[科普中国]-砂型干燥炉

简介

砂型干燥炉在机械行业广泛使用,但是对于其能耗状况的监测却缺少行之有效的方法。中国船舶工业总公司于1994年下达了制定“船舶工业行业节能监测标准”的文件,其中包括“砂型干燥炉节能监测标准”。砂型或型芯中的有机物，如木屑等，也在加热过程中被烧去，从而使砂型的透气性增加。型芯中的一些粘接剂，如油类和沥青等，经过加热才具有粘接能力，从而使型芯的强度增加。现对该标准中的监测项目、监测方法以及监测合格指标的规定作简要分析介绍1。

特点干燥温度取决于砂型或型芯的物料组成，砂型的干燥温度为400～500℃，型芯的干燥温度为200～350℃。炉子多为火焰炉，要求炉内有良好的气流循环条件。炉室宽度大于2米时两侧应设火道,中间设排烟道。炉室宽度小于2米时可一侧设火道,另一侧设排烟道。砂型和型芯干燥炉一般做成带有炉门的室状炉膛。砂型或型芯装在台车上，沿轨道送入炉内加热（干燥）。砂型在炉内的干燥时间，依装载量多少、砂型大小和物料组成情况而定。当砂型或型芯的品种同一、批量很大时，则采用连续式干燥炉，用输送链条或活动小车将砂型或型芯连续地通过划分有温度区段的炉内进行干燥，炉型的干燥效率高。

监测项目的确定砂型干燥炉的功能特点砂型干燥炉是铸造工艺过程的主要设备之一,也是耗能较大的设备,不少铸造车间都建有砂型干燥炉。它使用的能源有煤炭、焦炭、重油、可燃气或其它燃料,我国船舶行业主要采用煤或可燃气作能源。本标准能适用各种燃料的砂型干燥炉。

监测项目的选定砂型干燥炉的能耗高低是指烘干一定量的砂型所消耗的能量的多少。一般热设备的节能监测,可以通过测算其能源利用率来判别其设备节能效果如何,而对于砂型干燥炉,就很难实现。主要是因为砂型干燥炉比较特殊,对它的“有效能”和“无效能”的测算比较困难。砂型干燥炉的“有效能” ,是砂型在烘干过程中,内部水分蒸发所消耗的能量以及砂型内某些物料在此过程中可能发生的化学反应所吸收的能量总和。这里,因蒸发水分而消耗的能量与加热温度以及温度的变化状况; 砂型的品质和含水量的大小;炉膛容积的大小以及烟气在炉内流动状况;砂型的形态、大小、在炉内的堆置方式等有关。这些状态因素的影响导致难以用既科学又实用并且简便的方法测试其“有效能”。而对于“无效能” ,即除了“有效能”之外的其它能耗,应包括炉表散热损失、排烟热损失、物理不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失等等,由于一般烘模炉的建造不象锅炉等其它炉窑那样规范化设计,建造砌筑质量往往比较粗糙,漏烟现象普遍存在,因而若要用“反平衡法”测算其效率更是难以做到。因此,我们只能放弃测算其能源利用率而采用较为实用方便的办法来衡量砂型干燥炉的节能水平。

作为一项节能监测标准,必须既能科学合理地评判该设备节能的性能水平,又要使监测操作方便、实用、可行,还要让各设备互相之间有可比性。为此,我们采用可比单耗的测定,作为砂型干燥炉的节能监测“测试项目”。同时,将炉体外观检查及辅助设备运行状况检查作为监测“检查项目”对待2。

引用标准GB213 煤的发热量测定的方法

GB474 煤样缩制方法

GB475 商品煤样采取方法

GB8201 制氧站节能监测方法2

监测方法1. 监测方法的重要性

为了获得准确可靠,能反应炉子实际情况的参数,但又不能过分复杂,监测时间也不能过长,监测方法的规定就特别重要。我们规定: 监测测试应在正常生产工况下进行,监测周期为1炉全过程。在起草时,我们也考虑为了有较高的准确性,监测周期定为3炉, 但经过征求意见, 认为砂型烘干时间比较长,而且3炉产品的炉量在短时间内也往往不易达到,而监测一般则是现场测试,不可能花很长时间等待,因此还是1炉作为监测周期比较切合实际。

2. 仪器选择与使用

检测仪表必须在检定的有效期内,并标有CMC标志。称重仪精度在1. 5级以上,每次称重必须在量程的75% ～ 95% 之间;对于流体燃料,采用流量计测试,由于流量计的精度比较低,因此选定其流量计精度在2. 5级以上,干燥炉工作时最大燃料流量应为流量计最大瞬时流量的75% ～ 95%之间。

3. 测定方法

1)燃料低位发热量Qydw

固体燃料按GB213实测,取样和样品制备按GB475及GB474进行,其它燃料发热量按燃料供应方提供的数据。

2)燃料消耗量

(1)固体燃料及液体燃料消耗量用称重法测量;

(2)气体燃料消耗量用流量计测量;

(3)合格产品重量,以实测为准。即用称重仪称出干燥后砂型的实际净重量。但考虑到有些环境下,不具备称重的条件, 所以在标准中加上“确有困难的可用其它切实可行的方法求出”。“其它方法”所得结果的精度必须不低于用称重法所得到结果的精度3。

合格指标的确定合格指标的确定对于用能单位比较敏感,它需要有科学性、合理性,又要有实际可操作性。如果指标定得过低,本来能耗较高的炉子也可能合格,则节能监测就不可能起到监督、促进节能的目的。相反,如果指标定得过高,许多企业都达不到合格指标,使得本来相对较好的企业失去信心,也不能起到鼓励节能和引导推进节能的作用。所以,根据目前船舶行业实际情况,我们对实测的结果的分析并参考有关行业的实测经验,把可比单耗合格指定为80千克标煤/吨合格产品2。

总结《砂型干燥炉节能监测方法》这一行业标准,已于1995年5月在中国船舶工业总公司系统颁布实施,经过一年多来的实际应用,证明这一方法基本是合理的、现实的和可操作的。为了进一步完善节能监测的法规,我们还要做进一步的验证和总结,在适当时候作出更科学的修订3。