【正文】 爐墻 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 爐子四周的圍墻稱為爐墻，分為側(cè)墻和端墻。 沿爐子長度方向的爐墻稱為側(cè)墻，爐子兩端的爐墻稱為端墻。 為保證爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，爐墻必須有一定厚度，并應(yīng)隨爐子尺寸的增大和爐膛溫度的升高而增厚。為了減少散熱和蓄熱損失，爐墻應(yīng)設(shè)有絕熱層。各種爐墻結(jié)構(gòu)中，以提高絕熱性能，增加隔熱層厚度 ，減少耐火材料厚度最為經(jīng)濟(jì)，不應(yīng)采取增加耐火材料厚度來使隔熱材料溫度降到許用值以下。而應(yīng)采用耐熱性能較好的隔熱材料作為緩沖帶。 為了提高爐子的強度和氣密性，爐墻外包以 4～10mm 厚的鋼板。此外，爐墻上應(yīng)設(shè)有爐門、窺視孔、燒嘴孔以及熱工參數(shù)檢測孔等孔洞。為了防止砌體破壞，爐墻應(yīng)盡量避免直接承受附加負(fù)荷。爐門、冷卻水管等構(gòu)件應(yīng)設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)上。 （ 2） 爐頂 爐頂使?fàn)t膛組成中薄弱環(huán)節(jié)。爐頂是否牢固可靠，對爐子工作有重大影響。 爐頂按其結(jié)構(gòu)型式可分為拱頂和吊頂兩種。拱頂可用楔形磚砌筑或不定形耐火材料搗制而成。 結(jié)構(gòu)簡單，砌筑方便，不需要復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。 拱頂?shù)墓敖菫? 60~180176。之間。 通常采用的有 60176。、 90176。、 120176。 和 180176。 60176。拱頂?shù)?半徑等于跨度 b, 拱角矢高 h= 稱為標(biāo)準(zhǔn)拱頂。 180176。拱頂稱為半圓拱頂， 其特點是 不產(chǎn)生水平分力，不需要鋼結(jié)構(gòu)加固，造價低。但爐頂下面的矢高 h 太大，不利于爐內(nèi)氣體的合理流動和實現(xiàn)均勻加熱，且有較大的上推力。多用于埋在地下的煙道上。 拱頂?shù)暮穸群筒馁|(zhì)與爐子跨度和爐內(nèi)溫度條件有關(guān)。一般隨爐子跨度增大，拱頂厚度也應(yīng)適當(dāng)?shù)脑龊?。 吊頂由一些特制的異形磚組成。 異形磚用金屬 吊桿單獨地或成組地吊在爐子鋼結(jié)構(gòu)上。 槽磚吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和砌筑比較簡單，更換方便。為了避免掛磚的工字鋼溫度過高，磚的上表面不允許敷設(shè)絕熱層 。因此爐頂散熱量較大。頸吊式吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的每一塊吊磚都有一個夾鉤和一個吊桿。由于金屬夾鉤在砌體外面，故可以在部分表面敷設(shè)絕熱層，爐頂散熱量較小。但這種結(jié)構(gòu)只適用于吊掛水平的及傾斜度不大的爐頂，較大傾斜度及轉(zhuǎn)彎處須做特殊處理。齒槽式吊掛結(jié)構(gòu)，磚與磚之間相互咬合，整體性和氣密性好。個別磚 即使斷裂也不致掉落。缺點是磚形復(fù)雜，公差要求較嚴(yán)格， 砌筑難度大，爐頂也不宜敷設(shè)絕熱層。 可塑料吊掛爐頂結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通過吊掛埋在可塑料里面的鉚固轉(zhuǎn)將爐頂?shù)鯍煸阡摻Y(jié)構(gòu)上，這種吊頂可以敷設(shè)大面積隔熱層，密封性能也很好，但施工時需 要模板支撐。 吊頂磚的材質(zhì)高溫部分通常采用一級粘土磚或高鋁磚。低溫部分可用普通粘土磚。 加熱爐爐膛寬小于 ～ 4 米的一般用拱頂。大于此寬度時用吊頂。 （ 3） 爐底 爐底是爐膛底部的砌磚部分， 爐底的工作條件是非常惡劣的。它不僅要承受被處理物料的機(jī)械負(fù)荷、碰撞與摩擦等作用，有時還要受到被處理物料的化學(xué)侵蝕及熔體 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 的滲透等。爐底結(jié)構(gòu)型式和所用材料決定于工藝過程和爐內(nèi)的工作溫度及化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。 加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基本有兩種：固定式爐底和移動式爐底。 固定底的爐子，坯料在爐底的滑軌上移動，除加熱圓坯料的斜底爐外，其他加 熱爐的固定爐底一般都是水平的?；顒訝t底的坯料是靠爐底機(jī)械的運動而移動。 加熱爐爐底砌體厚度與材質(zhì)取決于爐子尺寸與溫度。厚度一般變化在 200～700mm；材質(zhì)一般是 粘土磚須注意的是在與料坯接觸的爐底部分散熱損失“價值”大，故應(yīng)加強絕熱。 爐子的砌體尺寸，在設(shè)計時的習(xí)慣做法是：爐子的水平耐火砌體的砌磚尺寸取116mm 的倍數(shù)；垂直的砌磚尺寸取 68mm 的倍數(shù)。這樣所產(chǎn)生的誤差不會給施工帶來困難。 煙道、煙閘與煙囪 （ 1） 煙道與煙閘 煙道是連接爐膛和煙囪的煙氣通道。設(shè)計煙道時，必須充分考慮其斷面尺寸和密封絕 熱問題，因為前者的大小影響煙氣流動阻力損失和造價，后者的好壞影響排煙系統(tǒng)的 吸力和余熱回收率。 煙道斷面尺寸通常是根據(jù)選取的煙氣流速進(jìn)行計算來初步確定的。而煙道最小斷面還必須考慮清掃和檢修的可能性，所以煙道斷面形狀和具體尺寸常根據(jù)初步計算結(jié)果按標(biāo)準(zhǔn)系列選用。 煙道布置要盡量縮短長度和減少煙氣流動阻力距離，要與廠房柱基，設(shè)備基礎(chǔ)和電纜保持一定的距離。以免它們受煙道溫度的影響。當(dāng)煙道內(nèi)設(shè)有余熱回收裝置時，一般要設(shè)置分煙道和相應(yīng)的煙道閘板。 為了控制排煙量以及調(diào)節(jié)爐膛壓力，煙道上必須設(shè)置煙道閘板。煙道閘板的型式從 結(jié)構(gòu)特征上來分，有蝶式、升降式和百葉窗式等。從冷卻方式上分，有水冷式、風(fēng)冷式和無冷卻式等。從材質(zhì)上分，有金屬型和金屬與非金屬結(jié)合型兩種。從操作上有手動和電動之分，等等。當(dāng)煙氣溫度低于 400～ 600176。 C 時，閘板可用灰口鑄鐵件或鑄鋼件制作；當(dāng)溫度高于 600～ 700176。 C 時，應(yīng)采用水冷閘板、空冷閘板、襯磚閘板或耐熱合金鋼制造的閘板。 （ 2） 煙囪 煙囪時最常用的一種排煙裝置。煙囪結(jié)構(gòu)有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪（內(nèi)襯磚）和金屬煙囪（有的襯磚有的不襯磚）。 煙囪高度低于 60～ 70m 時，磚煙囪比鋼筋混凝土煙囪造價低，但磚煙囪 砌筑比 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 較困難，而且壽命也不如鋼筋混凝土煙囪。所以小煙囪常采用磚煙囪， 45m 高以上的煙囪一般采用鋼筋混凝土煙囪。 煙囪必須有獨立的基礎(chǔ)，不能與煙道基礎(chǔ)相連，以免煙囪下沉?xí)r煙道基礎(chǔ)斷裂。煙囪底部應(yīng)設(shè)人孔，以備烘烤煙囪、扒灰和修理內(nèi)襯之用。 金屬煙囪一般用 5～ 10mm 厚鋼板焊成，其壽命低，但修建快，造價低，在小爐子上常采用。當(dāng)溫度較高時，內(nèi)部須襯以耐火材料。 爐子基礎(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu) （ 1） 爐子基礎(chǔ) 修建爐子時必須打好爐子的基礎(chǔ)。爐子的基礎(chǔ)一方面要承受整個爐子的質(zhì)量不致下沉或倒塌；一方面還要防止?fàn)t底受潮或遭受地 下水的侵襲，保證爐子的正常工作。根據(jù)爐子的大小和土質(zhì)的好壞，爐子基礎(chǔ)可采用不同材料和結(jié)構(gòu)來砌筑。小爐子可用紅磚或塊石砌筑；絕大多數(shù)大中型都采用混凝土或鋼筋混凝土修建，因為它既結(jié)實又抗壓。 爐子基礎(chǔ)設(shè)計和修筑爐子基礎(chǔ)時應(yīng)注意以下幾點： 1） 混凝土任何部分的溫度都不允許超過 300℃，否則混凝土就會變質(zhì)而壓壞。因此，當(dāng)爐底直接建筑在混凝土上時，要在爐底與混凝土之間用絕熱材料隔開；對于溫度較高的爐子，要把爐底架空起來，靠空氣冷卻基礎(chǔ)。 2） 爐子基礎(chǔ)必須是整塊的，不允許有斷裂現(xiàn)象。爐子基礎(chǔ)要與其他基礎(chǔ)（如輔助 設(shè)備、廠房、煙囪等基礎(chǔ)）分開，以避免由于基礎(chǔ)受力不同而引起不均勻下沉，使?fàn)t子基礎(chǔ)開裂或設(shè)備傾斜。 3) 基礎(chǔ)的底部應(yīng)在地基的凍土線以下，以免因天氣寒冷使基礎(chǔ)遭到破壞。 4) 爐子基礎(chǔ)因盡可能地建于地下水平面以上，以免由于地下水的侵入而損壞基礎(chǔ)的強度。爐子個別部分（如煙道、換熱器等）必須建在地下水以下時，一定要有防水溝或防水層等嚴(yán)密的防水措施。 （ 2） 爐子鋼結(jié)構(gòu) 爐子鋼結(jié)構(gòu)一般由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。為了使鋼架形成整體而把爐子夾固起來。各個獨立的鋼件之間必須相互連接起來。除有特殊要求采 用活動連接外，一般采用焊接結(jié)構(gòu)。鋼柱下端固定在爐子基礎(chǔ)上，各部分砌體均需要留有膨脹縫，以免受熱后鋼架變形。為了使鋼結(jié)構(gòu)工作可靠，又能節(jié)約鋼材，各種鋼件的尺寸和規(guī)格的選用都應(yīng)通過計算，并參照實際使用資料來確定。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 爐子熱平衡及燃料消耗 基本概念 根據(jù)能量守恒定律，任何一座爐窯或其他熱工設(shè)備的熱量收支是平衡的，即爐子熱收入諸項目的總和等于熱支出諸項的總和，這就是爐子熱平衡。 熱平衡 是評價爐子工作 和設(shè)計、研究爐子時不可缺少的，特別是在分析爐子燃料消耗，尋求節(jié)能途徑時更是需要的。 （ 1） 編制熱平衡的意 義 在現(xiàn)場生產(chǎn)的爐子上，通過實測編制熱平衡是為了分析研究和評價爐子的熱工作，了解熱量利用和損失的程度，找出燃料浪費的緣由，尋求技術(shù)對策，以改進(jìn)爐子的熱工指標(biāo)。 在設(shè)計新爐子的時候，通過計算編制熱平衡是為了由平衡關(guān)系中求出爐子的燃料消耗量，同時為設(shè)計爐子的供熱、排煙系統(tǒng)和余熱回收裝置等提供設(shè)計依據(jù)。此外，也可把熱量收支各項所占的百分比與現(xiàn)有爐子進(jìn)行比較，從而幫助設(shè)計者判斷爐子設(shè)計方案的優(yōu)缺點。 另外，建立爐子或其中某個局部的熱平衡方程式和傳熱方程式及其二者之間的關(guān)系，從中找出各熱工參數(shù)之間的相互關(guān)系，是進(jìn)行爐 子熱工理論研究和分析解決各種工程實際問題最基本的研究方法和手段。 爐子燃料消耗 （ 1） 爐子燃料消耗量 爐子燃料消耗量是爐子一個重要操作參數(shù)，它是指單位時間內(nèi)爐子的燃料消耗量。在設(shè)計爐子的時，確定燃料消耗量有兩種方法：一是計算法，一是經(jīng)驗法。前一種方法時從熱平衡的關(guān)系中求得爐子的燃料消耗量；而后一種方法時參照同類爐子的數(shù)據(jù)，選定爐子的燃料的消耗量。 （ 2） 爐子單位燃料消耗量 爐子單位燃料消耗量是爐子的一個重要生產(chǎn)指標(biāo)。單位燃耗愈低，燃料用的愈節(jié)省。單位燃耗的表示方法有：單位燃耗、單位標(biāo)準(zhǔn)燃耗、單位熱 耗。 燃料變化后燃料消耗量的變化 爐子使用什么燃料，不僅取決于工藝和熱工上的要求，而且在很大程度上取決于一個國家的能源資源和生產(chǎn)情況，以及一個工廠和一個地區(qū) 乃至國家的燃料平衡。因 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 此使用燃料的種類以及燃料的成分和發(fā)熱量的變動，在生產(chǎn)上都是常見的事。對于各種爐子，明確的提出一種燃料與另一種燃料之間的合理置換比，是件十分重要的工作。當(dāng)前，尤其重要的是指出重油與各種煤和煤氣之間的合理置換比，這不僅可以作為生產(chǎn)者日常規(guī)定爐子燃料消耗量的參考，而且也可以作為國家領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)分配燃料的參考依據(jù)。 爐子生產(chǎn)率及 影響因素 概述 爐子的生產(chǎn)率是爐子的一個重要生產(chǎn)指標(biāo)，用符號 P 表示，它是指單位時間內(nèi)爐子的生產(chǎn)量。 為了尋求提高爐子生產(chǎn)率的途徑，必須了解影響爐子生產(chǎn)率的各種因素及其作用。 然而這是一個比較復(fù)雜的問題，因為影響爐子生產(chǎn)率的因素是多方面的，其中包括工藝要求、熱工過程、爐子壽命、機(jī)械化自動化程度以及生產(chǎn)管理等。但就爐子本身而言，主要是工藝因素和爐子結(jié)構(gòu)、操作因素。對各種不同的爐子來說，工藝過程是千差萬別的，所以不可能對每一種情況都進(jìn)行具體分析；爐子結(jié)構(gòu)和操作隨爐子的用途和工藝的不同，盡管也有較大的差 異，但它們都是通過熱工過程間接的影響著爐