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18t 天然气蜂窝体蓄热式熔铝炉的设计应用
摘要: 叙述了蜂窝体蓄热式燃烧技术的工作原理，并对其优势进行阐述。针对目前应用较广的18t 熔铝炉( 以天然气为燃料) ，建立蜂窝体蓄热室的设计模型，推导出相应的计算公式。通过工程实例证实模型和公式的正确性，为蜂窝体熔铝炉的设计与研究提供理论基础。
引言
熔铝炉是铝加工过程的主要熔炼设备，其作用是熔化铝料，使其质量均匀并达到一定化学成分要求，为铸造及其他加工过程提供合格的铝液。
熔铝炉的能耗约占铝加工厂总能耗的 40% 以上。
因此，提高熔铝炉的燃烧技术水平对降低铝加工能耗、提高企业经济效益及实现国家的节能减排战略均具有重大意义。
目前，熔铝炉基本都采用陶瓷球蓄热式燃烧系统，虽然节能效果良好，但是体积大、效率低，还有继续优化的必要。
蜂窝体是近年来被广为采用的蓄热材料，蜂窝状蓄热体多采用堇青石质或莫来石质做原料。
目前广泛使用的蜂窝蓄热体的尺寸多为 150mm ×150mm ，蜂窝单元间距为 1 ～ 3mm ，壁 厚 0. 5 ～1. 0mm ，比表面积大 ( 为小球的 2 ～ 4倍) ，蓄热放热快，有效流通面积大( 球的 2 倍) ，阻力损失小( 球的 1 /2) ，是远优于蓄热球的新型蓄热材料。
目前，蜂窝体作为蓄热材料用于天然气熔铝炉还鲜见报道。
建立了蜂窝体蓄热室流动与换热过程的三维非稳态数学模型，运用计算流体力学软件( CFD) 对陶瓷蜂窝体的工作过程进行了数值模拟，得到了加热期末尾时刻与冷却期末尾时刻蜂窝体内气体的速度、温度、密度和压力分布及一个换向周期内气体出口温度、蜂窝体纵向温度和气体纵向温度的瞬时变化关系。
但是计算方法非常复杂，难以被工程设计人员采用。因此，本文致力于首先建立适用于熔铝炉的蜂窝体蓄热室模型，然后给出简洁的经验计算公式，以便为工程设计人员提供理论指导。
3 结论
1) 蜂窝体蓄热式燃烧技术在 18t 天然气熔铝炉上的改造是非常成功的。
2) 可节省 8% 的天然气燃料，按年产铝 15000t计算，每年可节省天然气费用 33 万元。
3) 该技术投入资金回收期短，值得在同行业中大力推广。
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