热传报告加热炉指导老师：魏庆华老师班级：自控三甲学号.DOC

熱 傳 報 告 加熱爐 指導老師：魏慶華 老師 班級：自控三甲 學號 姓名：林資凱 加熱爐 一、簡介 加熱爐顧名思義是指用來加熱物品的爐子，但依不同的行業，不同的用途又有不同的名稱，例如冶金工業中把金屬加熱到軋製成鍛造溫度，稱工業爐；熱處理用的加熱爐則稱為熱處理爐。 而依作用型式來講，如連續加熱爐─鋼式爐、步進式爐、轉底式爐、分室式爐，而這些加熱爐主要都是用來加熱金屬，鍛造，熱處理等等用途。但以下所講為工業用的大型加熱爐。 二、加熱爐之構造 爐的構造主要分成五部份來講如下： (1)輻射傳熱部份： 此部分為爐中最重要的一部份也是溫度最高的部分，燃燒燃料就是在此部份進行，故輻射傳熱部份又稱燃燒室。所以此部份的材料、品質、強度及機械上的構造，在設計上都需要充份的考慮，而此部份因設計上以輻射傳熱的原理來設計，故可承受全爐溫度的70％～80％的熱量，然而反應、重組及分解也在此進行。所以一個爐好壞就看輻射傳熱部份做的好不好。 (2)對流傳熱部份： 對流傳熱部份通常都設在輻射傳熱部份的上方，由下方輻射傳熱部份，所出來部份餘熱，在此部份被吸收，行成對流現象，在此部份的加熱管為密密排列成管群形式，以加強對流效果，一般在這部份可獲得必要熱負荷之20％～30％之傳熱熱量。在此部份所吸收熱量越多，此爐熱效率越高。 若依爐的型式不同來講，也可將對流傳熱部份設置在地面上，與爐本體用導管連接，其功用不變，此種改變設置方式，目的只是增加其吸收熱量而已。 (3)廢熱回收部份： 廢熱回收部份是指將對流傳熱部份，或無設置對流傳熱部份之加熱爐，出自燃燒室之氣體，將其餘熱回收稱之。 回收方式為空氣預熱法，此方法為預熱燃燒用的空氣，將熱量重返燃燒爐之方法。此方式又分為兩種，如下： (a)在對流傳熱部份上面設置管式預熱器，利用空氣預熱而回收之方法。而管式預熱器適於低溫廢熱回收，被腐蝕性高，不適於高效率作業。 (b)設置在地上的蓄熱式空氣預熱器回收廢熱之方法。而蓄熱式空氣預熱器為一部獨立之機器，與爐體以導管方式連接，此種方式適用於大量回收廢熱及需高效率之作業過程。 (4)燃燒設備： 燃燒設備為熱的發生裝置，燃燒燃料，來產生所需之熱能，而在設置時需注意火焰與加熱管之距離，及為了流體均勻傳熱，燃燒器與燃燒器之間的間隔，需有適當的距離，以及火焰不觸及加熱管，而能將燃料完全燃燒，又能產生高熱量之位置。而燃燒設備裡所設置的燃燒器又有多種型式，例如：氣體燃燒器、油料燃燒器、油氣混合燃燒器。 我們以油氣混合燃燒器為例，為同一個裝置內同時裝有體燃燒器、油料燃燒器，為使用最多的燃燒器，可單燒油料或氣體，也可兩者一起使用 (5)通風設備： 通風設備功用為導入燃燒用空氣預熱，然後送至燃燒器幫助燃燒，或是排出燃燒後之廢氣等功用。方法有二種如：(a)自然通風、(b)強迫通風。 (a)自然通風：利用煙囪之自然暢通之通風力，不使用機械能之通風方法，一般都建在爐的上方與爐連接，但煙囪之高度要能勝過爐內之壓力損失，能使癈氣充分暢通即可。 (b)強迫通風：利用機械能強制通風之方法，但設計上過於複雜，且爐內壓力損失會過大，一般常用抽氣式鼓風機抽出廢氣使其通風。 以上為加熱爐的基本構造，但依用途，及加熱方式，會額外有一些附加配件。 加熱爐之構造圖 三、利用輻射傳熱與對流傳熱設計之加熱爐 上述以把加熱爐的基本構造，大致介紹過了，以下為例用輻射傳熱與對流傳熱所設計的加熱爐，有很多種如下： 輻射對流整體型爐：其流體在出口 處與進口處之溫度差距不太大時操 作運轉最為適當，又能調節至某程 度之高熱效率，為了提高爐中的熱 吸收效率，都會在爐內裝置反射火 口丘以及增熱器等。 輻射對流分離型垂直管式型加熱爐： 為進出口溫度差比較大時使用，比整 體型加熱爐能獲得較高熱效率，可是 逐漸被對流部分水平管式爐取代。 輻射對流分離型對流部分水平管式爐： 此型爐可建造相當大型爐，為了增加熱 效率附有固定架及魚鰭型之附管，如此 就可增加其熱效率，又因不使用整體型所 用反射火口丘錐體或管狀等缺點發生的 原因，此種爐因大型化，在構造上，經 濟上都是一大問題。 四、問題與討論 (1)加熱爐之構造的哪一部份成為燃燒室？ Ans：輻射傳熱部份。 (2)燃燒器與燃燒器之間的為何需要間隔？ Ans：因需注意火焰與加熱管之距離，及為了能讓流體均勻傳熱。 (3)針對加熱爐廢熱回收有哪種方法呢? Ans：(a)在對流傳熱部份上面設置管式預熱器 (b)設置在地上的蓄熱式空氣預熱器 五、參考資料 加熱爐 李昭仁 博士 等編譯 高麗圖書有限公司 /view/551960.html#3 /view/551960.htm