在熱平衡測試時，只要測出爐子的燃?xì)庥昧緽，燃?xì)獾牡蜔嶂礖_L以及爐子的有效利用熱Q_e，即可計(jì)算出爐子的熱效率。這是一種常用的，也是比較簡單準(zhǔn)確的方法，稱為直接計(jì)算法或正算法。
　　為了研究和分析影響熱效率的種種原因、尋求提高熱效率的途徑，在實(shí)際測試過程中，往往先測出爐子的各項(xiàng)熱損失，然后反過來計(jì)算爐子的熱效率，這種方法稱為反算法。當(dāng)燃?xì)馕锢頍崧匀r，由爐子熱平衡式(9—15)得
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　　所以爐子熱效率可表示為
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　　爐膛熱效率可表示為
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　　工業(yè)爐的熱效率往往比較低，例如金屬連續(xù)加熱爐為30％～50％，均熱爐為30％～40％，鍛造用爐為5％～40％，熱處理爐為5％～20％。因此盡力提高爐子的熱效率，是工業(yè)爐節(jié)能的一個重要任務(wù)。
　　5．提高爐子熱效率降低燃?xì)庀牡耐緩?br /> 　　(1)減少出爐廢氣從爐膛帶走的熱量
　　各類工業(yè)爐中，出爐廢氣從爐膛帶走的熱量占總熱量支出的30％～80％，足熱量損失中最重要的一項(xiàng)。
　　在保證燃?xì)馔耆紵疤嵯?，?yīng)盡可能降低空氣過剩系數(shù)，以提高燃燒溫度，減少廢氣量。要注意爐子的密封問題，控制爐底壓力在微小正壓水平，防止冷空氣吸入。要控制合理的廢氣溫度，廢氣溫度越高，熱效率越低；但廢氣溫度太低，爐內(nèi)的平均爐溫水平降低，熱交換惡化，加熱速度變慢，爐子生產(chǎn)率下降。因此，正確的途徑應(yīng)該是保持較高的生產(chǎn)率，合理的廢氣溫度，以提高熱效率，降低燃?xì)庀?。所以在生產(chǎn)率，熱效率和單位熱耗之間有一個合理選擇熱負(fù)荷的問題，這個特征如圖3—9—11所示。
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圖3-9-11 加熱爐的熱工指標(biāo)
1-燃料消耗量(B)；2-熱效率(η)；3-單位熱耗(b)

　　(2)回收廢氣余熱
　　爐子排出的廢氣所帶走的熱量，可通過多種途徑加以回收。其中最主要的是用來預(yù)熱空氣及燃?xì)?，把熱量又重新帶回爐膛，可以直接提高爐子的熱效率，降低燃耗。
　　(3)減少冷卻水帶走的熱量
　　冷卻水帶走的熱量通常要占支出熱量的13％～15％，甚至更高。為了減少此項(xiàng)熱量，采用的措施確：減少不必要的水冷卻面積：進(jìn)行水冷管的絕熱包扎；采用氣化冷卻等。
　　(4)減少爐子砌體的散熱
　　主要措施是實(shí)行絕熱。采用輕質(zhì)耐火材料和各種絕熱材料。
　　(5)加強(qiáng)爐子的熱工管理與調(diào)度
　　爐子燃耗高，熱效率低，往往不是技術(shù)方面的原因，而是管理與調(diào)度不善造成。應(yīng)使?fàn)t子保持在額定生產(chǎn)能力下均衡地操作，并實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)熱工參數(shù)的最佳控制。
　　(二)燃?xì)夤I(yè)爐爐膛熱交換計(jì)算
　　燃?xì)夤I(yè)爐的熱交換計(jì)算，必須按窯爐的實(shí)際工作情況來具體分析，而且，由于爐內(nèi)熱交換過程的多樣性，決定了熱交換計(jì)算的復(fù)雜性。在工程上，可根據(jù)某些近似爐子工作狀態(tài)下的假定條件，先按傳熱基本理論進(jìn)行計(jì)算，然后按實(shí)際情況進(jìn)行修正。
　　對于連續(xù)式加熱爐爐膛熱交換計(jì)算，在均勻熱輻射條件下，有如下的假設(shè)；爐膛是一個封閉體系；爐膛內(nèi)各處爐氣溫度都相等：爐壁和爐料表面溫度都均勻；從爐壁和爐料表面反射出來的射線密度都均勻；爐氣對輻射射線的吸收率在任何方向上都一樣：爐氣的吸收率等于黑度，其值只決定于爐氣溫度；爐壁和爐料表面部只有灰體性質(zhì)，即黑度不隨溫度而改變；爐氣以對流方式傳給爐壁的熱量，恰等于爐壁對外的散熱量，即在輻射熱交換中，爐壁的熱量收支相等。
　　在上述假設(shè)條件下，可導(dǎo)出爐料凈獲得的輻射熱：
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　　其中，導(dǎo)來輻射系數(shù)C如公式(9—2)，為爐氣黑度和爐壁對爐料的角系數(shù)的函數(shù)，即C=f(ε₁，ψ₃₂)。在實(shí)際使用中，將該函數(shù)式繪制成曲線，如圖3—9—11所示。根據(jù)已知的ε₁和ψ₃₂可以非常簡便地查出C值。
　　爐氣的黑度，或稱火焰黑度，在均勻熱輻射爐氣充滿整個爐膛時，
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　　式中 p——爐膛絕對壓力，MPa，通常P≈0．1MPa；
　　　　　s——?dú)怏w有效輻射層厚度，m，通常s=η4V/F，其中V為爐膛有效容積，F(xiàn)為爐膛全面積，η為氣體輻射有效系數(shù)，一般取為0．85～1．0；
　　　　K——輻射減弱系數(shù)，1／(m·MPa)
　　　　K=(K_sur_su+K_su,這里K_su為三原子氣體的幅射減弱系數(shù)，可按經(jīng)驗(yàn)公式(9—15)或線算圖3—9—13求得。
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　　式中 r_su=r_RO2+r_H2O——煙氣中三原子氣體的總?cè)莘e成分，％；
　　　　r_RO2、r_H2O、P_su——三原子氣體的分壓，MPa。
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圖3-9-12 C隨ε₁和ψ₃₂變化的關(guān)系曲線

圖3-9-13 三原子輻射減弱系數(shù)
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