本课题在对加热炉深入了解的基础上，结合武钢四号炉为实例，提出了一种简便、快捷的炉墙散热计算方法。将炉壁传热近似大平板稳态导热模型处理，通过搜索计算域的方法对炉墙散热进行估算，并通过数值模拟的方法算出指定点的模拟温度，与实测温度比较相差极小，同时利用烟气侧对流换热计算炉墙热流密度，与导热方式算得的结果相差极小，以上结果表明提出的简便、快捷的计算方法是可行的、正确的。
在计算结果的基础上对炉墙散热进行节能分析，找出了最具有节能前景的炉段。分析结果显示炉顶的散热损失占炉体总散热损失的58.21％，远大于炉墙和炉底散热量占比。对于温度较高的二加热段和均热段，散热损失分别为31.48%和30.95%。表明在炉顶的二加热段和均热段可适当调整保温材料的厚度，以进一步减少散热损失。
对最具有节能前景的炉段进行有限元分析，找出了最低成本的炉壁结构方案。将最具有节能前景的炉顶二加段根据研究对象分成九种不同材料厚度的组合方案，分别对九种方案进行有限元分析，结合散热损失计算、蓄热损失计算以及成本计算，发现第四种方案是最经济、节能的，而且所得外壁温度也在技术要求范围之内，同时分析结果得出了散热损失、蓄热损失、外壁温度、平均温度与不同材料厚度的关系，为保温材料的合理布置提供了参考依据。
分析了炉壁保温材料与加热炉运行之间的相互影响，提出了相应的减小炉壁散热的建议。炉墙保温材料的主要成分是硅酸铝纤维，硅酸铝纤维在高温环境下易结晶的性质导致保温材料在长期使用过程中易老化板结，同时加热炉运行过程中的机械作用、火焰冲刷等损伤作用易使保温材料变薄，保温性能下降。保温材料性能的弱化会导致炉墙热损失增加，从而增大烟气泄漏量、加重车间环境热污染。基于此笔者提出如下四点建议：1）降低温控调节延迟，编程板坯温度实时监控软件；2）定期清除炉壁积灰；3）在满足技术要求的前提下，适当替换保温层材料；4）采用导流罩回收炉墙余热。
- 作 者：
- 祝远寒
- 学科专业：
- 动力工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 靳世平
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
