工業(yè)爐是在工業(yè)生產(chǎn)中，利用燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)化的熱量，將物料或工件加熱的熱工設(shè)備。廣義地說，鍋爐也是一種工業(yè)爐，但習(xí)慣上人們不把它包括在工業(yè)爐范圍內(nèi)。
組成部分
工業(yè)爐砌體、工業(yè)爐排煙系統(tǒng)、工業(yè)爐預(yù)熱器、工業(yè)爐驅(qū)動(dòng)裝置和工業(yè)爐燃燒裝置等。
一般工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)組成：
1、工業(yè)爐本體，包括框架支撐結(jié)構(gòu)、爐膛結(jié)構(gòu)、物料輸送系統(tǒng)等。
2、供熱系統(tǒng)，包括向工業(yè)爐內(nèi)物料提供熱源的設(shè)備系統(tǒng)，如能源介質(zhì)管道和設(shè)備系統(tǒng)、電力輸送系統(tǒng)變壓設(shè)備等。
3、排煙系統(tǒng)，包括煙道、煙囪、換熱器和排煙輔助設(shè)備等。
4、其他配套設(shè)備。
設(shè)備分類
工業(yè)爐按供熱方式分為兩類：一類是火焰爐(或稱燃料爐)，用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對(duì)工件進(jìn)行加熱；第二類是電爐，在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)行加熱。
工業(yè)爐按熱工制度分為兩類：一是間斷式爐，又稱周期式爐，其特點(diǎn)是爐膛內(nèi)不劃分溫度區(qū)段，爐子按一班或兩班生產(chǎn)，在每一加熱周期內(nèi)爐溫是變化的，如各種室式爐、臺(tái)車式爐、井式爐、罩式爐等；二是連續(xù)式爐，其特點(diǎn)是爐膛內(nèi)劃分溫度區(qū)段，一般由預(yù)熱、加熱(高溫)、均熱(保溫)三個(gè)區(qū)段組成，爐子為三班連續(xù)生產(chǎn)，在工業(yè)爐加熱過程中每一區(qū)段內(nèi)的溫度可認(rèn)為是不變化的，如二段或三段連續(xù)式加熱爐、推桿式加熱爐和熱處理爐、環(huán)形爐、步進(jìn)式爐、振底式爐、沖天爐及石灰窯等。
應(yīng)用分類
在鑄造車間，有熔煉金屬的沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、堝爐等；有烘烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等；在鍛壓車間，有對(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行鍛前加熱的各種加熱爐，和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐；在金屬熱處理車間，有改善工件機(jī)械性能的各種退火、正火、火和回火的熱處理爐；在焊接車間，有焊件的焊前預(yù)熱爐和焊后回火爐；在粉末冶金車間有燒結(jié)金屬的加熱爐等。
應(yīng)用其他工業(yè)，如冶金工業(yè)的金屬熔煉爐、礦石燒結(jié)爐和煉焦?fàn)t；石油工業(yè)的蒸餾爐和裂化爐；煤氣工業(yè)的發(fā)生爐；硅酸鹽工業(yè)的水泥窯和玻璃熔化、玻璃退火爐；食品工業(yè)的烘烤爐等。
提高利用率
1、改善燃料的燃燒狀況。
燃料作為能源具有很大的特殊性，第一，資源的總量是有限的，燃料的總量是有限的總有一天會(huì)枯竭。第
二，燃料的使用具有不可重復(fù)性，燃料的使用是單方向的具有不可逆性。第三，能源的使用效率低下。燃料在使用過程中常常會(huì)發(fā)生一定的損失，損失的程度根據(jù)使用的方式和控制水平的不同而不同。第四，燃料在使用過程中會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，燃料在使用過程中常常會(huì)伴有廢棄物的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染。
燃料在工業(yè)爐中燃燒時(shí)通過安裝在工業(yè)爐上的燃燒器上完成的，因而燃燒器的性能直接關(guān)系到工業(yè)爐燃料的消耗量。因此，應(yīng)該提高燃燒器的性能，因?yàn)橹挥斜ＷC燃燒器的性能滿足工業(yè)爐的供熱能力，使其有較低和穩(wěn)定的空氣過剩系數(shù)，才能使燃料在使用過程中充分提高燃燒效率，使燃燒器能夠適應(yīng)溫度較高的助燃空氣。
2、優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)。
工業(yè)爐的爐襯可以分為磚砌爐襯、燒注料爐襯和纖維爐襯。當(dāng)前國內(nèi)的加熱爐大部分都是采用傳統(tǒng)的內(nèi)火磚砌形式，爐襯的散熱和蓄熱可以占到總能耗的30%-40%。筑爐材料的發(fā)展趨勢(shì)是高溫、高強(qiáng)和輕質(zhì)方向。合理選擇爐襯材料和優(yōu)化復(fù)合爐襯結(jié)構(gòu)就可以起到減少爐體散熱、減少蓄熱損失達(dá)到節(jié)能的良好效果。首先，燒注料爐襯的導(dǎo)熱系數(shù)較之磚體爐襯的導(dǎo)熱系數(shù)小很多，爐體氣密性較好，因而可以起到延長使用壽命的、達(dá)到節(jié)能的目的。近年來澆注料在品種、質(zhì)量上均有長足的進(jìn)步，這樣可以起到滿足爐子內(nèi)高溫、耐急冷急熱的要求，使用澆注爐襯可以比磚砌爐子節(jié)約3%左右的能源。其次，內(nèi)火纖維是一種超輕質(zhì)內(nèi)火材料，它的基本性能密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小，這種材料的筑爐可以起到節(jié)能、省材提高爐子生產(chǎn)能力的效果。使用耐火纖維爐襯比磚砌爐子可以節(jié)約7%的能源。耐火纖維制品的研制，耐火纖維可以在1200度的高溫中使用，因而促進(jìn)了耐火纖維的使用。
耐火纖維的施工方法可以在很大程度上影響其使用效果和使用壽命，傳統(tǒng)的錨固方法在使用中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種問題。新的施工方法可以將纖維棉的高壓風(fēng)送出噴槍，將結(jié)合劑與纖維棉外混使用這種方法消除了爐襯的接縫大大提高了其節(jié)能效果，可以起到延長爐子壽命的目的。紅外節(jié)能涂料的節(jié)能效果非常高，這種涂料可以在爐溫1800度的各種燃料爐上使用，如果將其噴到爐襯表面，可以形成0.5毫米的涂層，利用涂層的紅外輻射性能可以起到增加熱效、減少能耗的良好效果。
3、提高控制水平。
提高控制水平的方法：第一，控制燃料燃燒。對(duì)工業(yè)爐進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制要實(shí)現(xiàn)爐溫、供燃料量、燃料量與空氣量的合理配比，控制這幾個(gè)量的核心就是合理對(duì)燃料進(jìn)行配比。用測(cè)量煙氣中含氧量的方法來進(jìn)行控制配比。第二，優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。為了控制爐內(nèi)的溫度要合理優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，爐內(nèi)溫度利用數(shù)學(xué)模型最好將爐內(nèi)溫度控制為曲線，提高爐內(nèi)燃料的使用效率。
設(shè)備使用
工業(yè)爐在其生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)涉及熔煉、干燥、烘烤、加還化學(xué)反應(yīng)等加熱的工序。而工業(yè)爐窯就是用于這些工序的加熱設(shè)備。而為這些設(shè)備提供熱源的燃料主要有氣體燃料、液體燃料、固體燃料和電。使用這些加熱設(shè)備，容易發(fā)生燒傷、觸電事故。如果使用氣體、液體燃料，一旦發(fā)生泄漏或溢出，亦可能構(gòu)成火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)。
工業(yè)爐使用時(shí)爐門升降機(jī)構(gòu)必須完好，鋼絲繩斷絲不準(zhǔn)超過規(guī)定值。重錘配置適 當(dāng)，外露傳動(dòng)部分應(yīng)設(shè)防護(hù)罩。如果是水冷卻的爐門，還要保證管道暢通，冬季管路不冰凍。爐門要有限位裝置，進(jìn)出爐時(shí)，要有切斷電源的聯(lián)鎖裝置，鋼絲繩在節(jié)距內(nèi)斷絲數(shù)不得超過10%，平衡爐門的重錘懸掛應(yīng)可靠。要求外露傳動(dòng)部分的防護(hù)裝置應(yīng)保持正確的安裝位置，結(jié)構(gòu)合理。爐車鋼絲繩滑輪應(yīng)完整無損。爐窯上所有滑輪、鏈輪結(jié)構(gòu)完好，無缺損，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
工業(yè)爐爐體的爐墻、爐襯應(yīng)嚴(yán)密，無泄漏。要求耐火材料經(jīng)受熱、腐蝕、磨擦和化學(xué)浸蝕，爐體的爐墻要保持完整，不得有缺損；耐火材料及其制品連接的縫隙不得漏氣；同時(shí)要求爐窯的整體性必須堅(jiān)固。氣閥應(yīng)能按照操作要求使開關(guān)停在任一位置上，特別是在火焰熄滅時(shí)能迅速切斷燃料供給。氣閥要求無松動(dòng)和泄漏現(xiàn)象，保持其整體性和可靠性。油管、風(fēng)管及加熱管應(yīng)無裂紋、無泄漏現(xiàn)象。各種不同用途的管道都要保持無泄漏、無裂紋、暢通，油嘴應(yīng)暢通，油溫、油（風(fēng)）壓應(yīng)保持正常。
工業(yè)爐爐門巡回冷卻水，必須暢通并在門安裝排氣管。測(cè)溫儀表（見下圖）、儀器應(yīng)靈敏可靠，PE可靠。要求儀器、儀表反應(yīng)靈敏、指示正確，并在檢驗(yàn)周期內(nèi)使用。氨氣瓶嚴(yán)禁靠近熱源、電源或在強(qiáng)日光下曝曬。保持通風(fēng)良好，且布置在人員活動(dòng)地點(diǎn)的下風(fēng)側(cè)。
安全隱患
工業(yè)爐是一種高溫設(shè)備，它與燃油、煤氣、電能、灰塵等密切聯(lián)系在一起，容易引起火災(zāi)、燒傷、爆炸、中毒、觸電等事故。因此，工業(yè)爐與一般冷加工設(shè)備相比，不安全因素要多得多。
一般說來，工業(yè)爐操作時(shí)的高溫容易發(fā)生燙傷、灼傷和燒傷；高溫熔鹽和熔融金屬遇到水后會(huì)發(fā)生爆炸；煤氣和可控氣氛是易爆氣體，油路、油箱和油庫都是易燃易爆設(shè)施，如使用不當(dāng)，則將發(fā)生爆炸和中毒事故；電爐的安全保護(hù)裝置失靈，接觸后會(huì)發(fā)生觸電；化爐的氰化物有劇毒；硝鹽爐加熱到550℃以上會(huì)產(chǎn)生自燃；硝鹽與木炭、碳黑化合后會(huì)發(fā)生爆炸。
工業(yè)爐修理的環(huán)境較差，許多修理作業(yè)是在爐內(nèi)進(jìn)行，空間十分擁擠，自然采光不足，通風(fēng)條件很差。工人操作時(shí)不僅受到粉塵的侵害，有時(shí)還直接受到高溫、煙塵、有毒氣體和化工材料的腐蝕。有的爐子（如沖天爐）高達(dá)10m—20m，由于爐身現(xiàn)場(chǎng)狹窄，修理工作呈高空立體交叉、多層作業(yè)，危險(xiǎn)性很大。因此，當(dāng)操作和維修工業(yè)爐時(shí)，要十分重視安全問題。尤其是在組織工業(yè)爐時(shí)，要十分重視安全問題。尤其是在組織工業(yè)爐的搶修或熱修時(shí)，更應(yīng)注意這些不安全因素所可能引起的不幸事故。
故障分析
每個(gè)換向閥配有一個(gè)氣動(dòng)三聯(lián)件，氣動(dòng)三聯(lián)件應(yīng)定期進(jìn)行加油和清渣、排水。加油時(shí)先關(guān)閉氣動(dòng)三聯(lián)件前 手閥，然后卸下油杯加油，油杯的油量以不超過滿刻度為宜。油料為氣動(dòng)三聯(lián)件指定的霧化油，亦可用32#透平液壓油替代。油的霧化速度調(diào)整至以3~5天霧化一杯油為宜，同時(shí)保證3~5天內(nèi)加油一次。加油時(shí)如有必要，可一起進(jìn)行清渣、排水。如氣動(dòng)三聯(lián)件不霧化油，應(yīng)及時(shí)對(duì)三聯(lián)件進(jìn)行檢修或更換。
換向系統(tǒng)發(fā)生故障報(bào)警時(shí)，根據(jù)控制柜上顯示的報(bào)警指示燈找出故障點(diǎn)，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查和確認(rèn)后進(jìn)行及時(shí)的處理，恢復(fù)換向閥的正常工作。如果屬氣管爆裂或脫落，關(guān)閉該換向閥的壓縮空氣供氣閥門并立即更換相應(yīng)的氣管。如果屬限位開關(guān)松動(dòng)不能接觸閥桿上的圓形鐵片，可立即調(diào)整限位開關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度，保證換向閥閥板在前后極限位時(shí)和限位開關(guān)觸輪的正常接觸。如果不屬上述1）、2）原因報(bào)警，檢查電磁閥是否正常動(dòng)作，必要時(shí)更換電磁閥。如果不屬上述1）、2）、3）故障報(bào)警，檢查氣缸是否內(nèi)漏、限位開關(guān)和電磁閥的接線是否正常。
如果換向系統(tǒng)報(bào)警后不能及時(shí)排除故障并恢復(fù)運(yùn)行，可采取如下處理措施：如換向系統(tǒng)報(bào)警后操作工在關(guān)閉手閥后仍不能及時(shí)排除故障而排煙溫度超標(biāo)時(shí)，關(guān)停引風(fēng)機(jī)，并關(guān)小空煤氣調(diào)節(jié)閥，組織相應(yīng)的人員盡快處理故障。換向閥定期（可一年左右）打開檢修孔，檢查密封圈、閥板、連桿的使用情況，必要時(shí)可隨時(shí)打開檢查。
節(jié)能技術(shù)
1、要使用節(jié)能的燃燒技術(shù)
工業(yè)爐能源浪費(fèi)的主要原因之一是不完全燃燒所造成的熱能損失。它是由化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒引起的。化學(xué)不完全燃燒可以引起由于排煙中一氧化碳，氫和氨的可燃?xì)怏w的不完全燃燒造成的熱損耗，從而引起以散煤為燃料的工業(yè)爐冒黑煙。這種黑煙中的高溫粉塵以及二氧化硫、二氧化碳等都會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染。機(jī)械不完全燃燒的熱損失主要體現(xiàn)在未完全燃燒的煤粒、灰渣和飛灰顆粒上面。這些灰渣和顆粒同樣會(huì)造成對(duì)環(huán)境的極大損害。富氧燃燒技術(shù)可以大幅度提高燃燒溫度，減少助燃的空氣量，以此來實(shí)現(xiàn)煙氣量的減少和燃?xì)鉄岬膿p失，既節(jié)約燃料，也能延長工業(yè)爐爐窖的使用壽命，提高工業(yè)爐的產(chǎn)量等。但富氧燃燒技術(shù)由于分離空氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生氮?dú)?/a>等大量的副產(chǎn)品，對(duì)空氣污染情況的改善不僅起不到作用，反而可以加劇空氣質(zhì)量的惡化，同時(shí)相關(guān)設(shè)備還會(huì)增加電耗，其大范圍的使用還有待改進(jìn)和研究。工業(yè)上我們還可以采用高溫空氣燃燒技術(shù)以及燃料入爐前進(jìn)行磁化處理等技術(shù)來達(dá)到節(jié)能減耗的目的。
2、工業(yè)爐的余熱回收和利用技術(shù)
工業(yè)爐產(chǎn)生的大量的煙氣會(huì)帶走大量的熱能，這些熱能被稱之為余熱。對(duì)這些余熱的回收與利用，可以在節(jié)約能源的同時(shí)，減少對(duì)大氣的污染。目前我們可以裝配預(yù)熱器，用煙氣助燃。也可以裝配余熱鍋爐來利用煙氣的余熱燒熱水，工業(yè)用或者生活用均可。我們還可以利用煙氣余熱來預(yù)熱早已冷卻的器件或用作低溫爐的熱源。而應(yīng)用范圍最廣也是最有效的是使用換熱器，排放溫度在200℃以下時(shí)，其節(jié)能效果可以達(dá)到30%以上。目前我國應(yīng)用范圍較廣的換熱器有片裝、噴流式、組合式以及旋流管式換熱器等類型，其應(yīng)用后，節(jié)能效益大有提高。
3、熱工制度與檢測(cè)技術(shù)
目前我國工業(yè)爐的能源耗損以及污染嚴(yán)重主要是由于對(duì)燃料和空氣的調(diào)節(jié)和檢測(cè)技術(shù)不到位或者相對(duì)落后造成的。這種狀況對(duì)工業(yè)爐的熱工檢測(cè)與控制技術(shù)提出了更高的要求。先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)和先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)及其相關(guān)部件的精準(zhǔn)控制和調(diào)控，如控制工業(yè)爐的爐溫以及燃料的流量、控制煙道廢氣的含氧量等。
4、爐型結(jié)構(gòu)與筑爐材料的改進(jìn)
為了達(dá)到節(jié)能減排的目的，我們可以對(duì)工業(yè)爐進(jìn)行爐型結(jié)構(gòu)的改進(jìn)或者選擇新型的節(jié)能材料來提高能源的使用效率。一般來講，如果不能增大爐膛空間的話，我們可以選擇增大爐膛與器件之間的熱交換面積，或者采用圓形的爐體，以減少工業(yè)爐外壁的面積從而減少爐壁的散熱損耗。我們還可以在工業(yè)爐的爐膛內(nèi)設(shè)置風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐內(nèi)對(duì)流傳熱功能的加強(qiáng)。工業(yè)爐內(nèi)高速氣流的流轉(zhuǎn)會(huì)破壞工件表面阻礙傳熱來實(shí)現(xiàn)縮短工件的加熱時(shí)間，達(dá)到快速提高工件溫度的目的，此方法應(yīng)用在小型加熱爐上作用將更為明顯。
綠色措施
在工業(yè)爐的綠色發(fā)展之路中．首先需要解決的就是熱能轉(zhuǎn)化吸收問題。目前比較先進(jìn)的措施有以下幾點(diǎn)：
（1）以強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱為核心，優(yōu)化工業(yè)爐整體設(shè)計(jì)。
（2）強(qiáng)化預(yù)熱回收技術(shù)，擴(kuò)大技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。比如：使用自身預(yù)熱燒嘴；蓄熱式燒嘴等提高預(yù)熱溫度，或采用雙預(yù)熱等方式。
（3）采用輕型爐襯材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)。比如熱處理爐爐頂和側(cè)墻的耐火材料都選用纖維模塊及新型納米材料，不僅完全滿足工藝要求，而且也安裝方便．節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)安裝人員的施工時(shí)間。
目前的工業(yè)爐技術(shù)發(fā)展方式已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。從感性設(shè)計(jì)到經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，到經(jīng)驗(yàn)加理論，再到現(xiàn)在的理性設(shè)計(jì)，其實(shí)每一步都是在“綠色之路”的軌道上前行。
參考資料 >