燃气工业炉的热工过程及热力计算
热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。

燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。

显然，它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。

燃气工业炉的热工过程的好坏，炉膛部位是核心。

因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的，而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。

一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料，决定砌体的基本热工特性，进而对于工业炉热工状态造成重大影响。

(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成，而各层材料的导热系数与厚度都不一样，因而温度变化也各有差异。

图3—9—6所示炉墙，从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。

炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递；内表面再通过传导，把热量传到外表面；而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。

图3-9-6 炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层；2-绝热层；3-粘土砖层；4-炉膛空间；tin-内壁温度；tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度，炉衬不被破坏，而加绝热层是为了减小损失。

从加热经济观点看，砌体蓄热能力差，炉子开停温度升降快，但是炉子砌体墙壁太薄，将导致外表面散热损失增加。

因此，应在对炉子进行严格的热工分析后，确定砌体的厚度与材质。

一般说，长期运行的大型工业炉，砌休可选厚些，反之选薄些。

为了节约能源，越来越多的工业炉采用轻质、热导率小的材料作为砌体的绝热层。

表3—9—3给出了采用不同轻质绝热材料及组合时的节能效果。

对连续式和间歇式加热炉，不同砌体组合的节能效果均为ⅢⅡⅠ。

表3—9—3 采用轻质耐火材料对砌体散热及蓄热的影响炉子工作特点砌筑类型筑炉材料名称厚度/mm热损失散热量/kJ·(m-2·h-1)蓄热量/kJ·m-2连续式炉Ⅰ粘土砖2326926 轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2325074 轻质粘土砖232Ⅲ耐火纤维毡753720 粘土砖232轻质粘土砖232间歇式炉Ⅰ粘土砖2323184381101轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2322157147698硅藻土砖116Ⅲ耐火纤维毡75160910768矿渣纤维100(二)不同砌体对炉子热工状态的影响图3—9—7表示炉子供热量不同对炉内热状态的影响。

当供给一定热量使炉子升温时，起初由于。