燃熱
關注創建者：熱管理博覽會 創建時間：2023-05-25
燃熱的實例教程
作者：王忠誠 高級工程師
單位：濟南沃德汽車零部件有限公司
來源：《金屬加工（熱加工）》雜志
內燃機氣門是汽車發動機內提供動力的重要部件，尤其是排氣門在高溫、腐蝕性介質、長期重復的沖擊，以及廢氣的沖刷作用下工作，因此既要具有良好的組織與強度，又要具有高的耐熱性和熱穩定性，良好的耐蝕性、抗咬合性、耐磨性和導熱性等，其工作條件十分苛刻。由于氣門的盤錐面與氣門座圈反復接觸，要求其有良好的耐磨性，而氣門桿端面與凸輪接觸，要求表面有高的硬度。因此，為滿足其錐面與桿端的耐磨性，需要對氣門進行錐面與桿端的淬回火處理，以獲得要求的高硬度。通常是在馬氏體耐熱鋼調質處理后再進行感應熱處理。
本文僅對氣門盤部錐面與桿部的感應淬火技術進行分析，并指出生產過程中出現的質量問題，且提出改進措施，目的是提高氣門的感應淬火質量。
一、感應熱處理在氣門上的應用
1.感應熱處理的特點
感應熱處理是生產率高、不污染環境、易于自動化和節省能源的一種先進熱處理技術。這一技術自問世以來一直在迅速發展，感應熱處理技術的最大用戶是汽車零部件領域。
感應熱處理技術由于具有優質、高效、節能、環保等諸多優點，符合現代汽車生產需要，技術水平迅速提升[4]。高頻感應加熱設備在汽車零部件領域的應用十分廣泛，如氣門、挺桿、連桿、曲軸、凸輪軸、齒輪、萬向節鐘形殼及半軸等，其中氣門桿端進行連續淬火或沖擊淬火，錐面進行自動連續作業成為國內外氣門感應熱處理最成功的技術，獲得了氣門制造廠商的青睞，國內100余家氣門制造廠商均擁有5臺以上的高頻設備。其中我公司有30余臺感應淬火設備（或連續生產線），年產感應淬火氣門2000萬支以上，成為中國氣門制造廠商中產量最大與出口數量最多的制造廠商之一。
2.
展開 ②各省(市)有關行業管理、行業協會組織參加、中國城市燃氣協會成員單位和LNG專業委員會成員單位代表、山東省住房城鄉建設廳燃熱辦的有關負責同志、山東省燃氣熱力協會相關領導。
③中國石化天然氣分公司、昆侖能源（山東）有限公司、新奧能源貿易有限公司、山東恒福綠洲新能源有限公司、山東勝利股份有限公司、張家港富瑞特裝股份有限公司、陜西省燃氣設計院、北京優奈特燃氣工程技術有限公司、杰瑞天然氣工程有限公司、山東建筑大學等業內代表。
因此，如何有效降低重型燃機的使用成本，尤其在損耗率較高且單品價格昂貴的熱部件成本控制上做文章，將會是今后一段時間燃機發電廠降本增效的目標之一。
我們都知道，一個健康的市場環境必定會有很多個玩家，同時存在有效的競爭機制，才能促進這個市場良性發展。但是，在國內重燃的售后市場上，尤其是F級燃機，仍然是個簡單的生態系統：除了OEM就是用戶，在萬不得已的情況下，用戶是很難向第三方服務商伸出橄欖枝的。究其本質，筆者認為體制是主導這一尷尬局面的主要因素。OEM因此也抓住了用戶這個心態，使自己處于相對強勢地位，逐漸形成壟斷并獲取高額回報。
如此，似乎前文所述的運維成本也成了電廠不可控的變量？然，非也！
上海電氣自2014年入股安薩爾多集團后，不僅獲得了安薩爾多重燃的技術，同時也將成熟市場的重燃第三方服務的技術和產品帶入了國內市場。本文將重點介紹針對MHPS的F3及F4重燃熱部件，上海電氣第三方服務所擁有的替代性產品，以為國內用戶參考。
以M701F3為例，上海電氣擁有該機型替代型增強版燃燒器，其設計檢修間隔為25000小時，900次啟停，總壽命為4個使用周期，共計10萬小時，3600次啟停，相當于原廠4套燃燒器的總壽命，且無需對燃機本體和控制系統做任何更改，直接替換安裝即可。該款燃燒器原產于北美PSM公司，至目前已經全球銷售逾200多臺套，擁有廣泛的用戶和豐富的使用經驗。
簡單的以目前國內大部分天然氣電廠年發電小時數4000為計，若采用該款燃燒器，電廠預計6年才需要一次燃燒器小修，25年才換新，樂觀估計，可為該機型電廠在目前燃燒器的使用成本上，至少降低50%。
展開 【精彩回顧】
2016第18屆山東國際供熱供暖、通風及空調技術與設備展覽會于2016年5月12-14日在濟南國際會展中心圓滿落幕，展會匯聚了供熱采暖領域近20個國家的478家企業參展，行業極具代表性：清華同方、德國威樂、陶氏、海德能、四季沐歌、阿邇貝司、力諾瑞特、美的、澳克萊、藍德、匯中儀表、蘭吉爾、德魯計量、山東力創、博世、特利爾、綠源集團、韓國慶東、熱立方、澳信、正理生能、河北圣春等國內外知名企業亮相展會現場，展覽展示了涵蓋城鎮集中、區域、分戶獨立供熱、采暖及舒適家居系統的新技術、新產品，吸引了29806名專業觀眾參觀，現場成交量再創新高！
為豐富展會內容，搭建企業與協會、市政部門溝通交流平臺，更好地發揮協會橋梁和紐帶作用，展會同期召開了山東省燃氣熱力協會一屆二次理事（擴大）會議與山東省城市供熱技術高峰論壇暨山東省城市經濟學會集中供熱分會2016年學術年會。
山東省燃氣熱力協會一屆二次理事（擴大）會議的成功召開，進一步加強了山東省燃氣熱力行業新技術、新工藝、新材料、新設備的推廣與應用工作，搭建了廠商與市政部門、行業協會溝通交流平臺。協會會議受到來自省建設廳領導、協會領導、與會嘉賓和廣大參展商的普遍贊譽，山東省建設廳副廳長宋守軍先生、省燃熱辦主任薛希法先生、中熱協等領導出席了行業有關活動。大會邀請了中熱協、省住建廳領導、十七地市熱力管理部門的分管領導和供熱經營企業的管理技術人員、省燃氣熱力協會理事長、副理事長、常務理事、理事、會員單位的主要領導、國際、國內熱力行業的技術設備研發、生產單位和供熱經營企業的負責人近600人參加，廣東熱立方、唐山匯中儀表等企業在會場的精彩演講和互動，有效地促進了市政部門、行業協會與廠商的溝通交流。
展開 與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐（TO）相比，具有熱效率高（≥95%）、運行成本低、能處理大風量低濃度廢氣等特點，濃度稍高時，還可進行二次余熱回收，大大降低生產運營成本。RTO(RegenerativeThermalOxidizer,簡稱RTO),蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫下將可燃廢氣氧化成對應的氧化物和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量，廢氣分解效率達到99%以上，熱回收效率達到95%以上。RTO主體結構由燃燒室、陶瓷填料床和切換閥等組成。根據客戶實際需求，選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式
一 RTO作原理
其原理是把有機廢氣加熱到760攝氏度以上，使廢氣中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，此“蓄熱”用于預熱后續進入的有機廢氣。從而節省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱體應分成兩個（含兩個）以上的區或室，每個蓄熱室依次經歷蓄熱-放熱-清掃等程序，周而復始，連續工作。蓄熱室“放熱”后應立即引入適量潔凈空氣對該蓄熱室進行清掃（以保證VOC去除率在95%以上），只有待清掃完成后才能進入“蓄熱”程序。
二RTO 適用廢氣
1 '使用有機廢氣種類：烷烴、烯烴、、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳氫化合物有機廢氣。
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與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐（TO）相比，具有熱效率高（≥95%）、運行成本低、能處理大風量低濃度廢氣等特點，濃度稍高時，還可進行二次余熱回收，大大降低生產運營成本。RTO(RegenerativeThermalOxidizer,簡稱RTO),蓄熱式氧化爐。
例如各個行業遇到的耦合問題：</p><p><br></p><ul><li>航空航天：氣動彈性中聯合仿真問題、環控系統（乘員艙、駕駛艙等）與艙內流動耦合計算，關鍵部件（如：異型管、噴射泵、燃燒室、油泵等）與系統耦合計算、燃滑油熱管理、壓氣機渦輪葉片顫振問題等。汽車：汽車發動機、排氣歧管、冷卻水套流固熱耦合換熱耦合仿真分析，整車熱控制、液力變矩器、盤式制動系統、發動機懸置減震器流固耦合仿真等。
典型的內燃機熱系統就是用發動機的熱量給它進行加熱，熱量是免費的，所以在冬季出行時開空調，對續航里程基本上不會產生影響。
但是電動汽車由于沒有發動機，免費的熱量沒辦法再繼續利用的，那最簡單的辦法是通過電池的電來加熱，這個方案雖然簡單，但把本來用來進行行駛里程的能量用來進行加熱，隨著溫度越來越低，消耗的能量就越來越大，所以續航里程必然會導致衰減。
IT之家了解到，沈暉指出，內燃機熱效率無法滿足低碳社會的發展需求，是油車被取代最重要的原因。油車和電車的本質屬性都是代步。“但電車起步時彈射般的迅速響應、無需換擋的絲滑無頓挫、以及更靜謐的 NVH 特性。。。。這都是油車給不了的樂趣。” 智能化方面，沈暉稱更智慧的人車交互、更聰明的場景解決方案等讓智能純電汽車正在從移動工具向出行伙伴進化。
雖然繼續提升內燃機的熱效率挑戰會越來越大，但在2030 年內燃機的熱效率提升到55% 也是有可能的。
目前，工業界將注意力集中在以H2 為燃料的質子交換膜燃料電池(PEMFC)上，并在產業化方面取得了很大的進展。然而，氫燃料電池產業化的最大挑戰不是在燃料電池本身，而是在H2 的制備、儲存和運輸等方面， 特別是在H2 的儲運技術方面還有待突破。
水泥型電阻是把電阻體放入長方形瓷器框內，用特殊不燃性熱水泥充填密封而成。它在電路過流的情況下會迅速熔斷，以保護電路。
與價值高、需保護的電路元器件相串聯使用，常用在電源和二次電源電路內。
零歐姆電阻
插件式：電阻阻值為零，電阻上沒有任何字，中間有一道黑線。零歐姆符號標示
貼片式：上面標示數字“0”。
氫發電要比柴油發電更加經濟一些，傳統的柴油機也好，內燃機也好，熱功率效率一般在三十幾不超過四十。如果通過氫氣的電化學反應，效率能達到七十甚至更多。
在德國航空航天中心的測試設施上，BERTA（Biergoler Raumttransportaengine）熱燃560秒，參考推力為2.5kN。
“最近對全尺寸火箭推力室組件的熱射擊，使我們證明3D打印在火箭，在軌運輸應用，微型發射器的發動機設計和探測航天器等方面應用的可行性“ESA在一份新聞稿中指出。
本文將重點介紹針對MHPS的F3及F4重燃熱部件，上海電氣第三方服務所擁有的替代性產品，以為國內用戶參考。
以M701F3為例，上海電氣擁有該機型替代型增強版燃燒器，其設計檢修間隔為25000小時，900次啟停，總壽命為4個使用周期，共計10萬小時，3600次啟停，相當于原廠4套燃燒器的總壽命，且無需對燃機本體和控制系統做任何更改，直接替換安裝即可。
如今內燃機技術的首要發展目標就是提升內燃機的熱效率。
中國汽車工程學會名譽理事長付于武也指出，“運動式的思維、浮躁的心態會毀了中國汽車產業；中國汽車應遵循市場規律，要按照科學規律辦事；中國汽車應做到傳統的動力升級、發展混動技術最終達到替代能源技術成熟。
