炉温均匀性影响因素的研究及改进

作     者：曹巍 

作者单位：南京师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄凤良

授予年度：2015年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：炉温均匀性 影响因素 结构 温升速率 FLUENT 温度场 测点 

摘      要：工业炉是广泛应用于工业生产中的热加工设备,其炉温均匀性直接关系到产品的质量,是保证产品使用性能的关键环节,并间接地对环境、生产成本、公司的竞争力产生深远的影响。因此,工业炉炉温均匀性的研究受到越来越多的重视。本课题首先从炉体结构和电气控制系统两大方面分析了影响工业炉炉温均匀性的因素并对其中一些影响因素提出了改进意见。加热元件、炉衬结构、循环风机、测量系统、控制参数、加热源工作方式的选择、炉压、测点的选择及补偿等都会影响炉温均匀性,对不同工业炉而言,影响因素有所不同。所以,在实际炉温测试中应根据每台工业炉的具体情况分析其主要影响因素,然后采取措施进行调整改进,以求达到满意的炉温控制效果。然后以丹阳市恒泰电炉有限公司研发的脱硝催化剂烘干炉为具体研究对象进行了实验研究,通过对实验数据的分析,着重研究了脱硝催化剂烘干炉结构对炉温均匀性的影响。通过计算得出了丹阳市恒泰电炉有限公司研发的脱硝催化剂烘干炉的温升速率不能满足技术指标要求的结论,对烘干炉能量供给和燃烧室结构进行了分析,确定了燃烧室结构存在问题,需要改进。改进燃烧室结构后,再次进行了实验和计算,得知温升速率能够满足技术指标要求,炉温均匀性得到了了保证。最后建立了结构改进后的脱硝催化剂烘干炉烘干室的数学模型,并基于CFD理论和FLUENT软件,对烘干室建立了物理模型并对其进行了网格划分,对烘干室仿真模型进行了参数和求解器设置后进行了仿真计算。由仿真结果可知,保温半个小时后能够达到炉温均匀性技术指标要求。对仿真模型中测点处的温度进行了监测,着重分析了测点布置对表征炉温均匀性的影响,找出了更能反映催化剂温度变化的测温点。