無煙化側(cè)燃鍛造加熱爐的設(shè)計(jì)

1、無煙化燃煤側(cè)燃反射加熱爐的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法北京國(guó)科工業(yè)爐節(jié)能技術(shù)研究所 馬臻前言對(duì)于沒有條件使用煤氣及天然氣或燃油的偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型熱加工廠，大多使用燃煤加熱爐對(duì)工件進(jìn)行加熱，傳統(tǒng)的燃煤反射加熱爐普遍存在爐門口冒煙、噴火、揚(yáng)灰的現(xiàn)象，煙囪黑煙粉塵污染嚴(yán)重，熱效率低（一般只有515%）。不但費(fèi)煤，而且工作環(huán)境差。為了消除或減少煙塵污染、提高熱效率，以保護(hù)環(huán)境，節(jié)省能源，對(duì)傳統(tǒng)的燃煤反射加熱爐改造創(chuàng)新，顯得尤為重要。上世紀(jì)七十年代開始，我國(guó)技術(shù)人員在這方面做了大量的工作，取得了不錯(cuò)的成績(jī)。從我多年來從事加熱爐計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來看，歸納起來比較典型且效果較好的主要有兩種改造途徑：采用機(jī)械化燃煤方式和煤氣化燃燒方式

2、（包括半水煤氣化燃燒）。這兩種方法都是通過改變?nèi)紵绞降耐緩絹磉_(dá)到改造的目的。不失為一種節(jié)能、環(huán)保的爐型設(shè)計(jì)。寫這篇文章的目的，在于對(duì)從事燃煤爐設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員作為一種設(shè)計(jì)參考、交流之用，同時(shí)給熱工專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)也提供了一套實(shí)用的學(xué)習(xí)補(bǔ)充教材或入門訓(xùn)練參考。第一章 燃煤機(jī)式側(cè)燃反射加熱爐的設(shè)計(jì)在工業(yè)爐上應(yīng)用機(jī)械化及無煙化燃燒技術(shù)的主要途徑是使用燃煤機(jī)。燃煤機(jī)式側(cè)燃加熱爐的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：燃煤機(jī)的選型；爐型的確定；參數(shù)計(jì)算及結(jié)構(gòu)的確定；排煙計(jì)算及余熱利用等幾個(gè)部分。第一節(jié) 燃煤機(jī)的選型在生產(chǎn)實(shí)踐中，常用的燃煤機(jī)類型有三種：螺旋式燃煤機(jī)，水平爐排燃煤機(jī)及階梯住復(fù)式爐排燃煤機(jī)。螺旋式燃煤機(jī)多

3、用于室式爐和貫通式爐，水平爐排燃煤機(jī)及階梯住復(fù)式爐排燃煤機(jī)多用于臺(tái)車式加熱爐或熱處理爐及連續(xù)式軋鋼加熱爐，也可用于室式加熱爐或貫通式加熱爐。.螺旋式燃煤機(jī)又稱下飼式加煤機(jī)，如圖.這種燃煤機(jī)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，與手工加煤燃燒相比，可節(jié)煤約1520%；爐溫波動(dòng)小，一般為1020；消煙除塵效果好，煙塵濃度一般為167180毫克米3；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，操作方便，工作可靠，不易損壞。但對(duì)煤的粒度有要求，一般不大于50mm。煤由螺旋輸煤管連續(xù)的由下向上送至燃煤斗，使煤面不斷地沿燃燒斗的整個(gè)斷面上升，并向四周散開到爐篦上，形成反燒。爐篦上設(shè)有蜂窩狀風(fēng)眼。當(dāng)煤層加熱到以上時(shí)，煤就開始析出可燃?xì)怏w，當(dāng)煤層溫度到時(shí)

4、達(dá)時(shí)煤就能正常燃燒。整個(gè)燃燒過程是靠輻射和傳導(dǎo)從上到下連續(xù)進(jìn)行。調(diào)速時(shí)無需停車，輸煤量可以從公斤/時(shí)之間調(diào)節(jié)。.水平爐排燃煤機(jī)分為水平往復(fù)爐排燃煤機(jī)（如圖2），水平鏈?zhǔn)綘t排燃煤機(jī)（如圖3）兩種類型，雖然都稱為水平爐排燃煤機(jī)，但煤粒在燃燒過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是完全不同的。水平往復(fù)爐排燃煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由活動(dòng)爐排片與固定爐排片分別固定在活動(dòng)梁與固定梁上，活動(dòng)架由連桿連接減速機(jī)并通過曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)作用使活動(dòng)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其行程與動(dòng)作快慢皆可通過減速機(jī)調(diào)節(jié)，煤層厚度由煤閘板升降調(diào)節(jié)。燃煤機(jī)設(shè)三個(gè)燃燒區(qū)段，第一區(qū)段的煤在少量底風(fēng)的作用和受二區(qū)段高溫幅射作用下，使煤預(yù)熱、干餾、揮發(fā)可燃性氣體再進(jìn)入第二區(qū)段遇足量底風(fēng)完全

5、燃燒，其中少量未燃盡的碳?jí)K進(jìn)入第三區(qū)段繼續(xù)燃盡排入渣室內(nèi)。爐排片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程是完成了擠壓、移動(dòng)、翻滾、塌落、疏松的全過程，起到了連續(xù)擠碎焦塊和疏松煤層的作用，在擠壓、移動(dòng)、起伏過程中形成煤炭波浪狀前進(jìn)燃燒。   與手工加煤燃燒相比，可節(jié)煤約1020%；燃燒效率高，灰渣含炭率低；消煙效果穩(wěn)定，煙塵濃度一般為毫克米3左右；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排渣容易，操作方便，工作可靠，對(duì)煤的粒度有要求，一般不大于0mm，對(duì)煤的適應(yīng)性較好，特別適應(yīng)燒中等煙煤。它可應(yīng)于鍛造爐、退火爐、熔化爐，干燥爐、軋鋼爐、淬火爐等。水平鏈?zhǔn)綘t排燃煤機(jī)也叫鏈條爐排或前飼式燃煤機(jī)，煤從煤斗落到鏈排上，隨鏈排一起向前運(yùn)動(dòng)，

6、助燃風(fēng)從鏈排下的分段風(fēng)室向上吹出。煤在隨鏈排的運(yùn)動(dòng)中燃燒歷經(jīng)干燥、干餾、揮發(fā)、燃燒燃盡幾個(gè)過程，屬于薄煤層燃燒方式。其燃燒能力與煤層厚度，送風(fēng)量，及鏈排速度有關(guān)，它尤其適用于中小型軋鋼加熱爐，對(duì)室式加爐、燃煤鍋爐、臺(tái)車式熱處理爐也可選擇應(yīng)用。水平鏈?zhǔn)綘t排的燃煤特點(diǎn)是的將煤均布在回轉(zhuǎn)的鏈條上燃燒，煤粒從煤斗下方邊燃燒邊向出渣端運(yùn)動(dòng)。具有布風(fēng)均勻、燃燒過程平穩(wěn)、煤層燃燒充分、消煙除塵效果好等特點(diǎn)。使用該機(jī)所需投資少，施工安裝周期短，結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單。在出渣端可設(shè)有除塵室。.階梯住復(fù)式爐排燃煤機(jī)采用板狀階梯式往復(fù)推動(dòng)爐排，由固定爐排和活動(dòng)爐排及底柵爐排組成，活動(dòng)爐排與固定爐排成階梯式（如圖），交替布置，

7、固定爐排水平安裝在爐排架上，活動(dòng)爐排則通過連桿與活動(dòng)爐排架聯(lián)成一體，活動(dòng)爐排架再通過推拉桿與機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的曲軸相聯(lián)（或液壓缸的活塞相聯(lián)），隨曲軸（或活塞）作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)爐排來回運(yùn)動(dòng)（行程約mm），煤便從煤斗加入后，借重落到爐排上后，由活動(dòng)爐排不斷向前推動(dòng)，煤在階梯爐排上逐級(jí)翻動(dòng)下落，將煤層上已燃燒著的煤翻落到下層新煤層中去，成為底層著火的熱源，又煤在燃燒室移動(dòng)過程中經(jīng)過干餾、著火、燃燒及燒盡幾個(gè)階段，最后在平爐排上稍作停留后，燃盡的灰渣就用出渣爐排翻落在灰室內(nèi)。新加入的煤進(jìn)入燃燒室后，受中部高溫?zé)煔獾姆浼訜?，逐漸預(yù)熱干餾產(chǎn)生可燃?xì)怏w和黑煙，經(jīng)高溫區(qū)時(shí)便可充分燃盡。 階梯爐排熱負(fù)荷較低，

8、風(fēng)壓也較低，因而飛灰較少。正常燃燒時(shí)基本上不冒或少冒黑煙。煤層一般不超過mm（毫米）.與手工加煤燃燒相比，可節(jié)煤約1015%；對(duì)煤的適應(yīng)性廣泛，可適應(yīng)燒中、次等煙煤。它可應(yīng)于鍛造爐、退火爐、熔化爐，軋鋼爐、淬火爐等。例.試計(jì)算生產(chǎn)率為公斤小時(shí)的鍛造加熱爐需要配套多燃燒能力的燃煤機(jī)，并計(jì)算出爐蓖面積？已知：鋼的出爐溫度為，煤的熱值為.×7焦耳公斤，鋼的比熱容約為焦耳(公斤·)。解：根據(jù)物體升溫過程中吸收熱量的公式：吸·設(shè)·t （）式中：吸熱效率為%時(shí)溫度升高t所需的熱量，焦耳（）；鋼在出爐溫度下的比熱容，焦耳(公斤·度)(kg·)設(shè)爐子

9、的小時(shí)生產(chǎn)率,公斤小時(shí)（kgh）t坯料出爐與裝爐溫度之差，度（）則：450公斤鋼從室溫（）加熱到所需的凈熱量吸××（）.×設(shè)使用燃煤機(jī)爐子熱效率由傳統(tǒng)的%提高%變?yōu)?計(jì)，燃煤應(yīng)供給的熱量為：供.×%.×那么每小時(shí)的燃煤量應(yīng)為：煤.×2.512×107J/kg=kg爐蓖面積蓖：蓖煤f（）式中：煤小時(shí)燃煤量，公斤小時(shí)（kg/h） f 爐蓖強(qiáng)度，公斤米·時(shí)（kg/m2·h）,一般為120170 kg/m2·h 則：蓖煤f.m2則選取爐蓖面積為：.×.m2左右的燃煤機(jī)，比如爐排寬mm左右的階梯

10、式往復(fù)爐排燃煤機(jī)。第二節(jié)爐型的確定.外觀及布置一般側(cè)燃反射加熱爐（室式、貫通式、臺(tái)車式），對(duì)于加熱室跨度小于米時(shí)，多按“”字型設(shè)計(jì)（如圖），它由加熱室、燃燒室、爐門開啟機(jī)構(gòu)、機(jī)械爐排、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、上煤機(jī)構(gòu)、水封渣池、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)等組成。對(duì)室式反射加熱爐，燃燒室的中軸線一般與加熱室的橫向中線重合。爐門開啟多為升降大開式。排煙口的布置按圖中“a”所示，對(duì)稱布置，多采用下排煙形式。一般靠近爐門口的排煙口比爐內(nèi)的排煙口截面稍大一些，取.倍的內(nèi)煙。排煙口的總截面需按煙氣量與節(jié)能要求所允許的煙氣流速計(jì)算而得。對(duì)貫通式反射加熱爐（如圖中b所示），燃燒室的縱軸線應(yīng)偏向出料爐門一側(cè)，爐門開啟也多為升降式。位

11、于進(jìn)料爐門一側(cè)的排煙口應(yīng)大于出料口一側(cè)的排煙口，一般取.倍，目的是讓高溫?zé)煔廨^多的流向進(jìn)料端一側(cè)，一方面對(duì)冷坯料進(jìn)行預(yù)熱，另一方面使加熱室內(nèi)的溫度從燃燒室中線至進(jìn)料端形成連續(xù)降低的溫度場(chǎng)。終排煙可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，采用下排煙或上排煙均可。對(duì)于燃煤反射式臺(tái)車爐（如圖中c所示），其組成部分較室式爐及貫通式爐要復(fù)雜一些。還有臺(tái)車及行走機(jī)構(gòu)、臺(tái)車密封、臺(tái)車軌道、等部分。燃燒室的縱向中軸線一般與加熱室的橫向中軸線重合，為了保證加熱室內(nèi)有較均允的溫度場(chǎng)，要設(shè)置較多的排煙口（小截面，多數(shù)量），并盡量對(duì)稱均勻地布置在加熱室的兩側(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件可設(shè)計(jì)成下排煙或上排煙的形式。.爐用機(jī)械室式及貫通式側(cè)燃反射式加熱爐的爐

12、用機(jī)械除燃煤機(jī)外，非常少。對(duì)爐口尺寸小于mm（或爐門重量小于kg）的小型室式或貫通式爐，從經(jīng)濟(jì)性考慮，一般采用手動(dòng)爐門開啟機(jī)構(gòu)，幾乎不需爐用機(jī)械。對(duì)于配置推鋼機(jī)的貫通式爐，其爐用機(jī)械主要就是推鋼機(jī)。推鋼機(jī)主要有氣動(dòng)、電動(dòng)及液壓三種類型，均可選成套產(chǎn)品，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況來定。對(duì)于爐口尺寸較大的加熱爐，其爐門開啟一般都選電動(dòng)升降式，也有選擇氣動(dòng)升降的（工廠有壓縮空氣）。但選電動(dòng)升降較方便，過去的電動(dòng)爐門升降多由電機(jī)，減速機(jī)，制動(dòng)器，傳動(dòng)鏈等組成，現(xiàn)在基本不采用這種形式，多采用成套的多功能電動(dòng)箶蘆配合導(dǎo)向輪來實(shí)現(xiàn)爐門升降，經(jīng)濟(jì)、方便。煙氣調(diào)節(jié)多采用煙道閘板調(diào)節(jié)，可選手動(dòng)或電動(dòng)蝸輪蝸桿卷揚(yáng)機(jī)。臺(tái)車式爐的爐

13、用機(jī)械除了上述部分外，主要增加了臺(tái)車行走機(jī)構(gòu)，對(duì)于裝載量小于5噸的臺(tái)車，選擇鏈傳動(dòng)輪式自行走機(jī)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)。載重較大的臺(tái)車多選用鈍齒輪銷齒條驅(qū)動(dòng)滾柱帶式行走機(jī)構(gòu)。第三節(jié)室式側(cè)燃反射爐爐型參數(shù)的確定計(jì)算室式爐及貫通式爐爐型參數(shù)的確定方法基本相同，從爐型結(jié)構(gòu)來分，可分為燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和加熱室結(jié)構(gòu)尺寸的確定二個(gè)部分，一般燃燒室結(jié)構(gòu)尺寸的確定可根據(jù)所購買燃煤機(jī)的型號(hào)及說明書參照確定，而加熱室(工作室)結(jié)構(gòu)尺寸及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選取是需要爐窯設(shè)計(jì)工作者來確定的，我們主要對(duì)加熱室結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法作一介紹燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定在第五節(jié)中專門計(jì)論.加熱室爐底面積按設(shè)備生產(chǎn)率和爐子生產(chǎn)率（爐底強(qiáng)度）指標(biāo)確定加熱室

14、爐底面積底，底設(shè)/底（）式中：設(shè)：生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)率，公斤小時(shí)；底：加熱室爐底強(qiáng)度，公斤米·小時(shí)；例：試計(jì)算一臺(tái)與1噸空氣錘配套的鍛造加熱爐的加熱室面積。已知：噸鍛錘的最大生產(chǎn)率約為公斤時(shí)。解：查鋼鐵工廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)資料中“爐子生產(chǎn)率”中的數(shù)據(jù)可知：爐溫為時(shí)的加熱爐的爐底強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)值一般為公斤米·時(shí)， 取底公斤/米·時(shí)：則加熱室爐底面積：底(kg/h)500(kg/m2·h)=.m2.加熱室尺寸的確定（長(zhǎng)、寬、高）加熱室的尺寸一般先根據(jù)所加熱坯料的大小確定加熱室的寬度（），再由需要的爐底面積求出加熱室的長(zhǎng)度（）：加底加（）再結(jié)合不包含爐底的加熱室內(nèi)表面積及爐頂

15、曲拱面積等求出加熱室的爐膛高度：【（）（加+加）】+h（）式中：不包含爐底在內(nèi)的爐膛內(nèi)表面積，米；·底，計(jì)算常數(shù)（爐圍伸長(zhǎng)）：一般取.；爐頂曲拱面積，米；加爐底長(zhǎng)度，米；加爐底寬度，米；h拱腳砌磚抬高量，米；一般在.米之間，根據(jù)拱腳磚的型號(hào)定。例：已知噸空氣錘用加熱爐的加熱室的爐底面積為.米就可滿足使用，試確定加熱室尺寸。解：根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，噸空氣錘所加工的工件最大直徑一般不大于mm,所以取爐膛寬度：底*.+.+.米，根據(jù)磚的砌筑尺寸，?。旱?米則加熱室長(zhǎng)度：底底底=.0.=1米，根據(jù)砌磚尺寸，取底.或.米；那么加熱室高度由公式（）得：【（）（加+加）】+h（.×底.）（.+

16、.）+.（米）降低爐膛高度，能有效地降低煤耗，是節(jié)能的有效措施，比照加熱坯料的尺寸，加熱室的拱腳高?。杭?.068×=0.米（層耐火磚高度）燃燒室與加熱室相貫的爐頂部分采用大偏拱結(jié)構(gòu)，大偏拱的跨度根據(jù)燃煤機(jī)的型號(hào)及所需的安裝尺寸，比如選取例中的燃煤機(jī)，那么大偏拱的尺寸為：跨度：跨.+.米中心角選或小于，不要太大，一方面使大偏拱具有足名的強(qiáng)度，另一方面壓低拱頂高度。爐膛高度降低后，火焰能充分充滿爐膛，不但強(qiáng)化了火焰輻射傳熱，而且使?fàn)t膛內(nèi)保持正壓狀態(tài)，減少了爐外空氣侵入爐膛的可能性。.爐口尺寸的確定對(duì)于室式及貫通式加熱爐，在保證進(jìn)出料方便的情況下，爐門口高度應(yīng)盡量設(shè)計(jì)的低些。在保證爐口強(qiáng)

17、度的前提下，盡量采用雙重低拱帶擴(kuò)張排煙的結(jié)構(gòu)（如圖），擴(kuò)張排煙結(jié)構(gòu)的好處是，既可防止煙火外溢，又能在爐門打開時(shí)防止?fàn)t外冷空氣進(jìn)入爐膛。原理是：當(dāng)煙氣沖出爐膛后便擴(kuò)張，迅速減緩了煙氣沖力和流速，容易地被煙道抽走而不沖出爐門外；另一方面，當(dāng)爐門打開或封閉不嚴(yán)時(shí)，從爐外進(jìn)入爐口的冷空氣也在此擴(kuò)張減速，并被煙道抽走，不能進(jìn)入爐膛內(nèi)。爐口的內(nèi)拱一般比外拱高一側(cè)立磚（mm）.，擴(kuò)張口高度一般比外拱高一立磚（mm），寬度比爐口寬×mm.即：外坯料直徑+mm H內(nèi)外+mm H擴(kuò)外+mm H膛外100mm對(duì)于爐口寬度，常按下面的經(jīng)驗(yàn)取值：爐口寬度：口膛mm擴(kuò)張口寬度：擴(kuò)口+mm例.試確定例中的爐口尺寸

18、。解：爐膛寬度為mm,坯料直徑是大在mm,那么：爐口寬度：口mm；爐口拱腳高度：外250+100=350mm; 爐口深度：b外mm; b內(nèi)mm;取內(nèi)外mm 擴(kuò)張口寬度：擴(kuò)+mm;擴(kuò)外+mm; 擴(kuò)張口深度：b擴(kuò)mm;爐口上部為中心角的拱形結(jié)構(gòu)。對(duì)于側(cè)燃反射臺(tái)車式加熱爐的爐口尺寸，則需要根據(jù)生產(chǎn)所需的裝料高度及裝料寬度來確定爐門的尺寸.加熱室的結(jié)構(gòu)對(duì)于室式及貫通式加熱爐加熱室的結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)成下部帶儲(chǔ)煙室的熱爐底結(jié)構(gòu)如圖所示。儲(chǔ)煙室的結(jié)構(gòu)尺寸以保證加熱室爐底的抗壓強(qiáng)度為前題，橫截面可以設(shè)計(jì)的大一些，比如大于加熱室各排煙口截面總和的倍以上。有利于從加熱室出來的熱煙氣突然減速，與爐底耐火材料進(jìn)行熱交換，

19、產(chǎn)生熱爐底的效果，以降低排煙溫度并以較低的流速進(jìn)入干煙道。通常對(duì)于“遂道型”儲(chǔ)煙室：儲(chǔ)煙室的寬度儲(chǔ)加熱室爐膛寬度膛；拱頂?shù)闹行慕?；?chǔ)煙室的高度儲(chǔ)依爐底標(biāo)高反算得到。對(duì)于“迷宮型”儲(chǔ)煙室，儲(chǔ)煙室頂一般用耐火蓋板封蓋成平頂如圖所示， 其截面尺寸的確 定與“遂道式”儲(chǔ)煙室的方法一樣。從儲(chǔ)煙室通往煙囪的煙道叫干煙道，干煙道的截面一般比加熱室排煙口的總截面大.倍以上，可砌成矩形或遂道形通道與煙囪相接，煙道儲(chǔ)。燃燒室與加熱室之間的翻火墻的厚度一般取mm。在爐炕以上的高度a 一般取272mm，但不要高過加。翻火墻過低，側(cè)加熱室靠近翻火墻一則的溫度會(huì)明顯過高，容易燒壞坯料；翻火墻過高則不利于燃燒室的高溫火焰進(jìn)

20、入加熱室，且易在翻火墻的陰角處形成“陰涼”帶，造成升溫慢的結(jié)果。在保證燃燒室與加熱室之間的“噴火口”尺寸噴的前提下結(jié)合所加熱坯料的大小來確定，一般不小于坯料直徑的2/3倍。為了便于裝出料操作，加熱室爐炕的標(biāo)高一般取+mm之間，便于工人操作和觀察。第四節(jié) 臺(tái)車式側(cè)燃反射加熱爐加熱室基本尺寸的確定及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選取側(cè)燃反射臺(tái)車式加熱爐的加熱室較為復(fù)雜，主要由軌道基礎(chǔ)，臺(tái)車及拖拽或驅(qū)動(dòng)，密封機(jī)構(gòu)，排煙設(shè)施，爐門及開啟機(jī)構(gòu)，爐襯等組成如圖所示。其結(jié)構(gòu)尺寸的確定一搬按下面的經(jīng)驗(yàn)確定：燃煤側(cè)燃式反射臺(tái)車式加熱爐的爐底面積一般不超過m2,車底寬度不超過.米，車底長(zhǎng)度不超過米，大面積臺(tái)車爐不建議采用燃煤加熱，可

21、選擇其它燃料的燒嘴式加熱。.加熱室爐底面積的確定：臺(tái)g 米（）式中：臺(tái)：臺(tái)車的有效工作面積，米；：臺(tái)車最大裝載量，噸；g:單位面積的裝載量噸米，一般?。?噸米同時(shí)滿足：加熱室爐底面積加燃燒室爐底面積燃（）長(zhǎng)寬比一般取.為宜。.加熱室爐底強(qiáng)度：對(duì)于側(cè)燃反射臺(tái)車式加熱爐，爐溫在時(shí)，爐底強(qiáng)度值一般?。?×10312.5KJ/m2·h;.燃煤機(jī)爐篦寬度：一般取臺(tái)車寬度的.倍。.加熱室高度：取臺(tái)車寬度的.倍.排煙口的位置及數(shù)量：排煙口均勻地排布于臺(tái)車兩側(cè)，零壓面應(yīng)略低于或等于臺(tái)車面平面。.軌道中心距的確定:臺(tái)車式熱處理爐或加熱爐的軌道中心距一般取0.550.6倍的臺(tái)車寬度,較窄寬度的

22、臺(tái)車取上限,大寬度臺(tái)車取下限.軌枕中心距的確定: 臺(tái)車寬度小于4米時(shí),軌枕中心距取8001000mm,臺(tái)車寬度大于4米時(shí),軌枕中心距取600800mm.軌道的選擇 對(duì)于載重大于150噸的,選用起重機(jī)鋼軌,與之相應(yīng)的車輪選用雙翼輪.對(duì)于載重小于150噸的臺(tái)車多采用重軌,大中型臺(tái)車爐采用43kg/m級(jí)重軌,小型臺(tái)車爐一般采用38kg/m級(jí)重軌.選用滾柱帶式的臺(tái)車的雙軌道類型時(shí),雙軌之間用帶有鋼管套的螺栓固定.臺(tái)車行走機(jī)構(gòu)的選擇: 較低工作溫工作的臺(tái)車和高溫下下工作中小型臺(tái)車一般選輪式自行走機(jī)構(gòu), 大型臺(tái)車由多組電動(dòng)蝸輪蝸桿減速機(jī)直接驅(qū)動(dòng);中小型或輕型臺(tái)車精密滾子鏈傳動(dòng). 大中型臺(tái)車或大負(fù)載及在較高

23、溫度下工作的臺(tái)車多選用滾柱帶行走,鈍齒輪、銷齒條傳動(dòng)第五節(jié)燃燒室的結(jié)構(gòu)及參數(shù)的選擇.燃燒室的位置燃燒室的位置對(duì)熱爐氣在爐膛內(nèi)的流動(dòng)有較大的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)，讓燃燒室的縱軸線與加熱室的縱軸線垂直，與加熱的橫軸線則根據(jù)室式，貫通式或臺(tái)車式面選擇重合或偏離。對(duì)室式及臺(tái)車式反射加熱爐，燃燒室的中軸線一般與加熱室的橫向中線重合；對(duì)貫通式加熱爐，燃燒室的縱軸線應(yīng)偏向出料爐門一側(cè)，有意給加熱室營(yíng)造出一節(jié)預(yù)熱段，便于連續(xù)生產(chǎn)。燃燒室與加熱室可共用一個(gè)大偏拱，也可用各自獨(dú)立的拱，但最好圓滑連接，避免階梯拱頂，如果用各自獨(dú)立的拱卻無法圓滑連接，必然產(chǎn)生臺(tái)階的情況下，那么燃燒室拱頂應(yīng)低于加熱室頂。可減少氣流阻力。使火

24、焰很快進(jìn)入加熱室，形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？s短坯料加熱時(shí)間，提高加熱效率。.燃燒室與加熱室之間的噴火道（噴火口）噴火道采用帶縮口的敞開式翻火墻，既能使?fàn)t氣以較高的速度噴入加熱室，形成強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又不會(huì)使翻火墻過早損壞。兼顧了封閉噴火口的結(jié)構(gòu)和敞開式翻火墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)（如圖）。噴燃mm;噴火口的高度噴加或噴加。.與燃煤機(jī)配套的燃燒室結(jié)構(gòu).如果配套螺旋燃煤機(jī)，一般燃燒室做成方形，燃煤機(jī)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)方便，設(shè)計(jì)在燃燒室的三側(cè)，右圖所示。在燃燒室的下部應(yīng)設(shè)計(jì)水灰池，一方面冷卻爐渣及儲(chǔ)灰，另一方面受熱產(chǎn)生的水蒸汽可參與煤的燃燒反應(yīng)生成水煤氣助燃。燃燒煤斗下部的水灰池的設(shè)計(jì)如圖.如果選用水平爐排燃煤機(jī)，因?yàn)樗饺紮C(jī)的

25、特點(diǎn)是：一風(fēng)室和二風(fēng)室上部的煤層主要是預(yù)熱，干燥，干餾，揮發(fā)及燃燒，三風(fēng)室為猛烈的焦炭燃燒區(qū)，一二區(qū)較短，三風(fēng)室燃燒區(qū)較長(zhǎng)，為使?fàn)t子結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)實(shí)耐用，一般燃燒室設(shè)計(jì)成窄長(zhǎng)的箱形結(jié)構(gòu)，其縱軸線與加熱室的縱軸線平行，如圖所示。當(dāng)燃對(duì)于長(zhǎng)度較短的水平燃煤機(jī)，設(shè)計(jì)燃燒室時(shí)也可以讓燃燒室的縱軸線與加熱室的縱軸線垂直，但需注意，這時(shí)使用的大偏拱布置與使用階梯式燃煤機(jī)的大偏拱布置截然相反：使用水平燃煤機(jī)時(shí)，大偏拱是燃煤機(jī)這頭低，加熱室那頭高，如圖.而使用階梯式燃煤機(jī)的大偏拱則是加熱室那頭偏低，各自有利于爐氣火焰的走向。對(duì)于拱角兩端的標(biāo)高差，水平爐排取毫米甚至更多；對(duì)于階梯式爐排，當(dāng)爐炕標(biāo)高確定之后，再參考

26、具體選定的燃煤機(jī)型號(hào)確定的大小。.對(duì)于選擇階梯往復(fù)爐排的燃燒室，一般按所選燃煤機(jī)的安裝尺寸來設(shè)計(jì)燃燒室。燃燒室由燃煤機(jī)軌道，灰坑，耐火襯，觀察門，結(jié)渣處理門，入口橫梁，火道橫梁，火道等構(gòu)成，如圖.其中燃燒室的入口高度H入及入口寬度B入;燃燒室的長(zhǎng)度L燃,噴火口的高度H噴,寬度B噴等均需各燃煤機(jī)制造廠家溝通后決定,并結(jié)合自身爐子工作室的高度、寬度以及燃燒室與工作室之間的隔墻強(qiáng)度的需要等因素予以調(diào)整.第六節(jié)排煙口尺寸的確定煙氣平衡是爐子設(shè)計(jì)的主要平衡設(shè)計(jì)之一(熱平衡;空燃量比及壓力比平衡;煙氣平衡)，煙氣平衡計(jì)算的主要內(nèi)容是最大煙氣生成量與最大排煙量之間的平衡,即: 燃燒系統(tǒng)的最大煙氣生成量=排煙

27、系統(tǒng)的最大煙氣生成量.在爐子設(shè)計(jì)過程中,最大煙氣生成量和煙氣在煙囪出口的動(dòng)壓要求是確定排煙口總截面,煙道截面,煙囪截面,及煙囪高度的主要依據(jù).當(dāng)燃中間過程的非最大煙氣生成量與排煙量的平衡要靠爐壓調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn),保持爐子在一個(gè)合適的爐壓范圍里運(yùn)行.最大煙氣生成量的計(jì)算：理論上對(duì)固、液體燃料煙氣生成量的計(jì)算需按燃料的化學(xué)成分分項(xiàng)計(jì)算各自燃燒后的產(chǎn)物量，燃后求和得到煙氣總量即：煙CO2+H2O+SO2+O2+VN2-(7)式中：CO2，分別為煙氣中，的生成量單位：m3/kg.其值分別為：CO2.().().().nSO2=0.0068(S)VO2= 0.2067(-1)L0VN2=0.018(N)+0.

28、78Ln(x):燃料中元素的組分；：空氣過剩系數(shù)；、n理論及實(shí)際空氣需要量m3/kg計(jì)算起來非常麻煩實(shí)際上，工程技術(shù)人員很少用這種方法來計(jì)算煙氣量的，大多采用經(jīng)驗(yàn)法來計(jì)算煙氣量，要方便的多如：對(duì)于柴油燃料：煙13.69×小時(shí)最大燃油量Nm3；()對(duì)于煤燃料：煙0.0025×小時(shí)最大燃煤量Nm3/S;()對(duì)于天然氣燃料：煙0.00×小時(shí)最大燃?xì)饬縉m3/S;()13.6、0.0025.為經(jīng)驗(yàn)系數(shù).煙氣流速的確定煙氣的流速在排煙口，支煙道，儲(chǔ)煙室，干煙道，煙囪等不同部位，應(yīng)有不同的流速比如在排煙口，一般取.米秒，不能太快，太快易將爐內(nèi)未來得及燃燒的可燃?xì)怏w抽入煙道，在

29、煙道內(nèi)燃燒，造成排煙溫度過高，不利于節(jié)能，且降低了爐子的熱效率如果是上排煙的金屬煙管，會(huì)嚴(yán)重降低使用壽命也不能太慢，太慢將導(dǎo)致排煙口開口尺寸過大，既不利于節(jié)能，也不利于爐襯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)煙囪出口，煙氣的流速取.m/S,或?yàn)楫?dāng)?shù)仫L(fēng)速的.倍(風(fēng)速高系數(shù)高)同樣速度不能太高也不能太低流速太高，將導(dǎo)致排入大氣的煙氣溫度偏高，且粉塵量變大(沉積量變少)，爐壓也會(huì)很高且不易降下來太低，會(huì)造成“煙氣下沉”、或外風(fēng)倒灌所以煙氣流速一般按下面的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選?。号艧熆冢?米秒；支煙道：.米秒；儲(chǔ)煙室及干煙道：.米秒；煙囪：3米秒當(dāng)風(fēng)速高于1.7米秒時(shí)，取4.5米秒.排煙系統(tǒng)各處截面的確定知道了緊大煙氣量與各處的合理排煙

30、速度，就可以確定排煙系統(tǒng)各部位的截面尺寸了注意對(duì)于排煙口，先算總截面，再算各煙口的截面，煙口應(yīng)均勻分布在爐膛零壓面附近煙煙煙氣流速()排總n ()式中：排工作室內(nèi)扣排煙口的截面米；n：工作室內(nèi)布置排煙口的數(shù)量，個(gè)；求出了排煙口的截面積，那么排煙口的尺寸就很容易求出了這各排煙系統(tǒng)截面的確定方法，適合于目前多數(shù)燃料的熱處理爐和加熱爐第七節(jié)排煙系統(tǒng)及煙囪參數(shù)的確定.排煙系統(tǒng)的選擇：對(duì)燃料爐來講，排煙系統(tǒng)包括：排煙口，儲(chǔ)煙室，煙道，及煙囪如果采用機(jī)械排煙，那么排煙機(jī)或噴射器等這些排煙機(jī)構(gòu)也是排煙系統(tǒng)的一部分，儲(chǔ)煙室就是各排煙口的煙氣最后匯集的空間，也可以稱之為煙道的一部分對(duì)于排煙口，煙道(煙管)參數(shù)的

31、確定前邊已計(jì)論過了煙囪參數(shù)的確定我們按單臺(tái)單配一孔煙囪(煙管)來確定參數(shù)(無組織排放)對(duì)于集中排放(多爐一煙囪)匯總計(jì)算即可確定參數(shù)這里不做專門討論對(duì)于爐子的排煙系統(tǒng)按煙道的布置可分為上排煙及下排煙兩種對(duì)于“一爐一煙囪”，多采用金屬煙囪；按排煙的動(dòng)力供給狀況，可分為自然排煙和機(jī)械排煙自然排煙由煙囪、煙道組成對(duì)于工廠有高度大于米的煙囪，在爐子布置設(shè)計(jì)時(shí)，最好考慮多臺(tái)爐子共用這孔煙囪，采用下排煙設(shè)計(jì)，集中排放的形式煙囪的直徑截面不少于車間爐子煙氣總排放量所需截面的.倍對(duì)于工廠沒有干煙囪，采用一爐一煙囪時(shí)，大都設(shè)計(jì)成從爐尾或一側(cè)或爐頂直接向上從煙管排煙的形式，我們稱之為上排煙設(shè)計(jì)，這時(shí)，一般多選擇金

32、屬煙囪，如果煙氣溫度低于500時(shí)，金屬煙囪內(nèi)可以不砌耐火襯，高于500時(shí)，則需要在煙囪內(nèi)砌筑耐火襯或隔熱襯耐火襯及隔熱襯的設(shè)計(jì)有多種類型，可以是耐火磚，保溫磚，也可以是耐火澆注料，耐火纖維等只要使用溫度滿足需要，壽命滿足需要就可以了機(jī)械排煙主要由煙管，排煙機(jī)，噴射器等組成，使用排煙機(jī)的煙氣溫度一般不高于200,最高不得超過，超過的煙氣，則要將煙氣降溫后進(jìn)入排煙機(jī)使用噴射器排煙的介質(zhì)一般為蒸氣、壓縮空氣、或通風(fēng)機(jī)(鼓風(fēng)機(jī))送風(fēng)，它不受煙氣溫度和煙塵的影響原則上一般不建議采用排煙機(jī)機(jī)械排煙，不管是從節(jié)能(電)上，環(huán)境噪音上，還是從設(shè)備維護(hù)上都不太好，除非排煙不暢或無法自然提供排煙所需的動(dòng)壓，或者需

33、要強(qiáng)制進(jìn)行煙氣循環(huán)的情形筆者認(rèn)為爐子設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單實(shí)用越好對(duì)于噴射(引射)排煙裝置，利用通風(fēng)機(jī)送風(fēng)比較長(zhǎng)用，因?yàn)樗恍枇硗馓砑悠渌O(shè)備，只需在總供風(fēng)管上引出一根引射風(fēng)管進(jìn)入排煙管就行了，如圖所示：采用引射風(fēng)助排煙裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：. 在沒有變頻器調(diào)節(jié)時(shí)，當(dāng)風(fēng)機(jī)供風(fēng)量關(guān)小時(shí)，可減輕風(fēng)機(jī)的“喘氣”現(xiàn)象，. 增加排煙動(dòng)力，利于爐壓調(diào)節(jié). 降低排煙溫度，保護(hù)金屬煙管所以對(duì)于燃煤爐、燃?xì)鉅t、燃油爐等火焰加熱爐，條件許可條件下，設(shè)計(jì)成引射排煙方式是較的設(shè)計(jì)方法.煙道的布置對(duì)于有組織排放，車間在地下需布置干煙道及支煙道的情形，煙道的布置一般遵循下面的規(guī)范：. 距車間基礎(chǔ)的距離煙氣溫度800700600500400

34、300200100距車間基礎(chǔ)的距離mm500400200100. 煙道頂部距地面的距離：不少于mm. 在每個(gè)支煙上應(yīng)設(shè)置人孔，便于清灰及檢修. 煙道閘板每座爐子都應(yīng)設(shè)置一套，且設(shè)在換熱器后面.煙道截面的確定干(.)支煙煙()式中：干：車間干煙道截面，米，支：各臺(tái)爐子的支煙道截面積之和米煙：各臺(tái)爐子煙氣量之和米秒煙：煙道煙氣流速，取.米秒.煙囪對(duì)于有組織排放的煙囪設(shè)計(jì)，各類設(shè)計(jì)手冊(cè)都有，這時(shí)不做介紹，只重點(diǎn)介紹一下單爐單煙囪時(shí)，煙囪參數(shù)的快捷經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法.煙囪抽力各種燃料爐，幾乎都有煙囪，煙囪具有一定的高度，我們把能順利抽走燃料燃燒所產(chǎn)生的廢氣，并在爐膛內(nèi)所產(chǎn)的最大負(fù)壓頭值，稱為煙囪的抽力單位以

35、帕(Pa)來表示.也有用毫米水柱、巴、毫巴等來表示的一般設(shè)計(jì)煙囪所需的抽力由下面的方程建立數(shù)學(xué)模型求得：煙囪抽力煙道阻力排煙阻力富余抽力理論計(jì)算一般按雙氣體能量平衡方程計(jì)算，實(shí)際工作中，我們通常采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值法，方便簡(jiǎn)單又快捷：對(duì)于燃料爐，煙囪抽力一般取a,能夠滿足排煙抽力需求.煙囪高度煙囪高度經(jīng)驗(yàn)上按下面的方程求得：煙囪高度抽力×(a-g)/100 米()式中:煙氣抽力：aa-g：雙氣體重度差，a為大氣重度:1.293kg/Nm3，g煙氣重度：取.kg/Nm3對(duì)于需產(chǎn)生Pa抽力的煙囪高度應(yīng)為：120(a-g) /100=21.2725.5 米所以對(duì)于燃料爐的煙囪只要高于米，都能滿足使

36、用，所不同的是因排煙量不同所需的煙囪粗細(xì)不同而已一般煙囪的高度不低于米.煙囪的直徑煙囪的直徑由下面的公式求出：出×米()式中：出：煙囪出口直徑米煙：總的最大煙氣量，米秒煙氣流速：取.米秒例：對(duì)于最大耗煤量為公斤的燃煤爐應(yīng)配直徑為多少的煙囪？解：最大耗煤量為公斤的燃燒室產(chǎn)生的最大煙氣量為：煙.×.Nm3/S取煙氣出口流速為.m/s則煙囪出口直徑為：出×.(.×.)×.米煙囪底部直徑一般應(yīng)出口直徑第八節(jié)風(fēng)機(jī)的選擇我們知道對(duì)燃料爐設(shè)計(jì)人員一來說，風(fēng)機(jī)的選取是必須的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，任何燃料在沒有助燃空氣的情況下是不能燃燒的，所以，在設(shè)計(jì)爐子時(shí)，必須提供配

37、套風(fēng)機(jī)的型號(hào)絕大多數(shù)的助燃空氣是通過通風(fēng)機(jī)供給的風(fēng)機(jī)的選取最主要的是兩個(gè)參數(shù)：全壓和風(fēng)量其它的如左右旋向，出風(fēng)角度等需參考現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的安放情況考慮；所需功率，電動(dòng)機(jī)型號(hào)，電機(jī)與風(fēng)機(jī)聯(lián)接形式等風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家均已配置妥當(dāng)，技術(shù)人員只需對(duì)風(fēng)機(jī)選型即可要能正確的選擇風(fēng)機(jī)，必須提供燃煤機(jī)，或燃燒室能達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)所需的風(fēng)量及風(fēng)壓.風(fēng)量的計(jì)算從燃燒理論上來講，燃燒所需風(fēng)量包含兩個(gè)概念：理論空氣需要量及實(shí)際空氣需要量，選風(fēng)機(jī)時(shí)用實(shí)際空氣需要量，結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇髿鈮?，氣溫算出所需的?shí)際風(fēng)量，作為風(fēng)機(jī)的風(fēng)量參數(shù)理論空氣需要量與實(shí)際空氣需要量，它們之間的關(guān)系為：n=Lo()式中：n：實(shí)際空氣需要量，對(duì)于固、液體燃料單位

38、是：m3/kg; :空氣過剩系數(shù)，對(duì)于固體燃料取(.)；o: 理論空氣需要量，對(duì)于固、液體燃料單位是：m3/kg;風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算用下面的公式求出實(shí)際風(fēng)量：風(fēng)n×(760/B)×(273+t)/273()式中：風(fēng)：實(shí)際供風(fēng)量：Nm3/h n: 實(shí)際空氣需要量，對(duì)于固、液體燃料單位是：m3/kg·h; B: 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，mmHg (1mmHg=133.32Pa)； t:當(dāng)?shù)貧鉁兀话闳‘?dāng)?shù)叵募咀罡邭鉁?；從公?)及公式()來看，我們只要求出理論空氣需要量o，那么就可以求出風(fēng)機(jī)風(fēng)量風(fēng)理論空氣需求量Lo書本上一般按下面的方法求出：對(duì)于固體和液體燃料：Lo0.0902(C)

39、+0.0269(H)+0.0338(SO)()式中()，()，()分別為燃料中碳，氫，硫，氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)長(zhǎng)焰煤，查資料得：其中的，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：，.所以每公斤長(zhǎng)焰煤燃燒所需的理論空氣量為：0.0902×78+0.0269×5+0.0338×13=7.61 m3.例：某型號(hào)燃煤機(jī)，每小時(shí)燃煙煤公斤，夏季溫度：；當(dāng)?shù)貧鈮簃mHg,請(qǐng)計(jì)算所配風(fēng)機(jī)的風(fēng)量解：燃煤機(jī)每小時(shí)理論所需的空氣量：(0.0902×78+0.0269×5+0.0338×13)×175=1331.75 m3 每小時(shí)實(shí)際所需的空氣量： n=Lo=1.2×

40、;1331.75=1598.1 m3 實(shí)際風(fēng)量：風(fēng)n×(760/B)×(273+t)/273=1598.1×1.267×1.139=2306 m3選流量不少于Nm3h的風(fēng)機(jī).風(fēng)壓的確定：對(duì)于燃煤式加熱爐，在生產(chǎn)實(shí)際中工程技術(shù)人員往拄根據(jù)燃燒類型薄煤層燃燒與厚煤層燃燒，來選擇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓薄煤層燃燒，燃煤機(jī)所采用的燃燒方法幾乎都是薄煤層燃燒煤層厚度不超過毫米，當(dāng)煤塊(粒)進(jìn)入燃燒室后，首先被干燥和干餾放出水份和揮發(fā)份，先燒揮發(fā)分再燒固體碳，助燃空氣全部自煤層下面供給，當(dāng)空氣量和壓力充分時(shí)，燃燒后的煙氣中理論上講應(yīng)該沒有可燃性氣體，但實(shí)際上燃燒不可能那么充分，煙

41、氣中仍會(huì)有部分可燃?xì)怏w，所以風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓選的合適的話，燃燒越充分，煙氣中的可燃?xì)庠缴俟こ碳夹g(shù)人員所選風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓時(shí)經(jīng)驗(yàn)上一般按下式選取：薄煤層燃燒的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓(.5）×煤×. Pa()式中：煤：實(shí)際工作中的最大煤層厚度，mm. 一般為a以下，工業(yè)爐常用離心式通風(fēng)機(jī)，對(duì)于全壓小于a的風(fēng)機(jī)，一般選型風(fēng)機(jī)這種風(fēng)機(jī)的葉片為后彎型，特性穩(wěn)定，效率可達(dá)，如果有廠家的燃煤機(jī)要求供風(fēng)全壓大于a時(shí)，一般選用或型風(fēng)機(jī)，這二種風(fēng)機(jī)的葉片為前彎型，可產(chǎn)生較高的全壓，但效率低需要說明的是，選風(fēng)機(jī)時(shí)，在同樣風(fēng)量，風(fēng)壓下，盡量先選取轉(zhuǎn)速高的風(fēng)機(jī)，這樣的風(fēng)機(jī)價(jià)格低，體積小，重量輕例：前邊例中的燃煤機(jī)，的生產(chǎn)操作

42、中燃煤厚度一般為毫米，請(qǐng)結(jié)合例中的參數(shù)為該燃煤機(jī)配套合適的風(fēng)機(jī)解：.風(fēng)量計(jì)算：例求得所需風(fēng)量為：Nm3/h 2.風(fēng)壓的計(jì)算：已知煤層厚度為毫米，由式()得：所需風(fēng)壓(1.5)××.a從風(fēng)機(jī)樣本中選擇.-型較接近計(jì)算值：該風(fēng)機(jī)參數(shù)為：電機(jī)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)，功率kw(電機(jī)：);風(fēng)量Nm3/h；全壓Pa.(第一章完)第二章：煤氣化及水煤氣化側(cè)燃反射加熱爐的設(shè)計(jì)前面所討論的機(jī)械燃煤的側(cè)燃反射加熱爐屬于富氧燃燒下的環(huán)保型燃煤爐的設(shè)計(jì)方法，即燃料是在助燃空氣大于理論空氣需求量()的情況下燃燒的，其燃燒產(chǎn)物中在理論上是已經(jīng)沒有可燃成分了，所以也叫完全燃燒與之相對(duì)的，燃料當(dāng)然還有不完全燃燒的情況，

43、當(dāng)助燃空氣不足(<)時(shí)，燃燒產(chǎn)物中存在有大量的可燃?xì)怏w、及少量的mHn等可燃物質(zhì)時(shí)，稱之為不完全燃燒例如常見的煤氣發(fā)生爐、水煤氣半水煤氣發(fā)生爐等，就是利用煤的不完全燃燒來設(shè)計(jì)制造的從這一章開始，向大家介紹另一種環(huán)保型無煙化燃煤反射加熱(熱處理)爐煤氣化及半水煤氣化燃燒的爐型設(shè)計(jì)第一節(jié) 煤氣化及半水煤氣化側(cè)燃反射加熱爐的結(jié)構(gòu)原理煤氣化及半水煤氣化燃燒加熱爐的原理來源于燃料的不完全燃燒方式的實(shí)際應(yīng)用，這時(shí)爐子燃煤的部分不叫燃燒室了，改叫發(fā)生室其目的也不是產(chǎn)生熱量了，而是以產(chǎn)生含有最大量的可燃?xì)怏w的燃燒產(chǎn)物為目的了所以發(fā)生室的功能與煤氣發(fā)生爐是相同的. 煤氣化及半水煤氣化側(cè)燃反射加熱爐的主要結(jié)

44、構(gòu)這種加熱爐有各組成部分按功能主要分為發(fā)生室，加熱室，供風(fēng)系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)，測(cè)溫裝置等可以認(rèn)為是把煤氣發(fā)生爐與燃?xì)庀涫郊訜釥t結(jié)合為一體的緊湊型設(shè)計(jì)，即每一臺(tái)煤氣化及半水煤氣化側(cè)燃反射加熱爐都是由一臺(tái)箱式燃?xì)鉅t聯(lián)體配套一臺(tái)微型的煤氣發(fā)生爐而成如圖及圖所示： 我們知道，煤不完全燃燒或燒很潮濕的煤時(shí)，可產(chǎn)生煤氣，例如過去人們冬天取暖的“蜂窩煤爐”或“燒炭爐”，在白天爐子下面的進(jìn)風(fēng)口大開，火燒的很旺，人們可以安全的享受碳火帶來的溫暖，但到了晚上，人們要休息，為防止熄火，往往加滿煤又關(guān)小爐子下面的供風(fēng)口所以經(jīng)常有煤氣中毒的現(xiàn)象發(fā)生這是因?yàn)楫?dāng)助燃空氣量不足時(shí)，煤與空氣發(fā)生了氣化反應(yīng)成生了煤氣的原因我們把這些

45、與煤發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的空氣及水蒸汽稱做氣化劑工業(yè)應(yīng)用中常做為氣化劑的物質(zhì)就是空氣、水蒸汽、及空氣與水蒸汽的混合氣體當(dāng)僅僅用空氣做為氣化劑時(shí)，發(fā)生室產(chǎn)生的氣體一般稱為煤氣，其主要可燃成分是與少量的mn類可燃?xì)怏w；當(dāng)用空氣及水蒸氣做為氣化劑時(shí)，發(fā)生室所產(chǎn)生的氣體一般稱半水煤氣，其主要成分是、及少量的mn煤氣化及半水煤氣化側(cè)燃反射加熱爐的煤氣發(fā)生室，就是利用了煤與空氣、煤與空氣及水蒸汽的氣化反應(yīng)生成煤氣及半水煤氣的原理而設(shè)計(jì)的，發(fā)生室所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w經(jīng)噴口與助燃空氣(二次風(fēng))充分混合燃燒產(chǎn)生的高溫火焰氣流噴入工作室，加熱工件這就是煤氣化燃燒加熱爐的基本原理煤氣化燃燒加熱爐的發(fā)生室，由爐蓖下面供入的空氣作

46、為氣化劑半水煤氣化燃燒加熱爐的發(fā)生室，由爐蓖下面供入的空氣及水蒸汽作為氣化劑，空氣由通風(fēng)機(jī)供給，水蒸氣由水冷套產(chǎn)生的蒸氣或由爐蓖下水渣池中的水蒸發(fā)生成的水蒸汽供給. 用空氣做為氣化劑的煤的氣化反應(yīng)生成的可燃物從爐蓖下方所供空氣中的氧與熾熱的炭接觸，發(fā)生燃燒反應(yīng)：C+O2=CO2+.×生成的CO2與碳發(fā)生還原反應(yīng)：CO2+C2CO+.×空氣與煤及燃燒產(chǎn)物與煤發(fā)生氧化還原反應(yīng)之后，放出大量的熱，促使未與空氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的煤在溫度作用下發(fā)生干餾過程，煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解，產(chǎn)生甲烷、烯烴(mHn)及焦油等物質(zhì)，它們受熱成為汽態(tài)逸出，成為煤氣的組成部分。 所以僅用空氣作氣化劑，所生成煤

47、氣的可燃成分為和少量的、及mHn. 用空氣及水蒸汽做為氣化劑的煤的氣化反應(yīng)生成的可燃物從爐蓖下方所供空氣中的氧與熾熱的炭接觸，發(fā)生燃燒反應(yīng)；供入的水蒸汽及煤自身的所帶水份受熱汽化產(chǎn)生的水蒸與熾熱的炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：C+O2CO2+.×H2O+CH2+CO+.×生成的，H2，CO及剩余的水蒸汽進(jìn)一步與碳發(fā)生還原反應(yīng)：CO+C2CO+.×2H2O+CCO2+2H2+.×未與空氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的煤在高溫作用下也發(fā)生干餾過程，煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解，產(chǎn)生甲烷、烯烴(mHn)及焦油等物質(zhì)，它們受熱成為汽態(tài)逸出，成為煤氣的組成部分。煤在發(fā)生室內(nèi)進(jìn)行的氣化過程是比較復(fù)雜的，既

48、有氣化反應(yīng)，也有干餾和干燥過程。所以在進(jìn)行發(fā)生室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)立足于有利于煤的氣化反應(yīng)的進(jìn)行為原則第二節(jié) 發(fā)生室的設(shè)計(jì)與參數(shù)的參數(shù)的確定煤氣化及半水煤氣化加熱爐發(fā)生室的設(shè)計(jì)是此類爐型設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，發(fā)生室結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著爐子的使用效果由于煤的氣化反應(yīng)按氣化劑的不同分為空氣氣化劑，水蒸汽氣化劑兩種，所以發(fā)生室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可分為煤氣化發(fā)生室與水煤氣化(或半水煤氣)發(fā)生室設(shè)計(jì)兩種要獲得滿意的設(shè)計(jì)效果，首先應(yīng)該清楚煤在發(fā)生室內(nèi)是如何發(fā)生氣化反應(yīng)的，各反應(yīng)層的厚度大致有多少等這些常識(shí)性問題.發(fā)生室中煤氣化反應(yīng)的分層理論按照煤在發(fā)生室內(nèi)氣化次序，可以將發(fā)生內(nèi)的煤內(nèi)部分為六層（見圖），即：灰渣

49、層；氧化層（又稱火層）；還原層；干餾層；干燥層；空層(集氣空間)；其中氧化層和還原層又統(tǒng)稱為反應(yīng)層，干餾層和干燥層又統(tǒng)稱為煤料準(zhǔn)備層。（1）灰渣層：煤燃燒后產(chǎn)生灰渣，形成灰渣層，它在發(fā)生室的最下部，覆蓋在爐篦子之上大約150250mm的厚度。雖然灰渣層是燒燼層，但其仍有重要的作用：其一，保護(hù)爐篦和風(fēng)帽，使它們不被氧化層的高溫?zé)龎模黄涠?，預(yù)熱氣化劑，氣化劑從爐底進(jìn)入后，首先經(jīng)過灰渣層與剛沉降下來的高溫灰渣進(jìn)行熱交換，使灰渣層溫度降低，氣化劑溫度升高到300以上，為燃燒層創(chuàng)造加速燃燒的條件。其三，疏松的灰渣層能起布風(fēng)作用，使進(jìn)入的氣化劑較均勻地進(jìn)入到煤層中（2）氧化層：也稱為燃燒層（火層）。從灰渣

50、中升上來的氣化劑中的氧與碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳，并放出大量的熱量，它是氣化過程中的主要區(qū)域之一反應(yīng)方程為：C+O2=CO2+.×氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍，一般為100-200毫米。（3）還原層：在氧化層的上面是還原層。熾熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的氧而與之化合的能力，所以在還原層中，二氧化碳被碳還原成一氧化碳，水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。所以這一層稱為還原層，其主要反應(yīng)為：CO+C2CO+.×H2O+CH2+CO+.×2H2O+CCO2+2H2+.×由于還原層位于氧化層之上，從上升的氣體中得到大量熱量，因此還原層有較高的溫度

51、約800-1100，這就為需要吸收熱量的還原反應(yīng)提供了條件。而嚴(yán)格地講，還原層還有第一、第二之分，下部溫度較高的地方稱第一還原層，溫度達(dá)950-1100，其厚度為毫米左右；第二層為700-950之間，厚度約在毫米左右。（4）干餾層：還原層之上為干餾層，由還原層上升的氣體隨著熱量的被消耗，其溫度逐漸下降，故干餾層溫度約在00之間，煤在這個(gè)溫度下，經(jīng)低溫干餾的過程，煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解，產(chǎn)生甲烷、烯烴及焦油等物質(zhì)，它們受熱成為汽態(tài)，成為煤氣的組成部分。干餾層的高度隨燃料中揮發(fā)份含量及煤氣爐操作情況而變化，工程上按100毫米左右考慮。（5）干燥層：干燥層位于干餾層上面，也是燃料的最上層，上升的熱煤氣與未氣化燃料在這層相遇，進(jìn)行熱交換，燃料中的水分受熱蒸發(fā)。干燥層的厚度隨不同的操作情況而異，沒