鋼材退火爐輻射熱的回收再利用
2023-08-21引言
山東某軸承配件鋼材加熱過程中，三條退火爐尾部出來的輻射熱在700℃，這些高溫輻射熱目前有兩條通過管殼式余熱鍋爐吸收變成蒸汽，其中一條沒有安裝余熱鍋爐。余熱鍋爐裝置產生飽和蒸汽供酸洗池加熱，由于余熱鍋爐運行時間較長，同時余熱鍋爐采用管殼式結構吸收熱量有一定的局限性，導致蒸汽量不夠酸洗使用，目前購入電廠蒸汽替補酸洗使用。
根據該軸承配件三條退火爐提供運行數據及現場勘測：退火爐排煙溫度取700℃，由于是輻射熱無法計算煙氣量，根據熱量預估計算通過技術措施，增設余熱鍋爐后輻射熱平均溫度為450℃，單條退火爐每小時按產生1噸飽和蒸汽布置輻射換熱面（為保證產氣量在五組基礎上增加到六組換熱面），具體產出蒸汽量根據退火爐實際運行情況而定。一條未改造的退火爐安裝一臺1噸熱管蒸發器可供酸洗線使用，外購蒸汽可作為替補方案。
1、工藝流程
工藝流程如下圖所示。
2、輻射熱熱量分析
2.1單條退火爐設計參數
2.2單條退火爐輻射熱能計算
退火爐進口溫度約700℃，出口溫度平均按450℃計,根據輻射傳熱的基本計算公式，對兩個曲面構成的封閉體系內的相當輻射系數，計算如下：
C=C0÷[(1÷ε1)+(1÷ε2)－1]
=5.675÷[(1÷0.8)+(1÷0.8)－1]
=3.78W/(m2·K4)
其中：C的相當輻射系數；
C0為黑體輻射系數5.675W/(m2·K4)；
ε1和ε2為兩種材料的發射率，工程上一般取0.8；
根據熱輻射計算公式，單位面積輻射換熱量Q為：
Q=C×[(T1/100)4-(T1/100)4]
=3.78×{[(273+450)÷100]4-[(273+150)÷100]4}
=9118.5(W/