1工業(yè)爐窯新技術(shù)

2第1章工業(yè)爐窯新工藝新技術(shù)概述

1.1能源問題所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的自然資源。自然資源包括煤、石油、天然氣、太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、核能等。為了便于運(yùn)輸和使用，上述資源經(jīng)加工可得到一些更符合使用要求的能量來源，如煤氣、電力、焦炭、蒸汽、沼氣、氫能等。

3能源的分類：由于可被人類利用的能源多種多樣，因此有以下六種不同的分類方法：（1）按地球上的能量來源分；（2）按被利用的程度分；（3）按獲得的方法分；（4）按能否再生分；（5）按能源本身的性質(zhì)分；（6）按對(duì)環(huán)境的污染情況分。

4按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地?zé)崮艿?；來自于地球外天體，如宇宙射線及太陽能，以及由太陽引起的水能、風(fēng)能、波浪能、海洋溫差能、生物質(zhì)能、光合作用等；來自于地球和其他星體的相互作用，如潮汐能。

5按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水能等；新能源，如太陽能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等，另外還有核能。2023/7/276按獲得的方法分一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能等；二次能源，即由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換而來的能源，如電、蒸汽、焦炭、煤氣、氫等，它們使用方便，是高品質(zhì)的能源。2023/7/277按能源能否再生分可再生能源，即不會(huì)隨其本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來越少的能源，如水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能等；非再生能源，它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。2023/7/278按能源本身的性質(zhì)分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣、地?zé)?、氫等，它們可以直接?chǔ)存；過程性能源（非燃料能源），如風(fēng)能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆發(fā)、雷電、電磁能和一般熱能等，它們無法直接儲(chǔ)存。2023/7/279按對(duì)環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對(duì)環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；非清潔能源，即對(duì)環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。2023/7/2710世界能源問題世界性的能源問題主要反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危機(jī)。世界能源面臨的另一問題是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法規(guī)也越來越嚴(yán)格。2023/7/2711我國(guó)能源問題人均能源資源相對(duì)不足，資源質(zhì)量較差，探明程度低；能源生產(chǎn)消費(fèi)以煤為主；能源工業(yè)技術(shù)水平低下，勞動(dòng)生產(chǎn)率較低；能源資源分布不均，交通運(yùn)力不足，制約了能源工業(yè)發(fā)展；2023/7/2712能源供需形勢(shì)依然緊張；能耗水平高，能源利用率低下；農(nóng)村能源問題日趨突出，影響越來越大；能源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；2023/7/2713能源開發(fā)逐步西移，開發(fā)難度和費(fèi)用增加；從能源安全角度考慮，面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)；能源建設(shè)周期長(zhǎng)，投資超預(yù)算；能源價(jià)格未能反映其經(jīng)濟(jì)成本和能源資源的稀缺性。2023/7/2714中國(guó)能源發(fā)展突出表現(xiàn)為三大結(jié)構(gòu)性問題①能源供需品種結(jié)構(gòu)問題②能源的地區(qū)性結(jié)構(gòu)問題③結(jié)構(gòu)性污染問題從未來的發(fā)展看，今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能源消費(fèi)還將持續(xù)增長(zhǎng)。中國(guó)的能源消費(fèi)在本世紀(jì)上半葉將至少達(dá)到30億噸煤當(dāng)量，而其中大部分需要通過增加煤炭產(chǎn)量來解決，這會(huì)使上述結(jié)構(gòu)性矛盾更加尖銳，環(huán)境壓力越來越大。2023/7/2715解決我國(guó)能源問題應(yīng)采取的措施努力改善能源結(jié)構(gòu)提高能源利用率；加速實(shí)施潔凈煤技術(shù)；合理利用石油和天然氣；加快電力發(fā)展速度；2023/7/2716積極開發(fā)利用新能源；建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面；改善城市民用能源結(jié)構(gòu)，提高居民生活質(zhì)量；重視能源的環(huán)境保護(hù)。2023/7/2717世界能源發(fā)展的若干趨勢(shì)①廉價(jià)石油的時(shí)代行將結(jié)束②天然氣地位不斷上升③核電工業(yè)失去生機(jī)④煤炭仍在電力等行業(yè)中扮演重要角色⑤為后石油時(shí)代尋找可持續(xù)能源及相應(yīng)技術(shù)在一個(gè)日益開放的國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境里，為保證不斷增長(zhǎng)的能源消費(fèi)需求，中國(guó)必須認(rèn)真考慮世界能源發(fā)展的基本趨勢(shì)，制定符合基本國(guó)情的長(zhǎng)期能源發(fā)展戰(zhàn)略，充分利用國(guó)內(nèi)國(guó)外兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源、兩種技術(shù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。2023/7/2718能源替代戰(zhàn)略：電力先行電力行業(yè)的能源結(jié)構(gòu)性調(diào)整在技術(shù)選擇上，

短期內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)把天然氣發(fā)電作為提供新增電力的主要能源來源，部分替代煤電，同時(shí)加強(qiáng)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和潔凈煤技術(shù)、再生能源和氫能源技術(shù)的研究、開發(fā)與示范；

中期在繼續(xù)發(fā)展天然氣發(fā)電的同時(shí)，利用整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)和其他潔凈煤技術(shù)改建和新建燃煤電廠，擴(kuò)大使用可再生能源發(fā)電技術(shù)；

遠(yuǎn)期考慮向氫能源技術(shù)過渡，它將為調(diào)整我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)提供新的契機(jī)。2023/7/2719推動(dòng)天然氣的開發(fā)和使用同世界能源發(fā)展趨勢(shì)一樣，天然氣、燃料電池、風(fēng)能、生物質(zhì)能、光電能源及其他可再生能源在推動(dòng)中國(guó)未來增長(zhǎng)中也能扮演更為重要的角色。①增加天然氣使用的驅(qū)動(dòng)因素②天然氣供應(yīng)與來源多樣化煤層甲烷進(jìn)口液化天然氣國(guó)際管道天然氣貿(mào)易2023/7/2720新能源的開發(fā)與利用1.風(fēng)能太陽光從上而下照射大氣層，使之升溫。又由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，地面附近各處受熱不均，大氣溫差發(fā)生變化，引起空氣流動(dòng)?？諝庠谒椒较蛏系牧鲃?dòng)就形成了風(fēng)。2023/7/2721風(fēng)能資源由于風(fēng)有一定的質(zhì)量和速度，并且有一定溫度，因此它具有能量。太陽輻射到地球的光能大約有2％轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能。盡管如此，風(fēng)能的數(shù)量依然很大。它相當(dāng)于全球目前每年耗煤能量的1000倍以上。2023/7/27222023/7/2723中國(guó)是季風(fēng)盛行的國(guó)家，風(fēng)能資源量大面廣。風(fēng)能理論總儲(chǔ)量約為16×1011W，可利用的風(fēng)能資源約2.5×1011W。據(jù)氣象部門多年觀測(cè)資料，中國(guó)風(fēng)能資源較好的地區(qū)為東部沿海及一些島嶼；內(nèi)陸沿東北、內(nèi)蒙古、甘肅至新疆一帶，風(fēng)能資源也較豐富。平均風(fēng)能密度150～300W/m2，一年中有效風(fēng)速超過3m/s的時(shí)間為4000～8000小時(shí)。2023/7/2724風(fēng)能利用風(fēng)能利用歷史悠久，我國(guó)是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一。風(fēng)能是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、致冷和致熱等。2023/7/2725風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電通常有三種運(yùn)行方式：一是獨(dú)立運(yùn)行方式，它用蓄電池蓄能，以保證無風(fēng)時(shí)的用電；二是風(fēng)力發(fā)電與其他發(fā)電方式相結(jié)合；三是風(fēng)力發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行。2023/7/2726近十年來，全球的風(fēng)電發(fā)展迅速，自1995年以來，世界風(fēng)能發(fā)電以48.7％的速率增長(zhǎng)，即幾乎增加近5倍。去年年底全球裝機(jī)容量為13932

MW(5個(gè)半核電廠)，自20世紀(jì)90年代以來，全球風(fēng)電的增長(zhǎng)，每年為40％(和行動(dòng)電話的成長(zhǎng)可比美)，僅德國(guó)去年一年就裝了1568MW(半個(gè)核電廠)，超過了其他傳統(tǒng)的發(fā)電總合。2023/7/2727風(fēng)機(jī)和風(fēng)場(chǎng)2023/7/2728風(fēng)力泵水風(fēng)力泵水從古至今一直得到較普遍的應(yīng)用?，F(xiàn)代風(fēng)力泵水機(jī)根據(jù)用途可以分為兩類：一類是高揚(yáng)程小流量的風(fēng)力泵水機(jī)，它與活塞泵相配提取深井地下水，主要用于草原、牧區(qū)，為人畜提供飲水；另一類是低揚(yáng)程大流量的風(fēng)力泵水機(jī)，它與螺旋泵相配，提取河水、湖水或海水，主要用于農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖或制鹽。2023/7/27292.太陽能太陽是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無盡的能源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量（約為3.75×l026W）的22億分之一，但已高達(dá)1.73×1017W，換句話說，太陽每秒鐘輻射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽；地球上的化石燃料從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能。2023/7/2730太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染。但太陽能也有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：一是能流密度低；二是其強(qiáng)度受各種因素的影響不能維持常量。這兩大缺點(diǎn)大大限制了太陽能的有效利用。2023/7/2731太陽能利用人類對(duì)太陽能的利用已有悠久歷史。太陽能利用主要包括太陽能熱利用和太陽能光利用。太陽能熱利用應(yīng)用很廣，如太陽能熱水、供暖和制冷；太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材；太陽能淡化海水；太陽能熱動(dòng)力發(fā)電等。太陽能光利用主要是太陽能光伏發(fā)電和太陽能制氫。2023/7/2732太陽能集熱器太陽能集熱器是把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能的設(shè)備，它是太陽能熱利用中的關(guān)鍵設(shè)備。太陽能集熱器按是否聚光這一主要特征可以分為非聚光和聚光兩大類。平板集熱器是非聚光類集熱器中最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣的集熱器。它吸收太陽輻射的面積與采集太陽輻射的面積相等，能利用太陽的直射和漫射輻射。2023/7/2733為了更有效地利用太陽能必須提高入射陽光的能量密度，使之聚焦在較小的集熱面上，以獲得較高的集熱溫度，并減少散熱損失，這就是聚光集熱器的特點(diǎn)。聚光集熱器通常由三部分組成：聚光器、吸收器和跟蹤系統(tǒng)。其工作原理是：自然陽光經(jīng)聚光器聚焦到吸收器上，并加熱吸收器內(nèi)流動(dòng)的集熱介質(zhì)；跟蹤系統(tǒng)則根據(jù)太陽的方位隨時(shí)調(diào)節(jié)聚光器的位置，以保證聚光器的開口面與人射太陽輻射總是互相垂直的。2023/7/2734太陽能熱利用2023/7/2735太陽能熱水器太陽熱水器于20年代流行于美國(guó)的西南部地區(qū)。隨著石油和電力價(jià)格的上升，更有效率的「太陽能熱水器」和「太陽能熱暖器」亦隨之產(chǎn)生。20世紀(jì)70年代在澳大利亞、日本、以色列和前蘇聯(lián)就已普遍地使用。在美國(guó)北部，每平方公尺的太陽能熱接收器，每6個(gè)月可節(jié)省30.5公升的熱氣用的汽油，或是215kW?h的電力。2023/7/2736太陽能集熱器工作原理圖2023/7/2737太陽能采暖太陽能采暖可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩大類。主動(dòng)式是利用太陽能集熱器和相應(yīng)的蓄熱裝置作為熱源來代替常規(guī)熱水（或熱風(fēng)）采暖系統(tǒng)中的鍋爐。而被動(dòng)式則是依靠建筑物結(jié)構(gòu)本身充分利用太陽能來達(dá)到采暖的目的，因此它又稱為被動(dòng)式太陽房。2023/7/2738太陽房工作原理示意圖2023/7/2739太陽能干燥近年來世界各國(guó)對(duì)太陽能干燥進(jìn)行了許多研究。太陽能干燥不但可以節(jié)約燃料，縮短干燥時(shí)間，而且由于采用專門的干燥室，因此干凈衛(wèi)生，必要時(shí)還可采用殺蟲滅菌措施，既可提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可延長(zhǎng)產(chǎn)品貯存時(shí)間。太陽能干燥器按干燥器（或干燥室）獲得能量的方式可分為：集熱器型干燥器，溫室型干燥器，集熱器－溫室型干燥器。2023/7/2740太陽能海水淡化地球上的水資源中，含鹽的海水占了97%，隨著人口增加，大工業(yè)發(fā)展，使得城市用水日趨緊張。為了解決日益嚴(yán)重的缺水問題，海水淡化越來越受重視。世界上第一座太陽能海水蒸餾器是由瑞典工程師威爾遜設(shè)計(jì)、1872年在北智利建立的，面積為44504m2，日產(chǎn)淡水17.7噸。這座太陽能蒸餾海水淡化裝置一直工作到1910年。2023/7/2741太陽能海水淡化裝置中最簡(jiǎn)單的是池式太陽能蒸餾器。還有另一類多效太陽能蒸餾器。它是一種間接太陽能蒸餾器，主要由吸收太陽能的集熱器和海水蒸發(fā)器組成，并利用集熱器中的熱水將蒸發(fā)器中的海水加熱蒸發(fā)。在干旱的沙漠地帶，將咸水淡化和太陽能溫室結(jié)合起來非常有前途。2023/7/2742太陽能熱動(dòng)力發(fā)電太陽能熱動(dòng)力發(fā)電一直是太陽能熱利用的主要研究方向，根據(jù)太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)中所采用的集熱器的型式不同，該系統(tǒng)可以分為分散型和集中型兩大類。分散型發(fā)電系統(tǒng)是將拋物面聚光器配置成很多組，然后把這些集熱器串聯(lián)和并聯(lián)起來，以滿足所需的供熱溫度。集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面鏡、跟蹤機(jī)構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對(duì)準(zhǔn)太陽，把入射光反射到位于場(chǎng)地中心附近的高塔頂端的接受器上。2023/7/2743太陽能熱動(dòng)力發(fā)電2023/7/2744為了降低塔式太陽能熱動(dòng)力系統(tǒng)的投資，發(fā)展了一種太陽坑發(fā)電技術(shù)。它是在地面挖一個(gè)球形大坑，坑壁貼上許多小反射鏡，使大坑成一個(gè)巨大的凹面半球鏡，它將太陽能聚焦到接受器，以獲得高溫蒸汽。試驗(yàn)證實(shí)太陽坑發(fā)電的方案是可行的。由于其技術(shù)簡(jiǎn)單，成本低，有巨大的市場(chǎng)潛力。2023/7/2745另一種有前途的太陽能熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)是太陽能煙囪發(fā)電。它是在一大片圓形土地上蓋滿玻璃，圓中心建一高大的煙囪，煙囪底部裝有風(fēng)力透平機(jī)。透明玻璃蓋板下被太陽加熱的空氣通過煙囪被抽走，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力透平機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電裝置簡(jiǎn)單可靠，在西班牙已建有一座容量為50kW的試驗(yàn)電站。顯然這種發(fā)電方式非常適合于我國(guó)廣大的西部地區(qū)。2023/7/27461.2工業(yè)鍋爐和爐窯節(jié)能工業(yè)爐和工業(yè)窯通稱工業(yè)爐窯，主要是指那些利用燃燒反應(yīng)進(jìn)行熱利用的裝置。爐多用于冶金和機(jī)械系統(tǒng)；窯則多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。在工業(yè)爐窯的能源結(jié)構(gòu)中，主要以燒煤為主，在冶金工業(yè)中約占70﹪，其次是電力，另有一部分爐窯以油、天然氣為燃料。對(duì)燃油、燃?xì)獾臓t窯而言，其燃燒效率較高；而對(duì)燃煤爐窯而言，其燃燒效率較低，且燃燒穩(wěn)定性較差，不易使氣氛與溫度穩(wěn)定。2023/7/2747煤的燃燒煤顆粒>加熱干燥>著火>可燃物(揮發(fā)分和焦炭)燃燒>灰渣油和氣的燃燒

油的霧化→加熱與蒸發(fā)→熱解和裂化→油霧與空氣的混合→著火燃燒熱利用特點(diǎn)

工業(yè)窯爐既是燃燒設(shè)備又是傳熱設(shè)備，燃燒和傳熱對(duì)熱利用起至關(guān)重要的作用2023/7/2748工業(yè)爐窯熱損失：①排煙熱損失②氣體不完全燃燒熱損失③固體不完全燃燒熱損失④爐體熱損失⑤灰渣物理熱損失⑥工藝熱損失2023/7/2749工業(yè)爐窯在滿足工藝要求的前提下要盡可能的提高效率，減少損失。合理的安排工藝合理的組織燃燒爐窯的改進(jìn)工業(yè)余熱的回收利用優(yōu)化運(yùn)行和自動(dòng)化控制2023/7/2750工業(yè)爐窯是各類企業(yè)尤其是冶金、壓力加工、材料及動(dòng)力專業(yè)領(lǐng)域的重要設(shè)備之一，爐子的選擇、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)的好壞，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性起著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)爐窯領(lǐng)域出現(xiàn)了較多的新興技術(shù)。這些新興技術(shù)的采用大大的提高了爐子的實(shí)用性能，并起到了節(jié)約燃料降低污染的作用。掌握常用工業(yè)爐窯的新技術(shù)基本理論、性能、設(shè)計(jì)選型和運(yùn)行維護(hù)等方面的知識(shí)，為今后工作打下必要的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)。2023/7/2751第2章新技術(shù)、新材料在工業(yè)爐窯節(jié)能上的應(yīng)用

2.1局部增氧助燃技術(shù)在工業(yè)鍋爐和爐窯節(jié)能中的應(yīng)用局部增氧助燃技術(shù)是局部增氧技術(shù)和助燃技術(shù)兩者的有機(jī)結(jié)合。相對(duì)于整體增氧而言，氧多了有時(shí)會(huì)起副作用，關(guān)鍵在于富氧要加到最需要的地方2023/7/2752

富氧噴嘴的設(shè)計(jì)原則是使富氧加在最需氧的地方。如玻璃窯，在玻璃液面上部需要高溫，所以富氧噴嘴一般放在油嘴或氣嘴的下部，當(dāng)然噴嘴的位置（上、下、左、右、前、后）、形狀（圓形、環(huán)形、扁形）及擴(kuò)散角等需根據(jù)有關(guān)參數(shù)來定。油氣混燒鍋爐富氧噴嘴的相對(duì)位置示意圖2023/7/2753局部增氧助燃技術(shù)利于節(jié)能和根治污染的機(jī)理提高火焰溫度因氮?dú)饬繙p少，空氣量及煙氣量均顯著減少，故火焰溫度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高，但富氧濃度不宜過高，一般濃度在26%-31%時(shí)為最佳，因濃度再高時(shí)，火焰溫度增加較少，而制氧投資費(fèi)用猛增，綜合效益反而下降。2023/7/2754加快燃燒速度，促進(jìn)燃燒完全和根治污染燃料在空氣中和在純氧中的燃燒速度相差很大。富氧助燃，不僅能使火焰變短，提高燃燒強(qiáng)度，加快燃燒速度，獲得較好的熱傳導(dǎo)，同時(shí)由于溫度提高了，將促使燃燒反應(yīng)完全，從根本上消除污染。降低燃料的燃點(diǎn)燃料的燃點(diǎn)不是一個(gè)常數(shù)，它與燃燒狀況、受熱速度、環(huán)境溫度等有關(guān)，如CO在空氣中為609℃，在純氧中僅388℃，所以用富氧助燃能降低燃料燃點(diǎn)，提高火焰強(qiáng)度，增加釋放的熱量。2023/7/2755減少煙氣量用普通空氣助燃，占空氣總量約80%的氮?dú)獠坏粎⒂谥?，還要帶走大量的熱量。如用富氧助燃，氮?dú)饬恳獪p少，故燃燒后的煙氣量亦減少，一般氧濃度每增加1%，煙氣量約下降2%-4.5%。增加熱量利用率富氧助燃，熱量利用率會(huì)有所提高，如用普通空氣助燃，當(dāng)爐膛溫度為1300℃時(shí)，其熱量利用率為42%，而用26%的富氧空氣助燃時(shí)，熱量利用率為56%，增加33%，而且富氧濃度越大，加熱溫度越高，所增加的比例就越明顯，因此節(jié)能效果就越好。降低空氣過剩系數(shù)用富氧代替空氣助燃，可降低空氣過剩系數(shù)，燃料消耗相應(yīng)減少，從而節(jié)約能源。2023/7/27562.2模糊控制技術(shù)在節(jié)能降耗方面的應(yīng)用模糊控制技術(shù)是當(dāng)今世界上高科技成果，它將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、模糊邏輯相結(jié)合，使控制對(duì)象在復(fù)雜環(huán)境中得到最優(yōu)化控制。模糊控制有別于常規(guī)控制的優(yōu)點(diǎn)，在于它允許對(duì)過程對(duì)象描述的模糊性，事實(shí)上是模擬了人腦對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)方式和控制方法，這樣它可以很方便地利用專家和熟練工人成熟的經(jīng)驗(yàn)和方法進(jìn)行控制，便于解決控制對(duì)象的非線性、大滯后、時(shí)變、耦合等難于控制的因素，從而達(dá)到對(duì)復(fù)雜生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)這些生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗、提高質(zhì)量的目的。2023/7/2757加熱爐的模糊控制加熱爐控制的主要內(nèi)容是燃燒控制，取爐溫、爐溫變化率、燃料壓力、空氣壓力、爐膛壓力等參考變量作為輸入，針對(duì)燃料波動(dòng)頻繁的情況，先取空氣流量作為主控量，根據(jù)爐溫度和配比的自動(dòng)控制。此外，通過模糊控制將加熱爐的熱工狀態(tài)、原料品種、加熱工藝和生產(chǎn)節(jié)奏結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)更高層次上的節(jié)能型自動(dòng)控制，為企業(yè)帶來現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。2023/7/2758采用模糊控制的加熱爐可實(shí)現(xiàn)如下主要功能：自動(dòng)跟蹤燃料波動(dòng)，采用尋優(yōu)方式調(diào)節(jié)空燃配比（即空氣與煤氣比例），達(dá)到節(jié)能燃燒自動(dòng)控制。跟蹤軋制節(jié)奏和加熱負(fù)荷的變化，自動(dòng)調(diào)整加熱爐爐溫設(shè)定值，在爐值變化保持平穩(wěn)，鋼坯溫度滿足軋制要求的前提下，達(dá)到較低的平均加熱工序能耗水平。根據(jù)不同的加熱工序要求和不同的設(shè)備條件以及不同的生產(chǎn)目標(biāo)，系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的模糊制模塊，實(shí)現(xiàn)多工況、多工作點(diǎn)的節(jié)能型加熱過程自動(dòng)控制。2023/7/27592.3工業(yè)爐用燃燒裝置燃料燃燒過程必須滿足爐子的工藝要求，如爐溫、火焰形狀，爐子氣氛等，燒氣體燃料和液體燃料較易達(dá)到這些要求。正確地使用高效先進(jìn)的燃燒裝置可取得爐子節(jié)能5%左右的經(jīng)濟(jì)效益

60年代以前，我國(guó)工業(yè)爐所用的煤氣燃燒器主要有高壓噴射式、低壓渦流式和套管式3種。70年代以后，隨著節(jié)能工作的深入開展，國(guó)內(nèi)陸續(xù)開發(fā)和引進(jìn)了一些新型煤氣燒嘴，如平焰燒嘴、自身預(yù)熱燒嘴，高速燒嘴、火焰可調(diào)燒嘴等，取得了良好的節(jié)能效果。2023/7/2760工業(yè)爐用燃燒裝置氣體燃料裝置液體燃料裝置燃煤裝置1.高壓噴射式燒嘴2.低壓渦流式燒嘴3.套管式燒嘴4.高速燒嘴5.平焰燒嘴……1.低壓噴嘴2.高壓噴嘴3.油氣兩用噴嘴1.塊煤燃燒裝置2.粉煤燃燒裝置3.水煤漿燃燒裝置2023/7/2761冷風(fēng)噴射式燒嘴熱風(fēng)噴射式燒嘴2023/7/27622.4.節(jié)約和替代燃料油技術(shù)機(jī)械行業(yè)包括原機(jī)械工業(yè)部所屬企業(yè)及兵器、航空、船舶、鐵道、電子等部門相關(guān)企業(yè)，通常稱為“大機(jī)械行業(yè)”。2023/7/2763在節(jié)油的措施上以開發(fā)推廣通用性技術(shù)為主，實(shí)施整體改造方式，在提高整體裝備水平的基礎(chǔ)上，力求取得最佳節(jié)能效果。先進(jìn)燃燒裝置高速燒嘴；全自動(dòng)燃燒器；高壓氣泡霧化燒嘴輕質(zhì)耐火材料和保溫材料工業(yè)爐的蓄熱和爐墻散熱一般占爐子總能耗的20﹪-45﹪。選用耐高溫，密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低的新型耐火隔熱材料做爐襯，可以減少爐體的蓄熱和散熱，降低熱損失，提高爐子熱效率，從而節(jié)約能源。2023/7/2764余熱回收利用工業(yè)爐窯的余熱回收主要利用換熱器回收排煙廢熱來預(yù)熱油燃燒時(shí)需要的空氣。預(yù)熱后的助燃空氣可以改善油的霧化，燃燒狀況、提高燃燒溫度、加快爐子和工件升溫速度并帶入物理熱，達(dá)到省油的目的。工業(yè)爐窯排煙熱損失根據(jù)排煙溫度的不同，其占爐子總能耗的30﹪-70﹪。排煙溫度越高、損失越大，它是工業(yè)爐窯熱損失最大項(xiàng)，回收煙氣余熱有著廣泛的前景，當(dāng)利用煙氣余熱預(yù)熱助燃空氣時(shí)，助燃空氣每升高100℃，可以節(jié)省燃料5﹪。2023/7/2765替代燃料油做燃料

替代燃料油的方法主要是以天然氣、煤制氣、工業(yè)型煤代替燃料油做燃料。用天然氣替代燃料油天然氣是一種熱值高，清潔的優(yōu)質(zhì)氣體燃料，它具有比油的燃燒性能還要好的一種替代燃料。其加熱性能和質(zhì)量會(huì)優(yōu)于燃料油，綜合運(yùn)行成本低于燃料油。。天然氣不存在象重油的儲(chǔ)運(yùn)、加熱、清掃等輔助運(yùn)行成本，雖然多數(shù)地區(qū)天然氣直接價(jià)位高于重油，但實(shí)際總的運(yùn)行成本天然氣與油比較并不高。主要問題是配套費(fèi)用高。2023/7/2766用煤制氣替代燃料油煤的氣化技術(shù)是潔凈煤燃燒的核心技術(shù)。煤的氣化方法很多，按煤的反應(yīng)床的特性分為氣流床氣化方法，流化床氣化方法，固定床氣化方法。目前國(guó)外應(yīng)用以氣流床氣化方法最多。由于熱煤氣熱值低，煤氣壓力低，煤氣質(zhì)量差，它適用于中、小型，自動(dòng)控制要求不高的工業(yè)爐窯替代燃料油。2023/7/27672023/7/2768用工業(yè)型煤替代燃料油工業(yè)型煤是以工業(yè)煤球?yàn)橹?，工業(yè)煤球要求具有較好的強(qiáng)度，在運(yùn)輸和燃燒過程中能夠保證不破碎。在型煤制造過程中可添加一定比例的固硫劑，可以減少二氧化硫的污染型煤適用于中小型鍋爐和低溫工業(yè)爐窯替代燃料油，同時(shí)也可對(duì)燃燒散煤進(jìn)行環(huán)保治理。2023/7/27692.5耐火纖維

耐火纖維又稱陶瓷纖維，是由焦寶石或礬土為原料，在2000℃電弧爐熔化后以細(xì)股流出，用壓縮空氣或蒸汽吹成散狀纖維，即耐火纖維原棉，原棉中含有凝固液滴，稱為渣球。含量一般達(dá)20﹪-40﹪，除去渣球，加入0.3﹪-5﹪結(jié)合劑（硫酸鋁、磷酸鋁甲基纖維素、聚丙烯等）可壓制成氈、毯、板、紙、繩等多種制品。2023/7/2770耐火纖維的特性使用溫度一般為1150℃，高級(jí)耐火纖維（氧化鋁、氧化鋯耐火纖維）使用溫度可達(dá)1700℃。熱導(dǎo)率低，質(zhì)量輕，用作絕熱層，爐體可減薄厚度、減輕爐體質(zhì)量和減少占地面積；熱容量小，作為耐火層，升溫