工業爐以單位時間單位爐底面積計算的爐子加熱能力稱為爐子生產率。煙氣部分余熱為入爐的冷工件所吸收,降低了離爐煙氣的溫度。蓄熱式加熱爐生產提高爐子熱效率的基本措施是:充分提高燃燒效率,強化對工件的傳熱;盡可能地連續生產和滿負荷工作;設置預熱器,供應蓄熱式加熱爐對空氣及煤氣進行預熱,以回收煙氣余熱;采用比熱容和熱導率低的耐火材料,以減少爐墻蓄熱和散熱損失。
脈沖燃燒控制采用的是一種間斷燃燒的方式,使用脈寬調制技術,通過調節燃燒時間的占空比(通斷比)實現窯爐的溫度控制。燃料流量可通過壓力調整預先設定,燒嘴一旦工作,就處于滿負荷狀態,蓄熱式加熱爐生產保證燒嘴燃燒時的燃氣出口速度不變。當需要升溫時,燒嘴燃燒時間加長,間斷時間減小;需要降溫時,燒嘴燃燒時間減小,間斷時間加長。脈沖燃燒控制的主要優點為傳熱效率高,大大降低能耗。可提高爐內溫度場的均勻性。無需在線調整,即可實現燃燒氣氛的控制。可提高燒嘴的負荷調節比。供應蓄熱式加熱爐系統簡單可靠,造價低。減少NOx的生成。普通燒嘴的調節比一般為1:4左右,當燒嘴在滿負荷工作時,燃氣流速、火焰形狀、熱效率均可達到佳狀態,但當燒嘴流量接近其小流量時,熱負荷小,燃氣流速大大降低,火焰形狀達不到要求,熱效率急劇下降,高速燒嘴工作在滿負荷流量50%以下時,上述各項指標距設計要求就有了較大的差距。
回收利用煙氣帶走的熱量占燃料爐總供熱量的30%~70%,充分回收煙氣余熱是節約能源的主要途徑[8]。供應蓄熱式加熱爐通常煙氣余熱利用途徑有:(1)裝設預熱器,利用煙氣預熱助燃空氣和燃料。(2)裝設余熱鍋爐,產生熱水或蒸汽,以供生產或生活用。(3)利用煙氣作為低溫爐的熱源或用來預熱冷的工件或爐料。回收煙氣余熱的有效和應用廣的是換熱器。我國開發和推廣應用的高效換熱器有片狀換熱器,各種噴流換熱器,蓄熱式加熱爐生產各種插入件管式換熱器,旋流管式換熱器,麻花管式換熱器,各種組合式換熱器,煤氣管狀換熱器和蓄熱式換熱器等。蓄熱式換熱器是今后技術發展趨勢,其余熱利用后的廢氣排放溫度在200℃以下,節能效益可達30%以上。
在實際應用過程中,采用普通的脈寬調制的方法調節燃燒占空比時,當占空比接近0%或100%時,供應蓄熱式加熱爐間斷或燃燒的時間太短,現場的運行效果不理想,于是我們引人了小時間這一概念,將間斷和燃燒的小時間定為3秒,當占空比接近0%或100%時,延長相應的燃燒和間斷時間即可解決這一問題。脈沖燃燒作為一項新技術有著廣闊的應用前景,可廣泛應用于陶瓷、冶金、石化等行業,對提高產品質量、降低燃耗、減少污染將發揮重大作用,蓄熱式加熱爐生產是工業爐行業自動控制的一次革新,將成為未來工業爐燃燒技術的發展方向。中頻感應加熱電爐的實際的生產中占有重要的比例,尤其在圓鋼的鍛前加熱,淬火設備中占有重要的地位。
發展趨勢,燃料結構盡管煤炭在相當階段內仍是我國的主力能源,但其既污染嚴重,又不利實施高溫空氣燃燒技術。蓄熱式加熱爐生產所以用油、氣取代煤等固體燃料,是我國工業爐節能發展的戰略性方向。燃燒技術大力完善和推廣高溫空氣燃燒技術仍是今后工業爐節能發展的方向。在保證高溫、高效火焰的基礎上提高爐膛溫度的技術,使爐膛溫度均勻分布的技術,以及N0x控制技術,供應蓄熱式加熱爐是推動富氧燃燒的核心技術,也是未來的發展方向。同時C02的減排和封存問題將成為重要的研究熱點,余熱回收及充分利用低熱值燃料是工業爐節能發展的重點。