目录目录1工业炉窑简介2一、工业窑炉简述：2二、工业炉窑历史、现状3三、行业发展趋势4四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件44.1 原理 44.2 工业窑炉的参数54.3 工业窑炉的工艺条件6五、工业窑炉节能现状 65.1 热源改造，燃烧系统改造 65.2 窑炉结构改造 75.3 余热回收与利用 105.4 控制系统节能改造 12工业炉窑简介一、工业窑炉简述：窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。按煅 烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。前 者按操作方法可分为连续窑（隧道窑）、半连续窑和间歇窑。按热原可 分为火焰窑和电热窑。按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和 半隔焰窑。按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑（辊道窑）、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。按通道数目可分为单通 道窑、双通道窑和多通道窑。一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或 煤气、天然气。窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等 四部分组成。电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。 其结构较为简单，操作方便。此外，还有多种气氛窑等。在具体行业，窑炉还有更多细分类型，如水泥回转窑、玻璃池窑、 钢铁的高炉和转炉，化工行业的一些设备也可归为窑炉。但通常意义 上的工业窑炉，范围主要指金属和无机材料的煅烧设备。窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推 板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、 钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200 2500C。可用于ZnO压敏电阻器、避雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、 PTC&NTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜 电路、片式电阻、磁性材料、粉末冶金、电子粉体、稀土化工、聚焦 电位器、陶瓷基板、高铝陶瓷及其金属化，触头材料、硬质合金材料、 钨钼材料等的烧成。二、工业炉窑历史、现状作为将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的 热工设备，工业炉窑中国早在商代就已经出现了较为完善的炼铜炉， 其炉温可达1200C。在春秋时期，伴随着提高炉温技术的发展，在 当时出现了铸铁。1794 年，世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。之后，在 1864 年，在西门子（英）的蓄热式炉原理基础之上，马丁（法）建造了第 一台用气体燃料加热的炼钢平炉。通过使空气和煤气在蓄热室所进行 的高温预热，他使炉温达到了炼钢所要求的1600C以上的温度。到 20 世纪20 年代，电能供应逐渐充足，开始使用各种电阻炉、 电弧炉和有芯感应炉在工业上达到了广泛的应用。与此同时机械化和 自动化炉型的出现，在一定程度上提高了炉子生产率并改善了劳动条 件。二十世纪 50 年代，无芯感应炉得到迅速发展。后来又出现了电 子束炉，利用电子束来冲击固态燃料，能强化表面加热和熔化高熔点 的材料。目前，我国约有13 万台工业炉窑，其中主要分布在冶金、建材、 机械和化工等四个部分，约占炉窑总数的85%以上。年总能耗量为全 国总能耗量的 25%，燃料炉与电炉比例相当。燃烧方式较为原始，劳 动强度大，环境污染，重燃耗高，炉子热效率低，自动监测与控制手 段差为我国工业炉窑现阶段主要问题。三、行业发展趋势我国窑炉行业面临着较大的发展压力，针对国家对节能环保力度 的日益重视，发展节能窑炉必将成为行业发展的新趋势。目前，我国窑炉燃料已从烧煤，烧油到现在的烧气，大幅度的降 低能源消耗力度，同时也降低了生产成本，提高了企业产品的市场竞 争力。据了解，国外许多国家早已开展节能窑炉的推广工作，而我国 节能窑炉技术相比于国外的先进技术，还是有着很大的差距，发展新 型节能窑炉必将成为整个行业的发展趋势四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件4.1 原理窑炉工作时物料在回转的炉筒中被间接加热，使被加热的物料在 动态下均匀受热。根据每种物料在干燥、焙烧及活化工艺的要求调整 炉筒转速，即能获得理想的恒温时间，根据温度仪表的指示，调整每 个加热段的温度即能获得理想的加热温度，使产品得到理想怕干燥， 焙烧及活化效果。物料在干燥、焙烧、活化过程中产生的水蒸气及各 种挥发性气体通过排气口和管道排出，其冷凝水及微粒状污物从排污 口排出；而经过干燥、焙烧或活化的物料随着回转的炉筒连续从出料 口流出。4.2 工业窑炉的参数工业窑炉分为很多种，主意的参数如下:项目规格范围项目规格范围炉筒直径 300-2500温度控制精度土2 C -土5 C炉筒长度3000-35000生产效率0.2-100m3d炉筒转速0.15-2r/min控制方式半自动、半自动+微机显示、全自动微机控制加热温度干燥60C-170C培烧、活化200C-750C热效率电加热2 60%其它加热方式2 40%加热方式电加热、火焰加热、煤加 热4.3 工业窑炉的工艺条件工业窑炉的工艺条件有以下几点：1、窑内气氛：氢气或氨分解气体。2、恒温时间：4小时。3、额定温度：1650C。4、出炉温度：W60C。5、装料方式：将工件装于坩埚中，再将坩埚放于推板之上，随 推板移动。6、坩埚外形尺寸：O80X80。7、物料堆积密度：1.0-1.2g/cm3。8、物料烧损率：2%。五、工业窑炉节能现状工业炉的能耗受许多方面因素的影响，但在目前节能主要措施一 般都离不开优化设计、改进设备、回收余热利用、加强检测控制和生 产管理等几个方面。5.1 热源改造，燃烧系统改造在我国，部分工业炉窑所采用技术与世界先机技术相比，存在许 多不足。同时加之更换成本高等方面因素，在很大程度上增加了能源 消耗。因此，科学技改就十分重要。进行节能技术改造，全面地了解工业炉的热工过程，分析、诊断 加热炉的“病情”，找出其“病因”便离不开科学的测试方法。目前 所采用的热工测试方法中，热平衡测试是受到公认的测试方法。通过对工业炉的热工测定，使加热炉的热效率进一步提高，单耗 下降，并获得加热炉运行经济技术性能指标的各项参数，分析加热炉 运行情况，及时调整加热炉工况，使其达到运行的最佳状态，从而找 出节约能源的有效途径和方向。这便是热工测试的主要目标。但是，热工测试方法在使用过程中存在一些问题，例如测试繁杂、 模拟生产稳定工况易失实，这使测试在一定程度上与实际产生了不小 的差距。因此，在测试技术方面在未来的发展中将会成为部分专家、 学者等研究的方向。5.2 窑炉结构改造通过测试后，对炉窑便有了初步了解，也为技术改造提供了改进 的依据。在设计炉窑时，首先应尽量采用符合生产工艺要求的新型节能炉 窑。在实践中通常考虑的通常有炉型、材料、密封、热传递（燃烧） 过程、温度分布等。根据相关资料，主要有以下几种节能措施:（1）采用圆形炉膛替代箱形炉膛，可强化炉膛对工件均匀传热 的效果，减少炉壁散热量，使炉膛形成一个热交换系统，在加热元件， 炉衬和工件 3 者之间进行热交换。通过采用合理的炉膛空间和在不增 大炉膛空间容积的前提下，加大炉内壁面积，以增大热交换面积的方 式提高炉膛热交换从而提高热效率。（2）在炉膛内安设风扇，加强炉内对流传热。特别是小型加热 炉，高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边界底 层，起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用。（3）炉体密封，包括炉膛内各引出构件，炉壳，炉门等处的密 封。炉体密封不严，将会造成到处跑火、漏火，造成能源大量浪费、 设备烧坏、环境恶劣等状况，因此炉体密封直接影响工件品质和能耗， 同时密封也是炉内气氛控制的关键。而耐火纤维制品的出现，为解决 炉体密封创造了条件，实现了软密封。（4）采用耐火浇注料整体浇注的加热炉具有强度高、整体性、 气密性好、寿命长等优点。（5）采用新型炉用材料，优化炉衬结构。炉衬在保证炉子的结 构强度和耐热度的前提下，应尽量提高保温能力和减少储蓄热。单纯 依靠增加炉衬厚度来降低炉外壁温度不仅会增加炉衬储蓄热和成本， 而且相应地减少了炉底面积的有效利用率。选用耐火纤维、岩棉等作 为保温层，用轻质砖作为炉体的内衬，减少炉体的蓄热损失，增强炉 子的隔热保温，减少炉墙的散热损失。（6）在炉围内壁涂高温高辐射涂料，强化炉内的辐射传热，有 助于热能的充分利用，其节能效果为3%5%,是近期较先进的节 能方法。（7）根据不同工况，采用不同烧嘴。例如，调焰烧嘴、平焰烧 嘴、高速喷嘴、自身预热烧嘴、低氧化氮烧嘴以及近来研制成的蓄热 式烧嘴，为适应煤气和柴油的使用提供了多种先进的燃烧器。正确地 使用高效先进燃烧器一般可以节能5以上。平焰烧嘴最适合在加热 炉上使用，高速烧嘴适用于各类热处理炉和加热炉，自身预热烧嘴是 一种把燃烧器、换热器、排烟装置组合为一体的燃烧装置，适用于加 热熔化、热处理等各类工业炉。（8）根据燃料种类，选择性能良好的节能型燃烧装置和与之相 配套的风机、油泵、阀件以及热工检测与自动控制系统，保证良好的 燃烧条件和控制调节功能也是行之有效的节能措施。在燃烧技术方面，常规的节能燃烧技术有：高温空气燃烧技术， 富氧燃烧技术，重油掺水乳化技术、高炉富氧喷粉煤技术、普通炉窑 燃料入炉前的磁化处理技术等。其中应用广泛的有：高温空气燃烧技 术和富氧燃烧技术。高温空气燃烧技术是 90 年代发展起来的一项燃烧技术。高温空 气燃烧技术通过蓄热式烟气回收，可使空气预热温度达烟气温度的 95%，炉温均匀性W5C,其燃烧热效率可高达80%。该技术具有 高效节能、环保、低污染、燃烧稳定性好、燃烧区域大、燃料适应性 广、便于燃烧控制、设备投资降低、炉子寿命延长、操作方便等诸多 优点。但高温空气燃烧还存在诸如各热工参数间和设计结构间的定量 关系，控制系统和调节系统的最优化，燃气质量和蓄热体之间的关系， 蓄热体的寿命和蓄热式加热炉的寿命的提高等一些问题，有待进一步 去探索。采用氧气浓度高于 21%的气体参与燃烧的技术，叫富氧燃烧技 术。富氧燃烧的技术主要是研制适合工业炉窑实用的燃烧器。富氧助 燃技术具有减少炉子排烟的热损失、提高火焰温度、延长炉窑寿命、 提高炉子产量、缩小设备尺寸、清清生产、利于CO2和S02的回收综 合利用和封存等优点。但富氧燃烧含氧量的增加导致温度的急剧升 高，使 NOx 增加，这是严重制约富氧燃烧技术进入更多领域的因素之 一。另外在工业炉窑上设计采用富氧空气助燃时，应该避免炉内温度 场不均匀。5.3 余热回收与利用余热包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产 品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流 体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量 的17%67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%70%，因此，将烟 气中的余热回收利用将会是节约能源的又重点。通常烟气余热利用途 径有：（1）装设预热器，利用烟气预热助燃空气和燃料。（2）装设余热锅炉，产生热水或蒸汽，以供生产或生活用。（3）利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。我国从五十年代开始在工业炉窑上采用预热空气的预热器，其中 主要形式为管式、圆筒辐射式和铸铁块状等形式换热器，但交换效率 较低。八十年代，国内先后研制了喷流式，喷流辐射式，复台式等换 热器，主要解决中低温的余热回收。在1 0 0度以下烟气余热回收中取 得了显着的效果，提高了换热效率。但在高温下仍因换热器的材质所 限，使用寿命低，维修工作量大或固造价昂贵而影响推广使用。21 世纪初国内研制出了陶瓷换热器。其生产工艺与窑具