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多烟囱退火炉中的倒吸现象及对其影响

    在实际的工作过程中,工业炉未必都是按照设想的通道进行排烟。为了简化分析,下文把烟囱的数量减少到2根。由于在设计中,烟囱一般按照最大装载量且最高升温速度来设计,并且留有一定余量,所以在约98%的时间段内烟囱对于炉子来说都显得大了。

    由于排烟现象的根本原因在于温度的不均衡,热空气较轻,有向上运动的趋势,通过空气对流使得温度达到平衡。当炉子只有一根烟囱的时候,热空气只有一个通道,炉内不断燃烧的热空气产生压力迫使热空气向上流动,同时这种炉内的正压也阻止了炉外冷空气顺着烟囱沉降的趋势。当炉子具有两根或者更多的烟囱的时候情况就发生了改变。造成排烟现象的根本动力是空气密度不同。比如炉内温度为300℃时,根据热力学定律,炉内热空气密度是炉外常温空气密度的一半。当只有一根烟囱时,之所以冷空气没有发生沉降现象,是因为炉内持续不断地产生热空气,喷涌的压力阻挡了冷空气的下沉。当系统有两根或者两根以上排烟通道的时候,由于烟囱的排烟能力在绝大多数时间都是充分过剩的,热空气上升的过程可以轻松沿着一根烟囱进行。

倒吸现象对退火炉的影响

    倒吸现象会严重影响炉温均匀性。这种炉内大范围的空气流向会干扰整个炉膛内部的温度场的均衡性,使得在烧嘴喷出的气流偏离了与之对应的测温热偶,从而削弱了烧嘴与其测温热偶的温度相关性,无法正常控制温度。位于沉降烟囱下部的几个测温仪示数显示总是比平均温度低500℃-100℃,排烟烟囱附近的温区温度示数总是较高。这种沉降现象给温度控制带来极大的困难,即使持续不断的打开沉降烟囱下部的一些烧嘴,温度仍然相差很大。这种现象违背了设计的初衷,本来分散烟囱是为了分散排烟压力,但是却导致了一冷一热两种烟囱。如此大量的冷空气沉降现象等价于直接往炉内补冷风,浪费了大量的能源,也导致了大的废气排放。如对于大型工件(比如尺寸大于5m,重量大于50t ),当其位于有较大温差的温度场内时,很可能会造成工件内部严重缺陷或者直接开裂。

[来源:原创] [作者:dy-dianlu] [日期:13-08-02] [热度:]

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