2 火焰炉内热过程分析
1章 火焰炉热工计算(1-7)
式中：n—空气消耗系数，按表 1-4 取值。
（1-9） （1-10）
3
表 1-3 几种单一可燃气体与燃烧特性
可燃气体 种类
氢 一氧化碳 硫化氢
甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烯 丁烷 环烷戊烷 戊烷 苯
分子式
H2 CO H2S CH4 C2H2 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4H8 C4H10 C5H10 C5H12 C6H6
③ 上述计算的空气量均为干空气量，因实际使用的助燃空气中均含有水分，所以实际
湿空气需要量为：
Ln湿 =（1 + 0.00124g H干2O）Ln 标m3/kg
式中：
g
干 H 2O
—鼓风温度下空气中水分含量（g/m3
干空气），查表
1-2。
在设计计算供风系统，选用鼓风机能力时，应以 Ln 湿为依据。
（2）燃料燃烧产物生成量
Q低
= 126.15CO 湿
+
107.26
H
湿 2
+
356.51CH
湿 4
+
233.45H 2 S 湿
kJ/标m3
（1-8）
式中： CO 湿、H 2湿、CH 4湿、H 2 S 湿 —每 100 标 m3湿气体燃料中，各可燃成分的体积含量（标 m3）。
注：如湿气体燃料中尚含有式（1-8）未包括的其它可燃成分，可参照表 1-3 中相应数据进行补充计算。
（1）燃料种类及其成分； （2）空气消耗系数（n）； （3）燃料及助燃空气的预热温度。
1.3 燃料成分的换算
1.3.1 固体、液体燃料成分的换算
固体、液体燃料成分是以各组成元素的重量百分数来表示的。共有四种表示方法，即： 供用成分（用）、干燥成分（干）、可燃成分（燃）和有机成分（机）。进行燃料燃烧计算时， 必须依据燃料的供用成分进行计算。如果提供的固体、液体燃料成分不是供用成分，则应将 其换算成相应的供用成分，即：
谈工业炉窑的热过程及节能措施
谈工业炉窑的热过程及节能措施发布时间：2021-06-15T15:41:00.537Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：田晶晶[导读] 摘要：工业炉主要是指利用燃烧反应来利用热量的装置。
天津天一爱拓科技有限公司天津 300384摘要：工业炉主要是指利用燃烧反应来利用热量的装置。
工业炉和工业窑炉，一种主要是冶金和机械系统，另一种主要用于硅酸盐工业系统，统称为工业炉。
工业炉的能源结构中使用的主要能源是煤炭，其次是电力，其中一些以石油和天然气为燃料。
通常，当工业炉使用石油和天然气时，燃烧效率相对较高，而当工业炉使用煤时，燃烧稳定性相对较差，并且难以稳定气体中的氟和温度。
关键词：工业炉热过程；节能措施；改造一、燃料燃烧过程1.燃煤过程煤炭被用作工业炉的主要燃料。
当燃料进入炉子时，通过炉子的热烟气炉壁燃料层的辐射和对流热交换进行加热，水分逐渐溢出直到完全干燥。
在此阶段对氧气没有需求，但是必须提供足够的热量。
随着温度升高，燃料开始从热成分中吸收挥发物。
从褐煤到无烟煤，挥发物含量随燃料温度而变化，温度约为130至400℃。
另外，加热速率还与沉淀的挥发性物质的量有关。
加热速度越慢，产生的挥发性物质越少。
而当达到一定的温度和浓度时，挥发性物质会着火。
大量的热量被释放，焦炭也被燃烧，挥发物的燃烧速率与空气的扩散和燃烧有关。
随着更多的挥发性物质燃烧，温度进一步升高并逐渐进入焦炭表面并燃烧，焦炭的表面燃烧率与燃料中的易燃碳和氧有关。
2.油的燃烧过程为了增强油的燃烧，必须确保良好的喷雾和混合。
如果雾化差，则油滴太大，并且如果油滴在燃烧期间破裂，则产生大量的焦炭。
如果混合不良并且空气不足，即使喷涂效果良好，也会发生热解，从而导致炭黑。
由于这些焦炭和炭黑难以燃烧，因此会导致机械不完全燃烧热损失。
3.气体燃料燃烧过程工业炉中使用的气态燃料主要是煤气，天然气和液化石油气。
而气态燃烧包括无焰燃烧和大气燃烧两种形式。
无焰燃烧是一种燃烧既快速又牢固，可以在燃烧前彻底混合的形式。
火焰炉
第一章1.炉子的三大系统：（热工工艺系统，装出料系统，热工检测及自动控制系统）2.路子的热工工艺系统包括：（炉膛，供热系统，排烟系统和冷却系统）3.炉顶结构形式有（拱顶和吊顶）两种形式。
4.60º拱顶的r等于炉子宽度b,拱顶高h=0.134b,称为标准拱顶。
拱顶角通常采用的有60º，90º，120º，180º，四种形式。
5.一般火焰炉炉顶散热损失约占炉子砌体散热损失的40％∽60％.6.加热炉的炉底结构形式有两种：（a,固定式炉底b移动式炉底。
）7.烟道布置应该注意问题？（尽量缩短长度和减少烟气流动阻力损失。
）8.常用的闸板结构有（旋转式和升降式）两种。
9.设计和修筑炉子基础应注意哪些问题？A混凝土任何部分的温度都不允许超过300ºC. B炉子基础必须整块，不能有断裂。
C基础的底部应该在地基的冻土线以下。
D 炉子基础应尽可能地建于地下水平面以上。
10炉子钢结构作用？A加固炉子砌体，承受炉子拱顶的水平分力或者炉子吊顶的全部重量，并把它们的作用力传到炉子基础上。
B是炉子的骨架，C可抵抗砌体的高温膨胀，使炉子受热后不发生变形。
第二章1炉子的热平衡，是（热力学第一定律）在炉子热工上的应用，即炉子的（热量收入）必等于（热量支出）2在设计新炉子时，通过计算编制热平衡是为了由平衡关系中求出（炉子的燃料消耗量），同时为设计炉子的（供热）（排烟系统）和（余热回收装置）等提供设计基础。
3 编制热平衡中计算热量的基准温度。
通常有三种（零摄氏度）（大气温度）（环境温度）4熔炼炉热平衡的特点：炉料与炉膛空间这两个区域之间除了有辐射和对流交换之外，还有伴随着物质交换而发生的热交换。
有时，炉料产生的气体是可燃的，它进入炉气后即燃烧放热。
5炉子燃料消耗量的计算方法：A计算法，从热平衡的关系中求得炉子的燃料消耗量。
B经验法，参照同类炉子的数据，选定炉子燃料消耗量。
6炉子单位燃料消耗量表示方法：A单位燃耗，B单位标准燃耗，c单位热耗。
火焰炉
火焰炉一、炉子的一般组成部分1、火焰炉：在冶金机械制造等工业部门中，以燃料燃烧的火焰为热源的各种工业炉统称为。
2、火焰炉广泛用于物料（工件）的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等生产环节。
3、火焰炉一般由炉子热工工艺系统、装出料系统、热工检测及自动控制系统等三个部分组成。
三个系统互相配合，使炉子正常运转。
4、炉子的热工工艺系统是火焰炉最基本的组成部分。
包括炉子的工作室（炉膛）、供热系统（风机、油泵、管道、燃烧装置等）排烟系统（烟道、烟闸、换热器、余热锅炉、烟囱、排烟机等）以及冷却系统。
炉膛一般是由炉墙、炉顶和炉底构成的一个近乎六面体的空间。
5、炉子四周的围墙称为炉墙。
加热炉都采用直立的炉墙。
分为侧墙和端墙。
为防止砌体破坏，炉墙应尽量避免直接承受附加负荷，炉门，冷却水管等构件应设置在钢结构上。
6、炉顶按其结构型式分为拱顶和吊顶两种。
通常采用的有60、90、120和180拱顶。
60拱顶的r等于路子的跨度b，拱顶矢高h=0.134b，称为标准拱顶。
180拱顶多用于埋在地下烟道上。
拱顶的砖砌经常用’咬砌’，但经常拆修的拱顶也用‘环砌’。
吊顶是由一些特制的异形砖组成的，为避免挂砖的工字钢温度过高，砖的上表面不允许敷设绝热层，因此炉顶散热量较大。
由于金属夹钩在砌体外面，故可以在砖的部分表面敷设绝热层，炉顶散热损失较小。
7、在连续式加热炉上多采用吊顶（平顶）而不采用拱顶。
这是因为它不受炉子跨度限制，便于局部修理，便于安装烧嘴，炉子在炉膛宽度上铺展均匀。
但吊顶需用异形砖吊挂。
8、它不仅要承受被处理物料的机械负荷、碰撞与摩擦等作用，有时还要受到被处理物料的化学侵蚀及熔体的渗透等。
炉底结构型式和所用材料，决定于工艺过程和炉内的工作温度及化学反应的性质。
加热炉的炉底结构型式基本有两种1固定式炉底2移动式炉底9、烟道：是连接炉膛和烟囱的烟气通道。
常用的闸板结构有旋转式和升降式两种。
烟囱必须有独立的基础，不能与烟道基础相连，以免烟囱下沉式烟道基础断裂。
高温炉的工作原理
高温炉的工作原理高温炉是一种用于加热材料至高温的设备，它在许多工业领域中被广泛应用，如冶金、电子、化工等。
高温炉的工作原理主要涉及到燃烧和传热两个方面。
一、燃烧原理高温炉通常使用燃料进行加热，常见的燃料有天然气、液化石油气、柴油等。
燃料在高温炉中与空气或者氧气进行反应，产生燃烧。
燃烧的基本原理是燃料与氧气发生氧化反应，释放出大量的热能。
燃料在高温炉中通过燃烧室进行燃烧，产生的热能被传递给工作物料。
二、传热原理高温炉中的传热主要通过辐射、对流和传导三种方式进行。
1. 辐射传热：高温炉内的燃烧产生的高温气体味发出热辐射，辐射能量通过空气或者介质传递给工作物料。
辐射传热与温度的四次方成正比，因此高温炉内的温度越高，辐射传热的能力越强。
2. 对流传热：高温炉内的热空气或者气体通过对流传热的方式将热能传递给工作物料。
对流传热主要取决于气体的流动速度和温度差。
3. 传导传热：高温炉内的固体壁面与工作物料接触，通过传导传热的方式将热能传递给工作物料。
传导传热主要取决于材料的导热性能和温度差。
三、高温炉的工作过程高温炉的工作过程普通包括预热、加热、保温和冷却四个阶段。
1. 预热阶段：在高温炉开始工作之前，需要将炉膛内的温度升高到一定的程度，以保证后续的加热过程能够顺利进行。
预热阶段通常使用较低温度的燃料进行加热。
2. 加热阶段：在预热完成后，高温炉开始使用高温燃料进行加热。
燃料在燃烧室中与空气或者氧气反应，产生高温气体，通过辐射、对流和传导的方式将热能传递给工作物料，使其达到所需的高温。
3. 保温阶段：在工作物料达到所需的高温后，高温炉会维持一定的温度，以保持工作物料的稳定温度。
在保温阶段，高温炉会调整燃料的供给量和燃烧条件，以保持炉内温度的稳定性。
4. 冷却阶段：在工作完成后，高温炉会逐渐降低炉内温度，以便进行下一次的工作。
冷却阶段通常使用较低温度的燃料或者住手燃烧，通过自然冷却或者其他冷却方式将炉内温度降低。
平焰燃烧器炉内传热过程分析
平焰燃烧器炉内传热过程分析平焰燃烧器作为一种新型、高效、洁净的燃烧器材，被广泛应用于工业冶金行业中，平焰燃烧器的应用时间并不长，是近代发展应用起来的一种新型燃烧装置。
平焰燃烧器首先在美国应用，经过几十年的发展已经得到了广泛应用，我国工业应用平焰燃烧器起步较晚，但经过科研学者的不懈努力，目前外工业领域应用于多种燃烧装置中。
根据国外多年的时间经验分析，平焰燃烧器的应用可以增产10%-20%，节能15%-30%，相比较于其他燃烧装置的应用，平焰燃烧器能达到同样的燃烧效果，但同时又比其他燃烧装置更加节能。
对平焰燃烧器内部的传热过程进行分析研究，可以从根本上提升平焰燃烧器的使用性能，提高我国工业炉窑整体的装备水平和技术水平。
本文针对平焰燃烧器炉内的传热过程进行分析，仅供参考。
关键词：平焰燃烧器;炉内燃烧;传热过程;分析1 平焰燃烧器的工作原理及系统组成平焰燃烧器的燃烧火焰是圆盘形的薄层火焰，喷出的火焰贴着炉壁向四周伸展的圆薄型火焰，形成张角为180?的平展火焰。
空气以切线进入涡壳，形成强烈的旋转气流从喷口喷出，与从轴线流出旋转气流或雾化油雾混合后燃烧，借助于旋转气流的离心力，使气流获得较大的径向速度。
当气流从燃烧器喷出后，在离心力作用下会使燃烧火焰沿喇叭型燃烧器扩张口扩散形成圆盘形火焰。
火焰贴附在炉腔内壁形成一个均匀的灼热面，能有效提升炉内的辐射传热效果。
平焰燃烧器由旋流器和火道组成。
2 平焰燃烧器的特点及技术性能与普通的燃烧装置相比，平焰燃烧器具有加热均匀、高效、节能的特点，同时还能防止局部过热。
首先，平焰燃烧器可以燃烧多种材料，各种类型的燃气和燃油都可以使用，而且平焰燃烧器的燃气喷枪使用非常方便，喷枪设计成可抽取式，后期更换和清洗都非常方便。
传统的燃烧器都是直焰燃烧，受热不均匀，如果使用时间过长非常容易导致燃烧器的爆炸，平焰燃烧器的火焰稳定性强、火焰温度分布均匀，氮氧化物排放量少。
近年来，国家和政府对于治理污染的措施及检查非常严格，因此淘汰了很多污染性比较强的燃烧器，同时又多出了很多清洁高效节能的燃烧器，平焰燃烧器就是其中的一种。
炉膛爆燃分析
火电厂顺序控制与热工保护炉膛爆燃分析炉膛爆燃分析一、炉膛内火焰形成的机理分析炉内燃烧过程实质上是燃料与氧化合反应的过程，同时放出热和光。
这种燃烧反应过程在很复杂的条件下进行，与传热过程、流动过程、扩散过程等过程有关。
煤的组成成分是碳（C）、氢（H）、氧（Ｏ）、氮（Ｎ）、硫（Ｓ）、灰分（Ａ）、水分（Ｍ）等。
炉内燃烧过程是燃烧中的碳或氢化物与空气中的氧进行剧烈的化学反应。
煤粉炉中，煤粉空气混合物进人炉膛后，卷吸炉膛内的高温烟气产生对流换热，另外还有炉膛高温火焰辐射换热。
使进入炉膛的煤粉气流温度迅速提髙，而后着火，开始强烈燃烧，形成火焰。
保证在低负荷下着火的稳定性十分重要，影响煤粉气流着火和着火稳定性的因素有以下几个：（1）一次风量。
（2）一次风速。
（3）煤粉气流的初温。
（4）燃料性质。
（5）煤粉细度。
二、炉膛爆燃原因炉膛是指锅炉炉膛到烟囱的整个烟气通道部分，包括有关的锅炉部件、烟道、风箱和风机。
炉膛爆燃是指在锅炉的炉膛、烟道和通风管道中积存的可燃物突然同时被点燃，释放出大量的热能，生成烟气后容积突然增加时来不及由炉膛排出,因而使炉膛压力骤增，这种现象称为爆燃，严重的爆燃即为燃炸。
当炉膛压力过高或过低，超过炉膛结构所能承受的压力时,炉膛将产生外爆或内爆的恶性事故外爆：在锅炉炉膛内产生爆燃，炉内气体猛烈膨胀，使烟气侧压力升高，其作用力将炉墙推向外侧。
内爆：当炉膛内突然灭火，炉内气体由于火焰熄灭，温度剧烈下降而猛烈收缩，炉外大气压力将炉墙推向内侧。
炉膛爆燃可分冷态爆燃、热态爆燃、穿透性爆燃和局部爆燃，其中危害最大者为冷态爆燃和穿透性爆燃。
低温冷态爆燃：在锅炉点火期间，炉膛温度低,突然着火以后，温升较大，气体的容积膨胀也较大，故产生的破坏力较大，爆炸时往往损坏炉膛中下部,一般形成穿透性爆燃。
热态爆燃：运行中，炉膛温度高时突然灭火，炉膛介质随热气流不断上升和气化，到炉膛顶部，遇到高温过热器而产生爆燃，其破坏力低于前者,破坏区域大多在炉膛的顶部及水平烟道。
炉灶火焰分析报告范文
炉灶火焰分析报告范文
根据本次炉灶火焰的观察和分析，以下是对火焰特征、燃烧效率和可能存在的问题进行的详细报告：
1. 火焰特征：
本次观察的炉灶火焰呈蓝色，颜色均匀且较为稳定。
火焰高度约为8厘米，形状为锥形，火焰顶部较尖。
火焰底部则呈明显的黄色，并伴有微弱的红色，但黄色和红色的区域相对较小。
2. 燃烧效率：
根据火焰的颜色和形状来判断，本次炉灶火焰的燃烧效率较高。
蓝色火焰表明燃料在燃烧过程中充分与氧气发生反应，产生的主要产物为二氧化碳和水，说明燃烧过程相对完全。
火焰高度适当，说明火焰燃烧的充分。
3. 可能存在的问题：
尽管炉灶火焰整体呈现出较高的燃烧效率，但还是存在一些潜在的问题需要关注。
(1) 黄色和红色的底部火焰：这可能表示燃烧过程中产生了可
燃的废气或杂质。
黄色火焰通常是由于燃烧物质含有较多的杂质引起的，而红色火焰则可能意味着燃烧不完全或燃料过多。
这可能会对空气质量产生负面影响，应及时检查燃料供给是否正常。
4. 建议和改进措施：
为了提高炉灶的燃烧效率和减少可能存在的问题，建议以下改进措施：
(1) 定期检查和清洁燃烧器：确保燃烧器通道畅通，避免杂质积累；
(2) 调整燃气供给量：如果火焰底部过多呈黄色或红色，可能是燃料过多导致，需要适当调整燃气供给；
(3) 加强通风：保证厨房通风良好，避免废气积聚和影响空气质量。
在观察和分析过程中，请注意保持火灾安全，确保工作场所安全无异常。
以上报告旨在提供有关炉灶火焰分析的相关信息，供参考和改进使用。
二燃室急冷原理
二燃室急冷原理今天来聊聊二燃室急冷原理的事儿吧。
你有没有注意过啊，咱们在家里做饭的时候，有时候锅会特别热，要是不把火关小或者加点凉水，锅可能就会被烧坏了。
这其实跟二燃室急冷有那么点儿相似之处呢。
在工业里的二燃室啊，它主要是对燃烧后的气体进行进一步处理的地方。
二燃室的温度通常是非常高的，但是为了防止一些有害物质的产生或者为了后续处理的方便，我们需要快速地把这个高温气体冷却下来，这就是二燃室急冷的目的。
打个比方吧，这就像是咱们刚从炉子上拿下来的特别烫的红薯，要尽快让它凉下来就好处理了。
在二燃室里实现急冷的原理呢，就是利用了热交换。
靠得是一些特殊的冷却介质。
有的呢是像喷水这种直接的冷却方式。
就像夏天特别热的时候，给地面浇水降温一样。
高温的气体就好像炎热的地面，水喷上去就把热量带走了。
还有的是通过特制的换热器，高温气体和冷却介质在里面“擦肩而过”，热量就从高温的气体传到冷却介质里去了。
有意思的是，这个急冷的速度可是有要求的。
不能太慢，要是太慢了就达不到急冷的效果，那些有害物质还是会产生。
也不能太快太猛了，不然可能会损坏设备。
比如说，像咱们吹凉东西的时候，太用力吹一口气可能东西就吹飞了，这设备要是冷却速度太快，可能就会出现各种故障。
老实说，我一开始也不明白为啥二燃室急冷非得这么讲究。
后来我学习了相关的工程热物理的理论知识才知道其中的门道。
知道温度、流量、接触面积这些因素对急冷的效果都有着很重要的影响。
说到这里，你可能会问，这个二燃室急冷原理是只在特定的工业领域有用吧？其实不是的。
比如说垃圾焚烧处理厂，这就是很重要的一个应用场景。
在垃圾焚烧的时候，会有很多复杂的化学反应产生，二燃室急冷就能有效地控制有害气体的产生，保护生态环境。
实际应用的时候啊，就要注意控制冷却介质的流量、温度还有喷雾的角度之类的条件。
这都是从大量的实践经验里总结出来的。
我学习和理解这个原理的过程中啊，就意识到很多看似简单的原理背后都有着严格的科学依据和复杂的系统工程。
2层燃燃烧方式及其设备PPT演示课件
西 安
前者会导致飞走的未燃煤量增大，后者则
交 引起燃烧的不完全，这都会使燃料燃烧的
通 大
损失达到不能允许的程度。
学
锅 而且，无限制地增大炉排面热负荷也是做
炉 研
不到的。
究
所
（2）炉膛容积可见热负荷
虽然绝大部分燃料是在火床上燃烧的，但仍 有一部分可燃物是在炉膛容积中燃烧掉的。 因此，与炉排面热负荷相应，还有一个炉膛 容积可见热负荷，单位为kW／m3。
条状炉排的通风截面比比较大，约为20%一40%， 空气在燃烧层中扩散较快，空气汇合面0-0距炉 排面较近。空气汇合面即为燃烧层中燃烧最强烈 的区域。适用于挥发分高的煤。
板状炉排的通风截面比比较小，约为8%一20%，
空气送入相对集中，在燃烧层中扩散较慢，燃烧
西 层中的高温区距炉排面较远。适用于无烟煤或贫
大 学
烧，并由于很细，一般旋风式等除尘器
锅 炉
难以捕捉，因而随烟气排出而形成黑烟。
研
究
所
（3）手烧炉的燃烧过程
新煤受热有两个热源：一是新煤下部灼热的
焦碳层；一是新煤表面受火焰及炉墙的辐射
热。新煤层是双面受热，温度上升快，着火
条件很好，也可认为手烧炉是无限制着火。
这就使在链条炉等机械化层燃炉中较难着火
大 学f tf 来自炉排的总面积100 %
锅
炉
研
究
所
炉排通风截面比是一个影响大、涉及因素多、而 且颇为敏感的炉排特性指标。它必须根据所用煤 种、炉排型式、通风方式等情况来加以选择。
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
（2）炉排片冷却度
这是炉排片工作可靠性的指标。
为了很好地冷却炉排片，应该保证它有一定 的高度，以使其有足够的侧面积被空气冲刷 冷却。
锅炉燃料的燃烧过程分析与燃烧方式分析
1. 层状燃烧。层状燃烧是将燃料以一定的厚 度分布在炉排 上燃烧 的一种方式, 又称火床燃烧, 仅适用于各种 固体燃料的燃 烧。它能适应 不同煤种的燃烧, 对颗粒 大小无 特殊要 求。当空气 与煤层 混合 不充分 或局部空气供应 不足 时, 都 会使 燃烧 不完全, 燃烧 效率 降 低, 冒 黑烟。 这种燃烧方式的主要优点是, 燃料层能保持 相当大的热量, 燃烧容易稳 定。不易造成熄火, 而且新输入的燃料能与 着火燃料接触受 烘烤, 点燃 条件好。它的主要缺点是, 只能燃用固体块 状燃料, 且燃料和 空气混合 条件不好, 故只适用于小容量的锅炉。
百科论坛
锅炉燃料的燃烧过程分析与燃烧方式分析
关振海 黑龙江七煤 (集团 ) 公司水暖电讯公司
摘 要 !燃料燃烧的基本条件是可燃物质、空气 ( 氧 )和一定的温度。锅 炉燃料的燃烧包 括煤的燃烧、锅 炉中油燃料的燃 烧、锅炉中气 体燃料 的燃烧等过程。燃烧方式主要有层状燃烧、悬浮燃烧、旋风燃烧、沸腾燃烧等。
油滴蒸发与化学反应的快慢与温度有关, 还与气体扩散条 件有关。 气体扩散越快, 蒸发和化学反应就越强 烈, 油滴燃烧就越 迅速。蒸发出 来的低分子氢比较容易完 全燃烧, 高分 子氢则 不易燃 尽。如氧 气供应 不充分、不及时, 在缺氧的 情况下, 高分 子氢会 分解出 炭黑。炭 黑是直 径小于 1 m 的固体颗粒, 其化合性不强, 燃烧缓慢。如炉内燃烧工况不 良, 会使大量炭黑不能燃尽, 烟囱冒黑烟。
2. 重悬浮液固相体积浓度的定义及最佳值范 围。重悬浮液是 由磁 铁矿粉、煤泥和水组成。固相体积浓度变称容积浓 度, 它表示重介 悬浮 液中的固体体积含量。固相体积浓 度取值是 有一定范 围的, 一般 在 15 - 35% 之间。超过最大 值 ( 35% ) 时重悬 浮液 粘度 增高 甚至失 去流 动 性, 煤粒在重悬浮液中不能 自由运动。 低于最小 值 ( 15% ) 时 又会造 成 重悬浮液中介 质迅速沉降, 使悬浮液密度不稳定而导致 分选效果变坏。 生产实践表明, 重悬浮液固相体积浓度的最值范围在 20- 30% 之间。
分析“W”型火焰锅炉受热面超温的原因及处理途径
一
、
的原 因
锅 炉 受 热 面 超 温在 一 定 环 境 下 和煤 质有 着 较 大 的关 系 ，而 且 在 锅 炉 的设 计
２ ０ １ ５ ＮＯ． １ ２（ 下 ）
工 业 技 术
型 火焰锅炉受热 面超 温 的 分析 “ Ｗ” 原 因及处理途径
孟俊峰
（ 阳城 国际发 电有 限责任公 司，山西 晋城 ０ ４ ８ １ ０ ２）
摘 要 ：本 文通过 对 “ ｗ ” 型 火焰锅 炉 受热 面超 温的 原 因进 行 分析 ，其 原 因主要 是 燃煤 的质 量过 差 以及 锅 炉 内部相 关 受
二 、对 汽 轮 机 冲 转前 和 冲转 中的措 施 过 程 中 要尽 量 避 免 数 据值 的过 快 的上 升 或 下 降 的 发 生 。 在 进 行 并 网 的 过 程 首 先 ，在 油 枪 的 投入 中 ，应 该 充分 中 ，要 准 确 的 计 算 出 并 网 的 具 体 时 间 考 虑 到 炉膛 断面 各 个 方位 之 间 的对 称 关 点 ，从 而 为 增 加油 枪 数 量 提 供 充 足 的时 系 ，从而使锅炉能够达到受热均匀 的效 间 ，从 而 满 足 汽轮 机 在 暖 季 状 态下 的初 果 ，在 具 体 实施 的过 程 中还要 对 油 枪 投 负荷运 转 的要求 。 三 、炉 膛卫 燃带 防结焦 改造 运 到 炉 膛 侧 面进 行 优 先 考 虑 。 如果 是 刚 （ 一 ）对燃 烧 的调 整 刚启 动 锅 炉 的话 ，在 进 行 首 次 油枪 投 入 首先 ，对 燃 烧 状况 进 行 调 整 。通 过 的时 候 可 一 次性 投入 五 只 油 枪 ，从 而能 够较 好 的实 现 炉 膛 的受 热 均 匀 以及 能够 对 锅 炉结 焦 的部 位 以 及 相关 的结 焦 情 况 以较 快 的时 间 达 到 升 压 的效 果 ，但 是在 进 行 分 析 ，对 各 磨 的一 次 风粉 管 进 行 适 烟 的 温度 的控 制 上 要 严格 控 制 ，使 其测 当 的调 平 ，还 要 通 过 对 磨 的 携带 风 量 进 量 的温 度不 能低 于５ ０ ０ ￣ Ｃ，在锅 炉进 行 升 行 调 整 以及 旁 路 风 量 和 各个 层 级 的二 次 压 之 前 ，而 且 在 保 持 一定 的油 枪 数 量 不 风 量 进 行 适量 的调 整 ，从 而 使它 们 的具 变 的 前 提下 ，要 做 到 对 备 用 的油 枪 进 行 体 参数 达到所 设计 的参 数要 求 。 替换 ，并且还要对其进行相关 的实验 ， 其 次 ，对分 离器 转 速进 行调 整 。 从 而 在 一 定程 度 上 避 免 因烟 枪 问题 而 造 对那 些 一 次 风 旋 流 业 片进 行 调 整 ，从 而 成 的 锅 炉 受 热 面 温 度 过 高 的 问 题 的 发 降低 一 次 风 的相 应 的旋 转 速 度 ，从 而 实 现 尽量 减 少 结 焦 的 目的 。对 氧 量 进行 调 生。 其 次 ，要 根据 升压 曲线 来 不 断 提高 平 ，使 氧量 之 间处 在 一 种平 衡 的状 态 。 锅 炉 的热 负 荷 在 非锅 炉 投 入 油 枪 时 每次 然 后 就 是对 儿 媳 旋 流 片 进行 调 整 ，对 靠 应增 加 三 只 左 右 ，如果 是 锅 炉 的具 体参 近 墙 壁 的燃 烧 器 的 二 次 风旋 流片 的角 度 数保 持 稳 定 的 前 提下 ，油 枪 的数 量 就不 进 行 适 当调 大 ，从 而 实 现增 加 旋 流 的 目 再增 加 。还 有 就 是 在对 那 些 空 气 门和 疏 的，还有就是能够提高对高温烟气 的吸 水 门 进行 关 闭后 ，还要 对 各 个 减 压 器 进 出能 力 ，从 而在 一 定 环 境 下 实 现着 火 的 行 反 冲 洗 ，而 反 冲 洗 的 时 间应 控 制 在 十 稳 定性 。 分钟左右 ，从 而使减温器处在一种备用 （ 二 ）除焦剂 的有效 添加 在 锅 炉 内部 添加 除胶 剂 ，在 颅 内 的 状态 ，从 而做 到预 防 的作用 。 最 后 ， 如 果 冲 压 器 在 冲 压 前 其 温 熔 融 的状 态 下 的 焦就 会 增 多 ，而 煤 的燃 度 低 于 所 相 应 的运 转 参 数 的 情况 下 ，就 点 就会 降低 ，而 煤渣 的形 态 与 没 有使 用 不要 采 用 喷 水 减温 的办 法 。如 果 是温 度 除 胶剂 相 比 ，其 在 质 地 上变 得 有 些 松 软 过 高 并 且 蒸 汽 压力 低 的情 况 下 ，应 该 尽 而 且还 容 易 破 碎 。因 此 ，在 煤 炭 和 熔 炉 可能 的较 少 的 使用 一 级 减 温 水来 控制 减 内部 添加 除胶 剂具有 重要 除焦 作用 。 温器 的气 温 饱 。在 冲压 进 行 前 要 尽 可 能 （ 三） 锅 炉卫燃 带 的相关 改造 的保 持其 具 体 的参 数在 设 计 参 数 的 范 围 首 先 ，在进 行 燃 煤 的 过程 中会 产 生 内。 较 高 的 灰 分 ，而 且 它 的温 度还 比较 高 ， 在 汽 轮 机 进 行 冲 转 的 过 程 在 还 能 燃煤的灰渣在熔融状态的时候就和炉墙 够 ，锅 炉 内 应 该 不 断 的 增 加 油 枪 的 数 碰 撞 ，是 炉 壁 的温 度 升 高 ，而 且灰 渣 粘 量 ，并保 持相关参数的稳定状况 ，如果 在 锅 炉 壁 上 形成 焦 装 ，灰 渣 粘 在 炉壁 上 冲 压 前 的 锅炉 参 数 设 计 较低 的情 况 下 ， 以后 ，其 在 吸 热 能力 上 就 会 受 到 一定 的
高温炉窑的热工过程分析
新型高温炉窑技术与发展趋势
新型高温炉窑技术
新型高温炉窑技术包括蓄热式燃烧技 术、等离子体加热技术、微波加热技 术等，这些技术具有高效、节能、环 保等优点。
发展趋势
高温炉窑技术的发展趋势是向着高效 、环保、智能化方向发展，未来将更 加注重能源节约和环境保护，同时不 断探索新的技术和应用领域。
05
案例分析与实践
04
高温炉窑的热工特性与优化
高温炉窑的热工特性
高温炉窑的结构特点
高温炉窑通常由耐火材料、保温材料和金属构架组成，具有复杂的 几何形状和热工特性。
温度分布与控制
高温炉窑内的温度分布受到加热速度、物料性质、气体流动等多种 因素的影响，需要精确控制以实现高效生产和产品质量保证。
热量传递与损失
高温炉窑内的热量传递主要包括辐射、对流和传导三种方式，热量损 失不仅影响能耗，还可能对环境造成影响。
流体动力学基础
总结词
流体动力学是研究流体运动规律的学科，涉及到流体的速度、压力、温度和流动形态等 参数。
详细描述
流体动力学主要研究流体的基本运动方程、流动阻力和能量损失等。在高温炉窑中，流 体动力学原理用于分析炉膛内气体的流动特性、流动阻力以及流动对传热过程的影响，
为炉膛设计和优化提供依据。
热力学基础
详细描述
传热学主要研究热量传递的方式、规律和影响因素，包括传 导、对流和辐射三种基本方式。在高温炉窑中，传热学原理 被广泛应用于炉膛内热量的传递和分布，以及热工设备的热 效率和热损失分析。
燃烧学基础
总结词
燃烧学是研究燃烧反应的学科，涉及到燃料与空气中的氧气进行化学反应的规律和机理。
详细描述
燃烧学主要研究燃烧反应的化学过程、火焰传播速度、燃烧效率以及燃烧产物的成分和特性。在高温 炉窑中，燃烧学原理用于指导燃料的选择、配风比例以及燃烧器的设计，以实现高效、低污染的燃烧 过程。
火焰炉
1、火焰炉的三大系统：炉子热工工艺系统、装出料系统、热工检测及自动控制系统2、炉子热工工艺系统是火焰炉最基本的组成部分，包括炉子的工作室（炉膛）、供热系统、排烟系统以及冷却系统等3、炉顶按其结构型式分为拱顶和吊顶两种4、烟道是连接炉膛和烟囱的烟气通道5、烟道断面尺寸通常是根据选取的烟气流速（一般为2-4标m/s）进行计算来初步确定的6、烟道布置要尽量缩短长度和减少烟气流动阻力损失，要与厂房柱基、设备基础和电缆等保持一定的距离，以免它们受到烟道温度的影响7、设计和修筑炉子时应注意的几点：(1)混凝土任何部分的温度都不允许超过300℃，否则混凝土就会变质而压坏。
因此，当炉底直接建筑在混凝土上时，要在炉底与混凝土之间用绝热材料隔开；对于温度较高的炉子，要把炉底架空起来，靠空气冷却基础。
（2）炉子基础必须是整块的，不允许有断裂现象。
炉子基础要与其他基础（如辅助设备、厂房、烟囱等基础）分开，以避免由于基础受力不同而引起不均匀下沉，使基础开裂或设备倾斜。
（3）基础的底部应在地基的冻土线以下，以免因天气寒冷使基础遭到破坏。
（4）炉子基础应尽可能地建于地下水平面以上，以免由于地下水的侵入而损坏基础的强度。
炉子的个别部分（如烟道、换热器等）必须建在地下水平面以下时，一定要有防水沟或防水层等严密的防水措施8、炉子钢结构的作用：（1）加固炉子砌体，承受炉子拱顶的水平分力或者炉子吊顶的全部重量，并把它们的作用力传到炉子基础上。
（2）钢结构也是炉子的骨架，在其上可以安置炉门框、炉门、烧嘴和冷却水管等各种炉子部件，并承受这些部件的重量。
（3）可抵抗砌体的高温膨胀，使炉子受热后不发生形变第四章1.第一类工作制度是指沿炉长方向上供热分配是不变的，即供热点的位置、个数和供热量的比例等不随产量（或热负荷）的增减而变化。
2.解析法：火焰炉炉膛热工作的基本方程式的解析式，是在联立炉膛热平衡和热交换方程的过程中得到的。
它包括炉子热效率（或有效热）方程式和炉膛废气出口温度方程式。
加热炉的烧焦过程
加热炉的烧焦操作规程1 加热炉基本原理:加热炉炉管内结的焦在一定温度下，受到高温蒸汽和空气的冲击发生崩裂及燃烧后的产物和未燃烧的焦粉一齐被高速气流所带走。
通入空气的目的是供给焦粉燃烧所需的氧气；通入蒸汽的作用一个是带走燃烧的产物，二是降低炉管中气体的氧含量，减缓燃烧速度，避免燃烧过快和温度上升太快而损坏炉管。
2 烧焦前准备工作:2.1加热炉在烧焦前必须吹扫干净炉管内无油，对于炉-1可以打开堵头进行确认。
2.2检查烧焦流程是否正确，内容包括：加热炉出口的盲板是否装好，烧焦放空线是否畅通，烧焦用蒸汽是否畅通，烧焦用非净化风(空气)盲板拆除，安装好辐射的烧焦弯管并拆除对流出口去烧焦罐的盲板，检查流程确保正确。
2.3必须在加热炉进出口和非净化风装好经校对的压力表。
2.4 联系仪表校对炉膛温度、烟气温度、炉对流室出口两点温度、炉辐射出口温度等温度指示，并接好临时的测温毫伏计,拆辐射南北分支流量孔扳。
2.5 联系厂调度，使蒸汽压力不小于0.95MPa，空气压力不小于0.4MPa，瓦斯压力不小于0.35MPa。
! B1 } u Z- n2 b2.6 建立烧焦记录本，安排好烧焦人员，对烧焦前的工作进行确认。
, ^" ]- z: i/ X/ p' l. x2.7其检查确认以《加热炉操作规程》为标准。
2.8烧焦罐给水,注水管通水。
3 烧焦步骤和要求- f* F; y3 Z" x3.1开炉管注汽，吹扫贯通，以保证点火后不干烧炉管。
注意要尽量给大蒸汽量。
+ {0 X5 S2 Q: O& _ q3.2引瓦斯步骤以《加热炉操作规程》为标准进行操作。
3.3加热炉点火以《加热炉操作规程》为标准进行操作。
3.4加热炉升温：炉膛温度低于500℃时，升温速度为50℃/h；炉膛温度在500-650℃时，升温速度为30℃/h。
注意：在升温过程中，炉辐射段出口温度不得高于550℃，否则应适当降低炉膛温度或者增大炉管注汽量。
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焦炉立火道高向温度均匀性 氧-煤气烧嘴(改善炉温均匀性)
18
2.2.3 气体再循环对燃烧的影响
氧-煤气烧嘴： (改善炉温均匀性) 利用炉气再循环减 缓燃烧过程，降低 燃烧温度，改善炉 温分布的均匀性。 改变富氧程度及再 循环倍率可以获得 不同的火焰温度。
2.3.3.2 火焰温度
火焰温度分布的复杂性： 影响因素：
燃烧器结构 燃料特性 空气温度 炉膛温度条件等 合理简化 数值求解 结合实验
实验研究难度大 理论计算也很难
53
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.3 火焰的辐射热流密度
q f = ε f σ 0T
4 f
总辐射热量----Lf 、εf、Tf
35
2.3.1 火焰的几何特征
(张角、形状和长度)
火焰的形状：
射流边界层
等温自由射流的边界层(速度为零)，实际上由于脉 动原因速度在0.5~1m/s 由于有回流流向火焰根部，边界层确定更加困难
36
2.3.1 火焰的几何特征
(张角、形状和长度)
火焰的形状：
射流边界层
气体动力学边界
37
2.3.1 火焰的几何特征
复杂的以传热为中心的物理和物理化学过程， 以物理过程为主。
3
2.1 概述
本章学习目的：对火焰炉内热过程物理本 质的揭示，定量的数学描述。 火焰炉内热过程的复杂性：
燃烧
传热
流动
4
2.1 概述
本章学习目的：对火焰炉内热过程物理本 质的揭示，定量的数学描述。 火焰炉内热过程的复杂性：
流体力学过程：不等温的空间流动，边界条件 复杂 燃料燃烧过程：受气体流动的影响，形成复杂 温度场和热流场 传热(传质)过程：温度场又影响流动和燃烧 流动、燃烧、传热本身已很复杂，且相互影响 复杂边界温度场、速度场和成分场相互耦合
26
环形加热炉CFD数值模拟
环形加热炉简介
27
环形加热炉CFD数值模拟
炉膛内截面温度分布图
28
环形加热炉CFD数值模拟
炉膛内截面压力分布图
29
环形加热炉CFD数值模拟
炉膛内速度矢量分布图
30
罩式炉氢气流动CFD数值模拟
31
罩式炉氢气流动CFD数值模拟
32
P型蓄热式辐射管CFD数值模拟
33
内部再循环 (自然再循环) 外部再循环 (结构再循环) 钝体再循环
火焰稳定器
14
2.2.2 再循环气流的流动情况
自然再循环气流(如图)
15
2.2.2 再循环气流的流动情况
自然再循环气流
再循环率： 再循环倍率：
mr r= m0 +ma
m0 + ma + mr R= m0 + ma
16
2.2.3 气体再循环对燃烧的影响
20
Hale Waihona Puke 火焰 (低温/高动量)火焰 (高温/低动量)
2.2 炉内气体运动及再循环
小结： 炉气再循环是炉内气体流动的主要特征形式。 炉气再循环影响燃烧效果、炉温均匀性等。 研究方法：
传统的流体力学理论 新兴的CFD数值分析方法 实验是必要的环节
21
附：CFD数值模拟
钢管淬火炉 环形加热炉 罩式炉氢气流动 P型蓄热室辐射管
气体射流运动：紊流自由射流本身存在 相似性 气体回流运动：主要由射流引起
研究方法：
经典思路 (共性分析，典型化，研究基本规律，再综合运用分析
特点问题)
冷自由射流
限制及半限制射流 模型实验研究
7
冷热射流差别
2.2 炉内气体运动及再循环
研究方法：
经典思路：
冷自由射流 限制射流 冷热射流差别 模型实验研究
4 f
1----重油，辉焰 2----天然气，辉焰 3----天然气，火焰黑度较小 4----天然气，暗焰
总辐射热量----Lf 、εf、Tf
(张角、形状和长度)
火焰的形状：
化学当量浓度区域边界
n=1(冷态) n=1(热态)
38
2.3.1 火焰的几何特征
(张角、形状和长度)
火焰的形状：
燃烧区边界按qh=2%计
燃烧区边界
39
2.3.1 火焰的几何特征
(张角、形状和长度)
火焰的形状：
实际的火焰外观形状有各种形状，它决定于：
燃料和空气流的速度及速比 气流旋转和混合情况 烧嘴出口直径等
当前趋势：CFD技术应用 说明：
经典方法概念清楚、直观 CFD方法也基于经典理论 CFD方法存在参数确定问题 采用CFD方法，实验研究仍然十分重要
8
2.2 炉内气体运动及再循环
火焰炉炉膛内气体运动：
射流运动：
张角/射程/速度分布/质量交换/周边影响
回流运动(再循环气流)：
由射流引起 (由燃烧器喷出的热气体射流引起) 回流(自身性质及它与热射流进行的热质交换情况) 影响火焰长度、温度分布等，从而影响整个热过程。
49
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.2 火焰温度
重油机械雾化燃烧实验：
离出口2m处 离出口2m处
50
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.2 火焰温度
平展旋流火焰(平焰)：
空气旋流 离心及附壁效应 贴壁展开
51
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.2 火焰温度
平展旋流火焰：
52
2.3.3 火焰的辐射特性
以某重油火焰研究为例：
54
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.3 火焰的辐射热流密度
q f = ε f σ 0T
4 f
总辐射热量----Lf 、εf、Tf
θ↑， Lf ↓
B↑， Lf ↑
55
2.3.3 火焰的辐射特性
2.3.3.3 火焰的辐射热流密度
其他火焰？
4 f f 0 总辐射热量----Lf 、εf、Tff
9
2.2.1 气体再循环的方式
内部再循环(自然再循环)：
(最主要方式)
由于限制射流动量作用而引起射流前后静压 差，从而产生的气体再循环。
外部再循环(结构再循环)：
借助于外界专门结构和设备来进行特定方式的 气体再循环。
钝体再循环：
发生在钝体后面尾流中的再循环。
10
2.2.1 气体再循环的方式
内部再循环 (自然再循环) 外部再循环 (结构再循环) 钝体再循环
( =1expax )
b
φ
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 x
45
b：1或2 (Lf按qh=1%或2%)； a：实验确定的经验参数。
1
1.2
1.4
1.6
2.3.3 火焰的辐射特性
影响因素： (辐射率和吸收率、温度、辐射热流密度)
燃料种类 火焰长短 燃烧完全程度 相对位置等
22
钢管淬火炉CFD数值模拟
钢管淬火炉简介
炉子产量：44 t/h； 炉子尺寸：净长14480mm，炉宽14800mm； 齿数和齿距：齿数111齿，齿距120mm。
23
钢管淬火炉CFD数值模拟
网格划分
24
钢管淬火炉CFD数值模拟
温度分布
淬火炉炉膛内炉气温度分布云图
25
钢管淬火炉CFD数值模拟
流线分布
一般空气-煤气烧嘴： 煤气 空气 (低速/高流量) 一般氧气-煤气烧嘴： 煤气 氧气 (低速/低流量) 炉气再循环氧气-煤气烧嘴： 吸入炉气 氧气 (高速/低流量) 氧气-炉气 (低速/高流量) 煤气 火焰 (低温/高动量)
19
火焰 (低温/高动量)
火焰 (高温/低动量)
2.2.3 气体再循环对燃烧的影响
线处不完全燃烧程度为1~2%处。 实际长度： Lf (n=1) (qh=2%) (qh=12~16%)
化学当量长度：Lst 冷态混合长度：Lstc Lf > Lst > Lstc
(n=1)冷态
(定量关系需实验确定)
42
2.3.1 火焰的几何特征
(小结)
火焰的几何特征(张角、形状和长度)都不是 独立特性，相互关联 影响因素：速度/温度/浓度等
2 火焰炉内热过程分析
本章内容： 2.1 概述 2.2 炉内气体运动及再循环 2.3 火焰的基本特征 2.4 炉内传热 2.5 火焰加热炉数学模型
1
2.1 概述
火焰炉：
2
2.1 概述
火焰炉(敞焰炉)：炉膛内只有部分空间装有 被加热物料，而另一部分空间为火焰或燃 烧产物所占据。通过火焰及燃烧产物和炉 料及炉衬等之间的热交换，炉气将部分热 量传递给受热表面后排出炉膛。 火焰炉内热过程：火焰炉内进行的气体流 动、燃料燃烧、传热传质过程的综合。
燃烧器结构：尺寸、旋流、张角、开度等 燃料特性：成分、压力、温度、粘度等 空气特性：温度、压力、富氧率等 燃烧空间情况：炉膛形状、气氛温度等
43
2.3.2 火焰的析热规律
化学能 热能(逐步)
研究意义：区域热平衡分析、炉气温度分布计算等 影响因素：燃料种类、燃烧器结构、炉内热过程 析热规律关系式：一维----指数关系
5
2.1 概述
研究方法：经典流体力学、燃烧学和传热 传质学理论基础上，研究特殊规律和相互 作用。 本章内容：
2.2 炉内气体运动及再循环 2.3 火焰的基本特征 2.4 炉内传热 2.5 火焰加热炉数学模型 ----流动 ----燃烧 ----传热 ----综合
6
2.2 炉内气体运动及再循环
火焰炉炉膛内气体运动：
氧-煤气烧嘴： (改善炉温均匀性) 利用炉气再循环减 缓燃烧过程，降低 燃烧温度，改善炉 温分布的均匀性。 改变富氧程度及再 循环倍率可以获得 不同的火焰温度。