[科普中国]-燃气辐射管

工作原理

燃气辐射管是工业窑炉中常用的加热装置，主要的传热方式是辐射，它的工作原理是：辐射管的入口端是燃烧器，出口端与烟道相连，燃气与空气在密封的管内燃烧，燃烧产生的火焰流及所生成的烟气流向烟道，通过加热辐射管向炉内辐射能量，加热炉子本体以及炉内被处理的工件或物料。有的燃气辐射管具有烟气余热回收装置，即烟气经过换热器后加热冷空气，冷空气与燃料一起燃烧。

结构构成辐射管的基础部件是射管管体，燃烧器两部分，高效率的辐射管往往有废热回收装置。

辐射管辐射管的关键部件是管体，它将燃料燃烧释放的热量辐射给被加热物料。因为管体表面直接接触燃烧火焰和高温烟气，所处的工作环境恶劣，对于金属性材料的辐射管来说，由于长时间被局部灼烧和氧化会使材料失效；若沿管体长度方向存在较大的温差，管体则需要承受较大的热应力，这将直接影响管体寿命的长度；再加上燃烧时气流的冲击，也会产生一定的震动。

因此，辐射管的材料需满足下列几个条件：

1)耐高温； 2)表面黑度高； 3)导热系数大； 4)较高的结构强度和良好的气密性； 5)在最高工作温度及自身负荷作用下，抗氧化性能好，并可以承受足够大的高温蠕变和破坏强度；6)热膨胀系数小；7)成本低等。

目前国内使用的辐射管材质大部分是耐热钢，温度的使用范围在 900～1000℃左右。其加工方法通常采用轧制、挤压钢管或离心铸造制成。理论上，各种耐热钢的最高使用温度会随使用条件、可控气氛的变化而变化。实际生产过程中，应结合窑炉温度及炉气氛、被加热物料的种类等工艺条件选择合理的辐射管材质。

燃烧器辐射管加热技术的核心装置是燃气燃烧器，辐射管通过燃烧器将进入的燃料燃烧加热，燃烧器的功率大小控制着壁面温度分布，从而影响辐射管的功率、热效率和寿命。燃烧器为满足工艺要求需具有以下的特点：

1)燃烧火焰稳定性良好，在较低的过剩空气系数下可以稳定燃烧； 2)在频繁开关的情况下，不会发生回火或严重积碳现象； 3)在燃气流量调节过程中，空气系数保持比较稳定； 4)燃烧器及固定装置的表面温度