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电炉辐射热损失成本知多少

添加时间:2018/03/03
许多资料论述了关于电炉不盖炉盖造成的辐射热损失。不过,另一个辐射热损失的重要区域来自炉壳,如保温炉、反射炉和回转熔炼炉的炉壳。表1给出了炉壳温度与辐射热损失的关系(Btu/ft2/h,注:传热系数,1 Btu/ft2/h=5.67826 W/m2/K)。辐射热损失呈绝对温度的4次方关系增加。当炉壳温度从65.5 ℃上升到93.3 ℃时,热损失几乎增加1倍。表2给出了文献研究新旧炉衬铝合金保温炉使用能量的结果。
表1  辐射热损失和炉壳温度的关系
炉壳温度/℃ 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
辐射热Btu/ft2/h 50 155 285 450 630 865 1 115 1 400 1 740 2 130 2 600 3 125 3 660 4 240 4 850
 
表2  新旧炉衬铝合金保温炉使用的能量
炉衬条件 炉壳温度/℃ 保温能量/(kW·h-1)
新炉衬 54.4 13.2
旧炉衬 71.1 25.0
 
人们常常忘记,这些保温炉是一周7天每天24 h运行的。从而,在炉壳温度130 F(71.1 ℃)运行的炉子比在炉壳温度130 F (54.4 ℃) 运行的熔炼炉,年损失大约多9 000~11 000美元。
另一项研究是关于一台长8英尺(2.4 m),直径20英尺(6.1 m)的有色金属燃气回转炉熔炼炉。通常的操作实践是开始时炉壳温度为400 F(204.4 ℃),当炉壳温度达到900 F(482.2 ℃)时更换炉衬。为了区分二者的差别,表3给出了两种不同炉壳温度时损失的热辐射。
表3 不同炉壳温度时回转熔炼炉的辐射热损失
炉壳温度/F 热损失/(Btu·ft-2·h-1 20英尺长回转炉热损失/(Btu·ft-2·h-1
400 935 470 000
900 5 826 2 930 000
 
热损失是耗费成本的,而且造成更长的熔炼周期。
因此,什么时候更换炉衬是一个重要决定,必须要考虑与炉衬有关总的成本(能耗和产量),而不只是更换炉衬的成本。
所使用的炉衬类型也很重要。咨询炉衬公司关于不同炉衬的使用次数。有各种绝热耐火材料,包括更新的薄炉衬材料可供选择。
一个实例,对一台回转炉增加绝热可浇注炉衬和绝热板要花费2 000美元,但每年可节省8 000美元。
在一台反射炉,炉顶加上额外的可浇注绝热耐火炉衬,上侧顶加上隔板和绝热板,费用5 000美元,但是每年节省14 000美元。
辐射热经常被忽略的是辐射强度。辐射强度是测量表面辐射能量的能力。一个绝对黑体(辐射强度=1.0)从一个热表面几乎辐射大部分能量。一个黑色、脏的、粗糙的表面(辐射强度=0.9)大多数热损失是辐射出去的。一个光滑、发亮的表面,如涂铝粉涂料(辐射强度=0.3)的表面,要辐射少得多的热量。有时候重新粉刷你的炉子可以比增加绝热层更节省成本。
更换炉衬,添加绝热层,甚至涂以铝粉涂料都可以减少热损失。减少辐射热损失可以节约能源,增加熔化速度,甚至使得熔炼区域让每个人感觉更凉快些。
(来源:Modern Casting,刘金城译)

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