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探析井式炉炉壁砌体的优化设计/

    近年来,为降低热处理炉的能量损耗.在热处理炉的设计过程中。采用了许多新型的节能材料。取得了经济效益,但因为炉衬的散热损失和蓄热损失较大〔约占总热损失的.3%一36 9<o)。为进一步减少能耗,降低成本,提高企业经济效益、我们对热处理炉炉衬进行了优化设计。
    在常规的热处理电阻炉设计中,炉墙砌体的尺寸主要是根据所设汁的炉子的功率和沪子的工作温度从经验数据中进行选取,再通过炉墙表面温升的验算加以确定。但是,这种设计方法仅仅适用于工作在稳定传热条件下的热处理炉。
    事实上,处于稳态工作状态下的热处理电阻炉是极少见的,即使是连续式轧钢加热炉在开炉‘停炉、调整炉况时蓄热损失仍有变化,也不能认为是稳态的工作状况,而对于井式炉.常常是工作一个周期后‘炉墙的温度场也没有建立起稳定态.因此,对于炉墙的传热按非稳态进行计算。
   “设计方法”是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一项新技术是根据原理和方法综合各方面的因末,以人机配合方式或“自动探索”方式,在计算机上进行的半自动或自动设计.以选出在现有工程条件下的方案的一种现代设计方法:本文是在有限差分的传热计算公式的基础上进行优化,使炉墙的热损失为小,对于单层结构的炉墙,将采用一维寻优计算;对于双层炉衬结构,选取的化方法是直接法中的坐标轮换法,达到将一个多维的无约束问题,转化为一系列的一维间题来求解的目的。对于双层炉衬结构,先给定耐火层厚度任意一个值〔取小一些〕,优化确定保温层厚度,此过程与单层结构的优化相同,找出总热损失小时的保温层厚度值,再将优化结果固定,反过来优化确定前面给定的耐火层厚度.求出总热损失小时的耐火层厚度值,这样如此反复下去,直到优化结果达到给定的精度,求出的耐火层和保温层的厚度值,亦即求出』急热损失为小时的炉墙尺寸。
    在非稳态传热的基础上对炉墙厚度进行优化设计、可使炉墙厚度尺寸的确定科学化,尤其是对于使用非标准尺寸的材料,优化更为重要劲优化结果表明炉墙尺寸应以炉子在整补工作期间的热损失为目标确定。仅以炉壳表面温升为基准来确定炉墙厚度尺寸不是好的设计原。对于双层护衬的井式加热炉.沪墙材料采用硅酸铝耐火纤维与岩棉时,热损失少.且炉壁厚度电较薄,优化率较高.其次采用氧化铝耐火纤维与岩棉作为炉衬.优化率略低干硅酸铝耐火纤维与岩棉,且热损失较大。

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关键字:井式炉

 
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