炉窑设备中,取得了良好的节能效果和经济效益。
在强辐射传热技术的应用中,还需要结合新型炉膛设计、高效燃烧技术等多种措施,实现全面的节能效果。
未来,随着工业炉设备的不断升级,强辐射传热技术将会得到更广泛的应用,为工业生产的可持续发展提供更为可靠的保障。
- 1 -。
石化设备、锅炉、管道保温工艺规程(作业指导书)

石化设备、锅炉、管道保温工艺规程(作业指导书)受控状态:文件编号:有限公司保温工艺规范版本/修订号:批准:生效日期:2552范围2.1本规程规定了设备外保温施工的技术要求、材料消耗和操作方法2.2本规程适用于设备外壳保温施工材料的预算、施工生产和检查验收2.3本法规适用于我们产品的绝缘。
其他产品参照本规定执行。
当产品有特殊要求时,应按设计规定或工艺要求执行。
3职责3.1工程技术中心负责设计各种产品的绝缘图纸,提出产品的绝缘要求3.2采购部负责保温材料的采购和供应3.3生产部负责产品的保温施工3.4质量控制部负责按照本规定对产品的保温进行跟踪检查。
工程部对产品保温质量有异议时,可随时向质量控制部反馈意见。
4规定内容4.1保温层形式和材料概述4.1.1保温层形式、保温材料强度、容重、导热系数、品种和规格应符合设计要求4.1.2保温层分为保温层和保护层4.1.2.1绝缘4.1.2.1.1绝缘材料应具有符合国家相关材料标准的性能测试证书,如允许使用温度、不燃性、不燃性、可燃性等。
通常选择玻璃棉和硅酸铝产品。
当产品有特殊要求时,应按图纸的技术要求执行。
4.1.2.1.2保温产品检验项目:体积密度、导热系数、使用温度、尺寸偏差;用于松散材料(如蛭石、耐火水泥和骨料等。
),应检查等级和炉渣含量。
4.1.2.1.3圆筒设备保温材料面积计算表(见表1)保温工程材料数量:面积=检查(表1) ×圆筒长度L(m);[或人头数]4.1.2.1.4气瓶设备保温材料体积计算表(见表2)保温工程材料数量:体积=校验(表2) ×气瓶长度L(m);[或人头数] 4.1.2.1.5保温材料的选材原则:800毫米及以上规格的卷材优先;适当可以选择规格大于或等于600毫米的模压产品;尽量不要使用松散的材料4.1.2.2保护层保温程序文件编号。
:版本/修订号。
:第一页。
:2/134.1.2.2.1保护层材料性能要求:2357802370472.................3334444555 S31111111111110 0 334556779 01321.........3S000000000...111111********* 6891 246703702.................11222223334 S11 111111111110 0 00124560167889.......3S.....0000000999991111111 234679 0258142......00000 ...... 111122 S01111111111110 0 08101223445679.2.. (0999999999991)0369289023567.................0000S 88999999111100 61 4556778901242s.................888888889999 2568902357925.................s 77788888899)00m 418890012245682s.................777888888888 m (2346789024692.................S666666777778 0 0 21123345567901 2S.................777777777788 345678902479 2 ............S 5555566666 00 01566788901245.................直径2S 6666667777 234567902468S.................4444455555 00 9 9011233569781 .................1S5566666666直列245678902468.................S 3333344444 0 61233456678012 1S.................555555 5666代表2678990123578.................S 22222333333 0 41678890012356.................1S44455555XXXX年b。
耐火保温材料在工业炉窑上的应用

耐火保温材料在工业炉窑上的应用摘要:通过对工业炉窑特点的研究,分析了前窑口、烧成带、窑尾和冷却机前端等易损部位耐火材料的蚀损机理,提出了这些部位更为合适的耐火材料;指出砌筑和烘烤与耐火材料使用寿命之间的关系。
关键词:耐火保温材料;工业炉窑由于国家产业政策的调整,大型干法回转窑将取代一大批立窑及小型回转窑,从而对传统耐火材料的需求将大大减少,对优质耐火材料的需求将成倍增加。
同时,由于使用条件的变化,对耐火材料提出了更为苛刻的要求。
尤其是窑口、过渡带、窑尾抗结皮、及冷却机前端等部位的耐火材料,不能与回转窑其他部位耐火材料的寿命相配套,损失较大。
1、耐火保温材料性能要求1.1耐火保温材料作用‌主‌要为‌窑内衬‌料和‌隔热‌保温‌填充‌料,它们起‌到降低‌窑壳的温‌度‌,保护窑‌壳,减少‌散热‌损失,降‌低熟‌料热‌耗,减少‌窑‌内周边‌和中心部位‌物料‌的温‌度差异‌,促进‌窑内‌主要‌为窑内衬‌料和‌隔热‌保温填‌充料, ‌它们‌起到降低‌窑壳‌的‌温‌度‌,保护‌窑壳‌,减‌少散热损失‌,降‌低熟料热耗‌,减‌少窑内‌周‌边和中‌心部‌位物‌料‌的温‌度‌差异,促进‌窑‌内热‌工制‌度的‌稳定‌性‌等‌作‌用。
工业炉窑保温技术通则

工业炉窑保温技术通则
工业炉窑保温技术是用于控制和减少炉窑热能损失的一种重要手段,其通则包括以下几个方面:
1. 保温材料的选择: 选用适当的保温材料是保温技术的基础。
常见的保温材料包括岩棉、硅酸盐纤维、高温陶瓷纤维等。
在选择材料时,需考虑其导热系数、抗温度变化性能、力学强度、防火性能等因素,并根据炉窑的工作温度和环境条件来确定合适的保温材料。
2. 保温层的设计和施工: 保温层的设计应合理,包括合适的保温厚度和层次结构。
施工过程中,需要注意保温材料的紧密连接,实现无孔隙、不脱落的施工效果,以减少热辐射和导热损失。
3. 炉窑结构和导热路径的优化: 合理设计炉窑的内部结构和元件,使得热流传递的路径最小化。
通过使用热桥隔断、空气隔热层、保温容器等手段,减少导热路径和热桥的存在,以减少热能的传输损失。
4. 密封系统的改进: 优化炉窑的密封系统,减少在工作过程中的热损失。
需要重视炉门、管道、法兰等连接部位的密封性能,以减少烟气
和热量的泄漏。
5. 热量回收系统的运用: 利用烟气或废热进行热量回收,在炉窑系统中进行再利用。
可以采用换热器、废热锅炉等装置,将热量转化为热水或蒸汽供给其他工艺使用,以提高能源利用效率。
6. 定期检查和维护: 保温层和密封系统是关键部位,需要定期检查和维护,确保其完好和有效。
这包括修复破损或老化的保温材料、更换老化的密封件、清理热交换装置等。
以上是工业炉窑保温技术的通则,根据具体情况和不同类型的炉窑,还需综合考虑炉窑的工作条件、产品要求、能源成本等因素,以制定适合的保温技术和相应的改善措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《工业炉与保温技术》课程论文课题名称热工理论在工业炉窑中的应用学生姓名肖渐知学号0841127392系、年级专业机械与能源工程系08级热能工程专业2011年9月15日热工理论在工业炉窑中的应用摘要:工业炉窑的发展与生产工艺密切相关。
为发展新型无机材料及其各类复合材料,目前在科研工作中也发展了一些规模较小的各种炉子,如常见的无压烧结马弗炉、气氛烧结炉(氮化炉,炭化炉)、热压烧结炉、气压炉和热静压炉。
由于在试验中烧结式样体积较小,炉膛尺寸也较小,因此在产品的产量和能耗方面也很少顾及。
但是,一旦试验产品试制成功而进入产业化阶段,就要全面考虑经济效益和社会效益等问题。
全面掌握热工理论是控制,改进,设计。
提高工业窑炉效率的的关键。
如降低制品热耗,提高传热速率,减少热损失,窑内气体运动合理,减少气体穿越物料的阻力损失,保证燃料在炉内的充分燃烧问题。
关键字:热工理论、工业炉窑、应用。
引言:工业炉窑是利用工业生产中用燃料燃烧或电能转换产生的热量,将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备。
在我国以煤为主的能源结构下,工业炉窑是主要污染排放源之一,也是耗能大户。
据统计,目前我国各种工业炉窑(不包括锅炉)约有11 万台,其中燃煤工业炉窑约有六万多台,分布在电石、铁合金、钢铁、建材、有色金属等高耗能、高污染行业,地域分布较广,主要分布在华北、西北和西南等地区。
工业炉窑应用于国民经济的各行各业,量大面广。
我国大部分工业窑炉在炉型结构、燃烧系统、余热利用、绝热材料、热工检测、自控、微机应用及环保等方面都比较落后,而且我国工业炉窑容量大多偏小,造成能源浪费,同时环境污染严重。
目前我国电石、铁合金、钢铁、化工、建材、有色等主要耗能行业的工业炉窑余热利用率仅在5%左右,并且以烟气余热或直接燃烧制取蒸汽为主要利用方式,有效利用率不足40%,没有达到真正的能源综合利用,并且排放出大量的CO2,温室效应严重。
我国污染严重、能源紧缺的问题,最根本的是要依靠科技进步,走出传统节能减排方法的老路。
工业炉窑节能环保行业起步于节能环保密闭矿热炉技术和产品的研究开发,逐渐向炉窑尾气净化和综合利用成套技术延伸。
目前我国工业炉窑密闭生产技术正取代落后的开放式、内燃式的生产方式,逐渐成为行业的主流技术。
工业炉窑密闭式生产技术的快速发展使工业高温尾气净化和回收利用成为可能,实现循环经济的理念,适应低碳时代的需要。
现在,行业内优势企业已经形成了工业炉窑节能环保系统解决方案,将多项关键技术进行系统集成,全面提高工业炉窑清洁生产和尾气循环利用的技术水平。
未来,充分开发工业炉窑余能余热循环利用技术,拓宽应用领域,适应更多行业节能减排的需求,将成为工业炉窑节能环保行业技术发展的方向。
学好热工理论,充分的把它与实际工业炉窑结合起来,必将在即将到来的节能减排中崭露头角。
正文:热工理论知识的应用无时无处不在,它的影响几乎遍及现代所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。
可以说除了极个别的情况以外。
很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。
不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识,而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。
在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素㈠在传统工业和农业领域中的应用自从18世纪30年代发明近代动力机械以来,人类的生产力出现了质的飞跃,生产水平跨上了一个个新的台阶。
随后的蒸汽轮机、内燃机乃至燃气轮机的陆续应用则更使能源的转换和利用技术达到了前所未有的崭新阶段。
这个进程至今仍在继续当中。
传热学科的建立与发展、不断完善和提高是与上述过程相伴而行的。
这样说并不意味着传热学只服务于能源动力工业。
事实上,能源动力工业只是传热学科起家的地方,也是它表现的主要舞台之一。
现代化大型火力发电站的锅炉部件一般要经受近20 MPa和上千摄氏度的火焰高温,蒸汽轮机也要经受大致相同的压力和540℃左右的温度。
近十年来,由于耐高温的铁素体钢的研制成功,所谓超级超临界档次的火力发电机组已经陆续投入运行,其蒸汽参数甚至达到了31—34MPa和600℃左右,并且还具有快速起停和参与电网调峰的能力。
核电站的反应堆及主蒸发器除了经受一定的温度、压力以外,还要受到高通量的中子辐射。
为了提高能源利用水平,必须不断强化炉内各传热表面与燃气、烟气间的换热。
核反应堆中则要强化燃料体元件与载热剂之间的换热。
在需要隔热的地方必须尽量减少热泄漏。
要做到这些都必须正确运用传热学的基本原理。
石油及化工、冶金、建筑一向是工业领域中的耗能大户,其主要工艺过程都涉及到加热或者冷却。
我国在这些行业里单位产量或单位产值的能耗是发达国家的数倍。
设备陈旧,工艺落后和管理水平低是造成这种状况的基本原因,共中很多问题都与传热有直接关系。
在化学和石油化学工业领域内,使用着大量各式各样的传热和传质设备。
从一定意义上说,该领域是换热设备门类最齐全、形式最多的一个行业。
许多化工工艺流程中都包含各种加热器和冷却塔,还有一些化学反应本身就是生热或吸热过程。
在稠油的“热采”,原油的炼制和油品的远距离输送以及化纤、化肥的生产工艺中,传热都是非常关键的因素。
因为油自身物理性质的关系,它的对流换热表面传热系数往往比较低,所以强化油侧的对流换热具有非常大的经济效益。
化工传热过程往往具有如下一些基本特点:(1)参与换热的介质成分多而复杂,一般都在三四种以上;(2)常常与传质过程结合在一起;(3)经常涉及多相流(汽液、气固、液固,甚至汽液固三相)和非牛顿流体。
冶金工业的总能耗占全国工业总能耗的大约15%,其中炼铁、轧钢和有色金属的电解冶炼等是耗能最多的部门。
冶金工业中存在大量高温加热或燃烧过程,要提高现有设备的热利用率,同时积极开发新的节能、节水型设备,不断提高余热,尤其是在冶金工业中占据重要地位的高温固态余热(如固态炉渣、红焦等)的利用水平,都离不开传热学的基本原理和有关知识。
例如,若把大量采用的水冷却改为蒸发冷却,不仅可以大幅度提高余热资源的品位,而且还能大量节水,并消除对周围水域的热污染。
再如轧钢加热炉,国外先进设备的送风温度达到650℃以上,热效率为62%。
而我国加热炉较高的风温才500℃多一些,大量的在300℃以下,热效率仅40%左右。
要想降低燃料消耗,提高热效率,就必须设法回收加热炉的高温气态余热资源,这只有通过根据传热原理设计制造出各种高效适用的余热回收装置才能实现。
在建筑和建材工业领域里,建筑物的节能、采光和通风等均与传热关系很密切。
建筑材料像水泥、建筑砖瓦、玻璃和卫生陶瓷等,大量使用高温炉窑焙烧工艺,能耗极高而能效很低。
问题主要出在排烟温度过高(很多水泥窑的排烟温度仍在800℃以上),产品出炉时的余热未予利用(水泥熟料出炉时的温度达到1000—1300℃!每公斤水泥熟料有800 kJ可利用的余热)以及炉窑保温不良,热泄漏严重等几方面。
要解决这些问题,同样必须运用传热原理改造或更新现有设备,同时大力推广采用新型绝热材料。
空调制冷和集中供热行业基本上和能源工业一样,属于传热学科唱主角的一个领域。
增大制冷剂的沸腾、凝结表面传热系数,研究有关的强化传热技术和强化元件的制造工艺始终是提高制冷机组性能的关键。
从20世纪80年代初引进国外的先进技术和产品开始,现在国内不少厂家已经掌握了多种用于各类制冷机组上的强化沸腾或强化冷凝传热表面和元件的制造工艺,如多孔表面沸腾管,单面或双面强化冷凝管,以及波纹板式紧凑型蒸发器、冷凝器等。
特别值得提出,随着对大气层和生态环境有害的氯氟烃类制冷剂的停产停用,对新制冷工质,尤其是混合工质的传热性能的研究显得相对薄弱。
集中供热以其高效率、可靠性和清洁无污染赢得了越来越大的市场,供热管网的隔热保温材料和技术、高效换热设备、防腐措施、流动减阻和独立热计量等问题变得日益突出。
它们大多数都与传热有很密切的关系。
其他行业如机械、电子电器、交通运输、纺织、食品轻工、医药等也都在不同程度上和传热有着相当密切的联系。
(1)在铸造、焊接、金属热处理等常规机械加工工艺过程中,存在大量的非稳态导热、移动边界的固液相变传热以及各类对流换热问题。
在精密机械和精密仪器的制造和使用过程中,热应力和热变形量的预测、修正及控制也同样有赖于传热原理的指导。
(2)无论强电或弱电,元器件的有效冷却和设备的更新换代(提高质量并大幅度地缩小体积)都与强化传热研究有关。
例如大型发电机的转子、定子绕组和定子铁心的冷却就是典型的对流传热问题。
近百年来单机容量从几万干瓦扩大到百万千瓦,很大程度上是靠冷却技术的不断改进得以实现的,从空冷、氢冷发展到水冷,冷却技术的进步显著提高了电磁负荷强度和材料的利用率。
在全世界范围内,电能的大规模储存问题尚未得到解决,而现实中电网的峰谷差(即用电高峰和低谷的电功率差)却日益增加。
当前解决这个问题的现实手段是储能,即储热或者储冷。
世界各国都在大力发展各种相变储热材料(phase change materials,简称PCM)。
要想有效地储存冷量或者热量,并在需要的时候将其释放出来,就必须把PCM的物理性质和传热特性彻底弄清楚。
这种储能技术在太阳能发电、冷暖房以及航天飞行器的散热方面也有相当重要的应用价值。
(3)纺织行业中除了生产场地对温度和湿度有严格的要求以外,有的生产工序也直接用到传热学的原理。
如近年使用越来越广泛的无织布,在它的加工过程中要经过“热定型”工序。
这是一个针对多孔体材料的包含导热、对流及辐射换热的复杂过程,对温度和时间的控制要求相当严格。
在这个领域内至今尚缺乏比较成熟的理论指导。
近年甚至还出现了将织物与相变材料结合在一起的所谓保冷保暖服装。
(4)一般认为,土木水利工程领域属于水力学、结构力学方向的问题,与传热没有直接的联系,其实不然。
如水利工程中的大坝要耗费成百上千万吨的水泥,而水泥浇注后的固化过程是一个生热过程,掌握并控制水泥浇注时的温度以及随后固化过程中温度的变化,对消除坝体内的热应力,减少甚至消灭内部裂纹,对保证工程质量和大坝的长期安全有极其重要的意义。
国外已经研制了针对大型混凝土工程的热应力分析专用软件。
(5)寒冷地区的近海石油钻井平台在冬季会受到水面结冰给平台结构带来的威胁。
要保证钻井平台的安全,就必须研究气候突然变化引起的水面冻结的规律。
这同样是典型的传热问题。
(6)在农业领域里,就目前水平而言,自然光照和气象条件仍然在很大程度上左右着农作物的收成,而天气状况与传热的关系是非常大的。