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大型鍛件的鍛造加工前進[ 12-19 11:01 ]

大型鍛件是金屬鍛坯在壓力作用下，不斷地經過塑性變形而達到所需形狀的物件。從形狀和尺寸上，大型鍛件可劃分為環類、軸類、餅類等多種類型的鍛件。大型鍛件應用領域十分廣泛，主要應用于電力、船舶、冶金、石化、重型機械和國防等工業裝備。大型鍛件實例如圖 1-1 所示。大型鍛件的自給能力和制造技術標志著一個國家的重工業發展水平。就世界各個國家的工業發展歷程而言，大型鍛件都起著的舉足輕重的作用。與國外相比，我國雖然在大型鍛件的生產關鍵技術和制造水平上有一定的差距，但隨著新型現代化工業發展的不斷地完善和鍛造工藝的改進，我國

大型鍛件的現代發展[ 12-19 10:41 ]

大型鍛件是現代工業設備的核心部件，而大型鍛件的生產工藝和鍛造水平是國家制造力的重要標志之一。在高溫條件下，大型鍛件的制造生產工藝十分復雜，并十分耗費能源和材料，且造價極大。因此，大型鍛件的質量保證和鍛造工藝的改善對提高制造生產力和國民經濟效益有著十分重要的意義。在大型鍛件的熱態成形過程中，鍛造工藝優化的重要理論依據來源于鍛件尺寸、溫度、高徑比，壓下量等工藝參數的研究。在眾多的鍛造工藝參數中，鍛件尺寸和溫度是可以通過現代先進測量手段直接實時獲取的，這為進一步研究鍛件尺寸和溫度的變化規律以及兩者之間的相互關系打下了基礎

燃燒器特性分析[ 12-18 10:05 ]

圖6.16和圖6.17分別為煙氣自循環燃燒器對爐膛入口處的空氣含氧濃度和預熱溫度影響的模擬結果。由于實驗條件的限制，采用實驗儀器測量的難度較大，因此只進行了數值模擬。從圖中可以看出，參與回流的高溫煙氣可以將高溫空氣進行二次稀釋和加熱，如空氣預熱溫度為573K，含氧濃度為21%時，在引射器喉部處助燃空氣氧濃度下降至16. 9%，空氣溫度上升至814K，在引射器出口即爐膛入口處，由于高速射流卷吸了周圍的燃燒產物，進一步稀釋和加熱了助燃空氣，此處的氧氣濃度下降為16.7%溫度上升到了831K。隨著空氣預熱溫度的升高，煙氣

物理模型及邊界條件[ 12-18 09:05 ]

本文所采用的燃燒系統模型如圖3.1所示。煙氣自循環燃燒器主要由回流管、混合室和擴壓段三部分組成。空氣預熱器換熱生成的高溫助燃空氣經空氣噴管噴入，空氣射流使引射器尾部產生負壓，引射爐內煙氣進入回流通道，空氣與煙氣混合后經引射器漸擴口噴入爐膛，中心管為燃氣噴管，燃燒器后為爐膛及煙道部分。爐膛為長0.8m,內徑為0.36m的圓柱形。本文對燃燒系統模型進行了簡化，把八個空氣噴管簡化成一個環形噴管，煙氣回流通道轉化成規則的環形通道。在Gambit中畫出模型并生成結構化網格，如圖3.2所示，為了更好的分析氣流的流動特性，根據氣

實驗中NOx的生成模型[ 12-18 08:05 ]

污染物NOx按照其生成來源主要分為:熱力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx。熱力型NOx ( Thermal NOx)符合Zeldovich機理，由空氣中的N:在高溫環境下燃燒生成。熱力型NO的生成速率隨著反應溫度T的升高呈指數形式增加。快速型NOx ( Prompt NOx)符合Fenimore機理，是在富燃料反應區附近快速生成，其生成時間只需60ms。燃料型NOx ( Fuel NOx)是由De Soete} Williams等人發展的經驗機理，由C5H5N,C9H7N等含氮的有機化合物氧化而成，主要來源于燃

高溫空氣燃燒技術的現狀[ 12-17 10:05 ]

眾所周知，高溫空氣燃燒技術是以蓄熱換向式燃燒技術為基礎發展起來的，至今已有20多年的歷史。早在20世紀90年代，口本和德國就率先對高溫空氣燃燒技術進行了研究。在1987-1993年間口本大學與企業就進行了初期的合作研究;自1993年以后的六年里，日本通產省將高溫空氣燃燒技術上升為了“國家級高性能工業爐開發”項目，并提供了100多億日元科研開發經費;從1999年至2005年，日本政府又計劃每年提供38億日元用于該技術的工業推廣，短短兩年的時間就將該技術廣泛應用到了加熱爐、熱處理爐和熔煉爐上，2

高溫空氣燃燒技術的優勢[ 12-17 09:05 ]

高溫空氣燃燒技術同傳統燃燒技術相比主要有以下幾個方面的優勢：1、高效節能。采用蓄熱式換熱裝置，使煙氣與空氣在一定時間間隔內交替流過陶瓷蓄熱體，極限回收排煙余熱，預熱助燃空氣，使空氣溫度升高至800℃-1000℃以上。研究表明，高溫空氣燃燒技術可以提高助燃空氣理論燃燒溫度，實現節能30%以上。2、低污染。主要表現在3個方面:1)低NOX污染。熱力型NO是燃燒產物中最主要的污染物。NO的生成主要受到爐內溫度、O2和N2濃度以及在高溫下的時間等的影響，其中爐內溫度是主要因素。氣體燃料在高溫低氧氣氛中與助燃空氣蔓延燃燒，火

高溫空氣燃燒技術[ 12-17 08:05 ]

高溫空氣燃燒技術就是在人們越來越重視能源與環境的背景下產生的。在余熱不被利用的年代，系統的排氣損失、爐壁熱損失都很大。長久以來，國內外政府部門、企業和科研院所曾投入大量人力物力，致力于高溫煙氣余熱的極限回收，并將其用于加熱助燃空氣，獲得了大量的科研成果，為高溫空氣燃燒技術的發展奠定了理論基礎。高溫空氣燃燒技術(High Temperature Air Combustion，簡稱HiTAC)，亦稱無焰燃燒技術，是一種集高效節能、環保、低污染等多重優勢于一體的全新燃燒技術是國際燃燒界公認的一次燃燒技術的革命。早在上世紀

低NOx燃燒技術[ 12-16 10:05 ]

在工業生產過程中有效的控制氮氧化物(NOx)所造成的污染危害逐步成為了一個不容忽視的問題。人們對于低NOX燃燒技術的研究主要分為三個階段:1、燃燒開始前對氣體燃料和空氣進行預處理:如在燃料中添加新物質，抑制燃燒過程中與NOX生成相關的化學反應;采用空氣分離技術將O2從空氣中分離并參與燃燒;應用高溫空氣燃燒技術回收煙氣的余熱用于加熱助燃空氣，使空氣溫度預熱至1000℃以上，并在爐內與燃料混合燃燒。2、對燃燒裝置進行優化設計，合理配置空氣和燃料的當量比:在燃燒過程中可以通過調節過量空氣系數，來抑制熱力型NO的大量生成。

燃氣工業爐燃燒器的主要結論[ 12-16 09:05 ]

通過對實驗爐、燃燒器以及測試系統進行詳細分析，實驗合理解決測試系統注意要點，引入燃氣工業爐的評價指標:加權平均溫度、爐膛內最大溫差、測點與平均溫度偏差率、升溫速度、煙氣溫度、煙氣成分。針對各燒嘴一1#直焰、2#平焰、3#旋流盤焰和3#旋流杯焰燃燒器，控制燃燒工況分別點火對爐膛進行加熱，測試參數求取評價指標值。課題主要通過橫向對比實驗研究，分析旋流盤焰和杯焰燃燒器在爐膛內的燃燒效果，以及縱向對比分析過剩空氣系數對旋流燃燒效果的影響，為燃氣工業爐旋流燃燒更為廣泛的應用提供依據。有課題實驗結果及數據分析可得以下結論:1)

各燃燒器煙氣成分對比[ 12-16 08:05 ]

通過具體實測1#, 2#, 3#煙氣的溫度與成分，針對煙氣中的氧氣，由于在對比試驗中，控制過剩空氣系數相等，煙氣中的氧氣成分也差別不大，因此橫向對比煙氣參數表如下煙氣中主要成分的主要成分包括過剩的O2, N2, CO2, CO, NO, NOx，其中NOx和CO對環境影響比較大，也是評價工業爐燃燒產物的主要參數指標，因此實驗過程將CO, NO和NOx作為測試的重點，如上表可得結論:①由于1#直焰燃燒器加熱時，測點2處的溫度可達1021 0C，為保證設備儀器的安全和可靠性，停止加熱，但此時爐膛平均溫度低于2#, 3#

爐墻爐襯[ 12-15 10:05 ]

固定爐墻爐襯是由角鐵和鋼板支撐的一面爐墻，爐襯上固定有實驗用的燃燒器，與可移動爐體車配合完成某一個燃燒器的燃燒實驗，固定爐墻爐襯結構如下圖所示由上圖，固定爐墻爐襯厚度為300mm，固定結構為鋼架和角鐵，如三視圖中的側面圖所示。固定爐墻爐襯的實物圖如下爐墻爐襯為安裝燃燒器的部位，耐火材料與火孔的結構尺寸如下表鳳谷工業爐集設計研發,生產銷售,培訓指導,售后服務一體化,專利節能技術應用,每年為企業節省40%-70%的能源成本,主要產品加熱爐,工業爐,節能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設備，歡迎致電咨詢:0510-888189

實驗測試參數的確定[ 12-15 09:05 ]

燃氣工業爐的主要性能測試參數包括爐子的生產量、爐內高溫氣體壓力、過剩空氣系數、溫度及其分布等。而在本課題實驗的主要目的是確定燃氣工業爐旋流燃燒的優勢與不足，同時測試旋流燃燒的主要影響因素。受到實際條件的限制，燃燒器對爐膛加熱實驗過程中，爐子處于空爐狀態，主要研究爐子的各類燃燒器的燃燒效果，在滿足實驗要求的前提條件下，縮短實驗時間、降低實驗成本。因此實驗生產量、熱效率等參數不能測試。綜上，實驗中主要測試的參數包括爐膛內溫度測量及分布、過剩空氣系數、爐子負荷(燃氣流量)、煙氣溫度及煙氣成分。鳳谷工業爐集設計研發,生產銷

燃氣工業爐性能測試參數[ 12-15 08:05 ]

燃氣工業爐的熱工性能測試主要是通過熱平衡試驗，測出爐膛熱效率、總體效率、爐內平均溫度、溫度均勻性、煙氣成分含量等參數，鑒定爐窯是否符合設計要求，同時要確定最佳工藝操作規程與運行參數。①爐窯參數:生產量、壓力、過剩空氣系數、爐料含水量以及工藝操作要求等;當爐窯為間歇工作時，應統計出平均生產量和間歇工作的規律。②燃氣與空氣參數:當燃氣流量不是常數時，應測出燃氣隨時間變化的曲線，以及隨閥門開度變化的規律，同時要注意到工藝上要求燃氣與空氣的最佳比例;③溫度參數:爐膛內部的平均溫度、爐膛內溫度的均勻性是否滿足爐子生產的要求;

燃氣爐的熱效率計算[ 12-14 10:05 ]

燃氣工業爐中熱效率可分為工業爐的總體效率和爐膛效率，爐子的總體熱效率定義為有效利用的熱量(有效熱)與供給爐子的熱量(燃氣的燃燒熱)之比;而工業爐爐膛效率是在燃氣工業爐中，當只考慮爐料在爐膛內的熱交換時，其效率為爐膛熱效率。①工業爐窯的總體熱效率根據定義，爐子的熱效率計算公式為其中，刃為爐子總體熱效率在測試實驗中只要燃氣的熱值、物料利用的熱量以及用氣量即可算出爐子的總體熱效率。但此種方法只能求得爐子的總體熱效率，確定影響熱效率因素，從而分析提高熱效率。因此在實驗測試中，也可以通過測試爐子的各項熱損失，從而計算爐子熱效

爐子燃氣用量的確定[ 12-14 09:05 ]

在做爐子設計時，爐子的燃氣用量B的確定是爐子負荷和產量計算的關鍵。燃氣用氣量確定時，可以通過爐子的熱力平衡計算求得，也可以通過經驗法選定燃氣用量。經驗方法計算有實際生產數據作為依據，工作量小，但不能分析方案中熱量耗散的分布情況，經分析確定爐子的燃氣用氣量計算公式為爐子的熱負荷是燃氣用量B與燃氣的低熱值(爐子尾氣中的水分主要是水蒸氣排處)計算求得。而實際工程中，根據要求設計的爐子產量和燃氣用量，可以求出單位產品的熱耗，單位熱耗是衡量爐子的一個重要指標。鳳谷工業爐集設計研發,生產銷售,培訓指導,售后服務一體化,專利節能

燃氣工業爐的熱平衡計算[ 12-14 08:05 ]

①爐膛熱平衡把爐膛作為一個區域系統，熱量收支應處于平衡。如果忽略物料在爐膛內的放熱或吸熱反應，那么連續式加熱爐爐膛熱平衡的公式為當燃氣燃燒較完全時Qch可以忽略，則式可以簡化為該式表達了爐膛熱平衡狀態，爐膛的收入熱主要包括:燃氣燃燒能釋放的熱量以及入爐時空氣、燃氣、物料帶入的物理熱;熱支出主要包括:物料和煙氣帶出爐膛的熱量以及爐膛的熱損失。②空氣預熱器的熱平衡助燃空氣如果經過預熱，爐內的燃燒溫度可以明顯提高，對節約能源有很好的左右。若預熱器緊接爐膛煙氣出口，爐膛煙氣直接進入預熱器，針對空氣預熱器的表達公式如下表所示

燃氣工業爐窯的特點[ 12-13 10:05 ]

目前工業爐窯所采用的主要能源有電、煤、油、氣四種。而燃煤、油、氣三種工業爐采用燃料與空氣混合燃燒，通過煙氣輻射和對流換熱，此三種爐子都稱火焰爐。燃氣工業爐作為火焰爐的一種，與燃煤、燃油爐相比具有以下優點:①無公害氣體燃料一般都經過脫硫處理且含氮量較少，燃燒煙氣中SO2,NOx含量比燃煤燃油少，并且因高溫而生成的NOx也更容易控制。因此氣體燃料有無公害的特點。②易于自動控制對于燃氣工業爐來說，氣體燃燒器的調節比幅度寬，過剩空氣量更易控制而比其他燃料小且微調靈敏性好，容易爐子熱工參數的自動控制。③清潔、衛生、操作方便燃

燃氣工業爐窯的分類[ 12-13 09:05 ]

①按用途分類按用途是一種最常用的分類方法，根據生產用途可分為5類:1)熔煉爐將金屬等固體物料從固態熔化為液態，再加入其他合金元素進行精煉。加熱目的是熔化金屬等物料，如沖天爐、平爐、熔銅爐、熔鋁爐和玻璃熔池爐等。2)鍛軋加熱爐加熱目的是為了增大金屬在軋制、鍛造、沖壓和拉拔前的可塑性，如軋鋼加熱爐、鍛造加熱爐等。3)熱處理爐加熱目的是為了改變金屬結晶組織，使其滿足不同的熱處理工藝要求，如淬火、退火、回火、滲碳及氮化等。4)焙燒爐又稱焙燒窯，加熱目的是使物料發生物理或化學變化，以獲得新的產品，如白云石、石灰石和耐火材料的

低NOx燃燒技術[ 12-13 08:05 ]

低NOx燃燒技術主要是通過合理選擇燃燒器、科學控制燃燒過程和改進設備運行方式來抑制NOx生成，從而降低NOx的排放。目前，低NOx燃燒技術主要包括空氣分級燃燒技術、燃料分級燃燒技術、濃淡燃燒技術和煙氣再循環等。1)空氣分級燃燒技術空氣分級技術是將燃氣燃燒所需的空氣分為兩個階段送入，兩個階段中過剩過剩空氣系數都偏離1，燃燒溫度降低，能夠很好的控制燃燒過程中NOx的生成，使主要的燃燒過程分為兩個區域:a<1區域和a>1區域。a<1區域中燃燒過程中缺少氧氣，燃燒不完全，燃燒速度與溫度都燒到限制，熱力型N