爐子設計

爐子設計

爐子(包括水分爐和成品爐)對產品的塗裝質量起著舉足輕重的作用,尤其是成品爐,由於塗層就在其中固化,因此,其性能的優劣顯得更加重要。

簡介


從設計的塗裝線中可以看出,常常是調試成品爐用的時間最多,客戶對成品爐的性能要求也是比較苛刻。因為粉末在工件表面固化的好壞就是由成品爐來保證的。可以說,這是塗裝技術中的一個相當關鍵的環節,而這一環節的核心就是要確保爐內的風速、溫度及其分佈滿足塗層固化性能的要求。結合以往爐子的實際情況,從改善爐子性能的角度出發,探討如何從結構上完善爐子的功能。由於爐子的設計牽涉到許多學科,影響其性能的因素也比較多,本文僅討論幾個比較重要的因素。

爐膛


爐膛是整個爐子的心臟,爐子的熱源就是由其供給的。設計爐膛時,一方面要考慮所用材料的耐熱性,另一方面還應保證其大小與火焰相匹配;當燃燒器選定之後,其最大運行時火焰的直徑和長度也隨著定下來。一般要求爐膛的長度大於燃燒器火焰的長度,並應留有足夠的余量,而直徑應為火焰直徑的2~3倍,最小不宜小於√2倍,即D>√2d,(D為爐膛直徑,d為火焰直徑)。為了提高效率,在爐膛的出口安排有預熱管束,管束的布置甚為考究,圖1是比較原始的爐膛結構。其優點是結構簡單,但對煙氣在管束中的分配非常不利,靠近前煙室端部的管排煙較多,而遠離該處的管排煙較少,這就造成一方面管束沒能充分利用,另一方面排煙的熱量沒有得到充分的回收利用;將其結構改為圖2的形式,不僅氣流更順,而且可以更加合理地分配管束中每根管的煙氣量,有效地提高了管束的利用率,改善了熱量的回收。

加熱室


熱室的結構應保證空氣與爐膛最大限度地進行熱交換,避免氣流短路現象。以往的設計沒有重視這方面,造成熱交換不理想、排煙溫度高、熱效率低等不良後果。近年來客戶對爐子的效率提出了較高的要求,因此,克服其結構上存在的不足已勢在必行。
A和B兩處均會造成氣流短路,使相當一部分空氣沒有經過爐膛進行熱交換就回到爐內,熱效率較低,改為圖4的形式后,由於兩邊的擋板強迫氣流從爐膛流過,同時,由於該處截面變小,風速增大,故可以進行較充分的熱交換,熱效率得到明顯提高。不過,此時風路系統的阻力增大了,會造成風機的出風量減少。所以,在進行風路系統設計時應估算其阻力,以便更合理地選擇風機。