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鋅鍋加熱爐(化鋅爐)廠家詳解:鋅鍋的熱平衡及供熱要求

发布时间2019/9/12 11:44:24 浏览次数64

熱鍍鋅行業: 要維持鋅鍋的正常工作,就應維持鋅鍋在鋅液溫度相對穩定(±2.5℃)時吸熱與放熱的平衡,如果吸熱量大于放熱量,則鋅鍋溫度會向上波動;反之,如果吸熱量小于放熱量,則鋅液溫度將向下波動。鋅鍋的熱量支出只要有以下幾項。

  1. 加热钢丝     Q1=GFeCFe(T1-T2)

式中  Q1-每小時內鋼絲所吸收的熱量,kcal·h-1

     GFe-镀锌炉钢丝小时产量,kg · h-1

     CFe-鋼絲的比熱容,取0.125kcal·(kg·℃)-1

     T1-鋅液溫度,℃;

     T2-鋼絲入鋅鍋溫度,℃。

  1. 熔化锌锭。钢丝不断地带走锌,使锌液逐渐少,为了维持正常生产,应及时补充锌。熔化锌锭所需热量(近似地认为固体锌与液态锌比热相等)为    Q2=GznCzn(T1-T2)+CznL

式中 Q2-每小時鋅錠熔化所吸收的熱量,kcal·h-1

     Gzn-每小時補充的鋅錠重量,kg;

     Czn-鋅的比熱容,取0.1kcal·(kg·℃)-1

     T1-鋅液溫度,℃;

     T2-鋅錠入鍋前溫度,℃;

  • 鋅錠熔化潛熱,24.09kcal·kg-1
  1. 鋅液表面熱量散失

  鋅液表面熱量散失按其散热方式分为对流散热和辐射散热,分别为       Q3=α(T1-T2)Szn

式中   Q3-鋅液面對流散熱量,kcal/h;

      Szn-鋅液面表面積,㎡;

      T1-鋅液溫度,℃;

      T2-環境溫度,℃;

      α-鋅液表面對流散熱系數,kcal·(㎡·h·℃)-1

       α=2.8(T1-T2)1/4(B/2.6K)1/2

式中   T1-T2—環境溫度之差,℃;

           B—大氣壓強取760mgHg;

           K—用熱力學溫度表示的環境溫度,K。

               Q4=12Szn[Co(T1/100)4-Co(T2/100)4]

式中   Q4-鋅液表面輻射熱量,kcal·h-1

        12-帶有氧化鋅灰的鋅液表面對環境空氣的系統黑度,取0.28;

      Co-黑體輻射系數,取4.96kcal·(㎡·h·k)-1.

  1. 炉墙热量损失。炉墙热量损失也分为对流散热损失和辐射散热损失,分别为     Q5=α(T1-T2)S2

式中  Q5-爐牆面對流散熱損失,kcal·h-1

       T1-爐牆溫度,℃;

       T2-環境溫度,℃;

       S2-爐牆總面積,㎡;

       α-爐牆對流散熱系數。

             

式中   Q6-爐牆輻射散熱損失,kcal/h;

       12-爐牆對環境系數黑度,若爐牆用鋼板包裹,可取0.7;

       Co-黑體輻射系數,取4.96kcal·(㎡·h·k)-1.

向鋅鍋供熱時,還應考慮一下要求。

  1. 供熱能力要略大于鍍鋅鍋爐的熱量支出。如果供熱能力過強,則溫度控制系統工作過于頻繁,會影響該系統長期有效地工作。此外,供熱能力過強,還會使得單位面積在單位時間內所傳遞的熱量(即加熱強度)增大,會縮短鋅鍋的壽命。
  2. 除開爐化鋅的階段以外,在正常生産作業時只向鋅鍋側部供熱,底部停止供熱。這樣可以防止鋅液下部溫度升高而導致鋅液向上流動將底渣帶至上部鋅液。
  3. 供應熱量的分配應當與鋅鍋各部所需熱量匹配。鋅液表面散熱量比其他表面散熱量要大得多,另外鋼絲在鋅鍋表面下約500mm處通過,則此高度所需的熱量最多,所以在向鋅鍋供熱時,熱量主要應從鋅鍋的上部輸入。

  巴布利克認爲鐵鋅鍋側部供熱的熱量合理分布應當如圖5-12所示,即在鋅鍋的上半部分輸入全部熱量的2/3,在它毗鄰的1/4部分輸入全部熱量的1/3,在最下部的1/4部分,不輸入熱量,防止鐵鍋局部過熱。

          

  當采用煤氣或重油加熱鋅鍋時,爲了防止局部過熱,燒嘴噴出的火焰不得直接沖刷鍋壁,爲此,可采取如下措施。

  1. 在鋅鍋外加一鐵板套,其間盛鉛液作爲傳熱介質,可避免鋅鍋局部過熱。
  2. 將帶孔眼的不鏽鋼板,留空地套在鋅鍋外側,火焰灼燒不鏽鋼外套而不直接灼燒新鍋壁。
  3. 采用強迫循環燃氣,使各處溫度均勻。
  4. 采用先進的渦流平焰式燒嘴。這種燒嘴所噴出的火焰長度短、直徑大、能滿足鋅鍋均勻受熱的要求。
  5. 在鋅鍋外壁貼襯一薄層耐火磚。

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