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2、保证必需的炉温
提高燃料的理论燃烧温度后对提高炉温有直接作用,炉温t1值与理论燃烧温度t1i的关系见式(2-2)
t1=ηgt1i(℃) (2-2)
式中:t1i-----燃料的理论燃烧温度(℃)、ηg---炉子高温系数
燃料的理论燃烧温度提高后炉温亦即提高,其辐射热量与绝对温度的4次方成正比,从而又提高炉子的生产能力。根据经验:空气预热温度每提高100℃,约可提高炉子生产能力2%。
对使用低热值煤气的高温炉来说,预热空气和煤气成为必需的前提,否则将达不到加热工艺所需求的炉温。为达到规定炉温所要求的空气预热温度可按图2-1或表2-1查得燃料的理论燃烧温度值,再按(2-2)求出炉温值。不同发热量的低热值煤气为达到规定炉温所需空气或煤气的最低预热温度见表2-2。
表2-2使用低温值煤气时空气煤气的最低预热温度
3、节约燃料
单独预热空气或空气煤气同时预热时,燃料的节约率按(2-3)计算。
ηj=×100% (2-3)
式中
ηj --------------燃料节约率(%)
Qw--------------空气或空气与煤气同时预热时得到的物理热(KJ/Nm3)
Qy----------烟气带走的热量(KJ/Nm3)
Qd---------------燃料低发热量[(KJ/Nm3)或(KJ/Kg)]
预热空气、煤气和炉料相当于直接向炉内回收一部分热量,对强化燃料和节约燃料有明显效果。随着空气预热温度提高,燃料节约率亦响应增大。一般认为:每提高空气预热温度100℃,可节约燃料5%左右,是有效的节能手段,投资回收期短,有高的经济效益。
4、提高燃料效率并降低钢材烧损
空气预热后由于体积膨胀使气体流动速度加快,促使可燃物混和加强,混合物活性增加,从而能实现低氧完全燃烧并提高了燃烧效率。另外,在低氧燃烧情况下由于烟气中氧含量减少,加火焰温度有所提高,使钢材在高温状态下停留的时间相应减少,从而钢材的氧化烧损量减少。
5、减少烟气排放量有利保护环境
(1)随着环境保护标准的提高,不仅要求降低烟气中的SO2和NOx的排放浓度,同时要求烟气的总排放量也要减少,这是因为烟气中CO2的大量排放将影响全球的大气质量。
回收烟气余热可在总供热量不变的情况下减少燃料的供给量,亦即减少了烟气的生成量和排放量。回收的热量越多,则烟气排放量越少,对环境保护的意义就更大。
(2)热管式空气预热器的特点
热管式空气预热器是由具有超导传热元件之称的热管组成,它和其他形式的空气预热器既有如下特点:
1、传热性能高。
由于热管式空气预热器的加热段和冷却段都可以带有翅片,大大增加了扩展表面,因此其传热系数比普通的光管空气预热器要大好多倍。如图示
2、对数平均温差大。
由于热管式空气预热器,可以方便的做到冷流体与热流体的纯逆向流动,这样在相同的进、出口温度就可以产生最大的对数平均温差。
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