蓄热节能式全氢罩式退火炉的研究与设计

【摘要】：罩式退火炉是一种用于冷轧带钢退火处理的专用设备。它采用氢气作为保护气体，极大地提高了传热效率。全氢罩式炉代表着退火设备的先进技术，与传统的罩式炉相比，在密封性、结构、自动化程度上均有明显提高。但一直困扰着钢卷热处理的能耗问题仍然得不到解决，钢卷的退火过程伴随着大量的热能浪费。如何有效地节能逐渐成为罩式炉设计的主题。 蓄热式燃烧技术是近年来较为有效地节能方式。该技术采用蓄热体储存高温烟气携带的热量，然后将这些热量用来加热助燃空气，起到节能减排的作用。目前这种技术多用于高炉、冶金炉窑上，在罩式炉上的应用还未见报道。 本文以传统的全氢罩式炉为研究对象，采用蓄热式燃烧技术，设计一种新型蓄热节能的全氢罩式炉。首先从全氢罩式炉的结构、燃烧系统及控制方式入手，根据蓄热式燃烧技术的原理，对原有炉型加热罩进行改造，设计了新型罩式炉的燃烧系统和交互式的燃烧方式，新型罩式炉的燃烧系统增加了双向烧嘴、换向阀、热交换器等部件，然后根据现有研究成果对关键部件热交换器的结构参数和操作参数进行设计。 最后，对江苏凯特尔工业炉公司现有的一款全氢罩式炉进行改造，设计其热交换器的结构参数和操作参数。利用大型仿真软件ANSYS对热交换器的换热过程进行仿真，得出烟气与空气的出口温度。根据仿真结果计算热效率，计算结果显示热效率可提高至80%。 【关键词】：罩式炉 蓄热式燃烧技术 过程模拟
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG307
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 蓄热式全氢罩式退火炉研发背景8-9
• 1.2 课题来源9
• 1.3 罩式退火炉的发展现状9-13
• 1.4 本文的研究内容13-15
• 2 蓄热式燃烧技术15-24
• 2.1 蓄热式燃烧技术简介15-18
• 2.2 蓄热式燃烧技术的发展18-22
• 2.3 蓄热式燃烧技术的应用现状22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 蓄热式全氢罩式退火炉的设计24-35
• 3.1 蓄热式全氢罩式炉的燃烧系统24-28
• 3.2 交互式燃烧方式28-29
• 3.3 蓄热式换热器的设计29-32
• 3.4 交互式燃烧切换时间32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 4 蓄热式罩式退火炉设计实例与模拟分析35-44
• 4.1 罩式退火炉热交换器的设计实例35-36
• 4.2 热交换器换热过程模拟36-42
• 4.3 结果分析42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 总结与展望44-46
• 5.1 全文总结44-45
• 5.2 工作展望45-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-50
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录50

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