1、 热处理车间热处理车间 设备与设计设备与设计 热处理燃料炉热处理燃料炉大纲要求的内容概述 了解燃料炉的一般知识燃料及燃烧计算 掌握炉型的选择和炉体尺寸的确定办法和计算燃料燃烧装置 了解几种燃烧装置的燃料炉的炉体结构设计 了解一般的设计过程炉子燃料消耗量的确定 了解炉子燃料消耗量的确定概述概述分类分类 固体燃料炉 液体燃料炉 气体燃料炉概述特点特点结构复杂节省能源生产成本低工作环境差不利于环保燃料及燃烧计算燃料及燃烧计算燃料的类型及选择燃料的类型及选择固体燃料固体燃料煤煤热处理燃料炉对煤的要求：热处理燃料炉对煤的要求：低发热Qd23000KJ/Kg，挥发分V 20%，灰分A15%20%，含硫量
2、1%，水分A6%8%，灰熔化点t1200，不粘结或弱粘结性。煤煤 工业分析：水分M、灰分A、挥发分V和固定碳的的 C(发热量和全硫分测定)组组 化学分析:碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮成成 （N）、硫（S）五种元素含量的测量液体燃料液体燃料主要包括：重油、渣油、重柴油、轻柴油主要包括：重油、渣油、重柴油、轻柴油液体燃料的性质：液体燃料的性质：(1)密度，(2)粘度,(3)闪点和着火温度，(4)元素成分，(5)凝点，(6)灰分和水分，(7)比热容、热导率和熔化潜热气体燃料气体燃料煤气：煤气：可燃气体 CO,H2,CH4,CnHm和H2S;组成：不可燃气体 CO2和N2;助燃气体 O2天然气：天
3、然气：CH4高炉煤气和焦炉煤气：高炉煤气和焦炉煤气：发生炉煤气：发生炉煤气：城市煤气：城市煤气：焦炉煤气、混合发生煤气、油煤气气体燃料气体燃料燃料的发热量燃料的发热量 高发热量：低发热量：标准燃料：标准燃料：将发热量Qd=29260kJ/kg的燃料 称做标准燃料。燃料燃烧的计算燃料燃烧的计算计算内容计算内容 a空气需要量 b燃烧产物成分、数量和重度 c燃烧温度 空气过剩系数燃料燃烧的计算燃料燃烧的计算空气过剩系数n值的影响因素燃料种类燃烧装置的构造燃料的准备0LLnn燃料燃烧的计算燃料燃烧的计算分析计算发进行燃烧计算假定项：摩尔体积在标态下为22.410-3m3/mol。摩尔质量均取整数。以标
4、准状态下的体积进行计算空气中O2、N2体积含量为21%和79%不考虑CO2和H2O分解燃料燃烧的计算燃料燃烧的计算例：例：已知发生炉煤气的供用成分为CO-29%,H2-15%,CH4-3%,C2H4-0.6%,O2-0.2%,N2-42%,CO2-7.5%,H2O-2.7%.求当n=1.1时的空气需要量Ln，燃烧产物量Vn 燃烧产物成分和燃烧产物重度。1）单位燃料空气需要量)m(55.110014.114.11196.26.293nL燃料燃烧的计算燃料燃烧的计算2）单位燃料的燃烧产物量3）燃烧产物的成分CO2-17.5,HO2-10.7,N2-70.6,O2-1.24)燃烧产物的密度0和重度0
5、的 第十二次课完 )m(33.21001.2333nV)m/kg(329.11004.226.70282.1327.10185.17441004.2228N32OOH18CO44322220）（300m/N024.138.9329.1g燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置一、烧嘴1、煤气的燃烧特点 三 混合阶段：混合速度 燃烧速度 阶 活化阶段：将气体加热到着火温度 段 燃烧反应阶段：形成焰面2、煤气烧嘴F 无焰烧嘴F 有焰烧嘴F 高速烧嘴燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置燃烧现象（燃烧现象（回火回火与与脱火脱火）p回回 火火 定义：定义：当喷出速度小于火焰传播速度时，火焰 将传播到烧嘴内，造成“回火”现象
6、。现象：现象：这时烧嘴被烧红和发生爆音。原因：原因：大部分是由于煤气压力不足或烧嘴被堵 塞，使混合气体喷出速度下降所造成的p脱脱 火火燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置定义：定义：当喷出速度大于火焰传播速度时，火焰 将离开喷头，造成“脱火”现象。现象：现象：燃烧不稳定，严重时则熄火。原因：原因：气体喷出速度过大无焰烧嘴：无焰烧嘴：特点：煤气和空气在烧嘴内部即达到均匀混合，喷出烧嘴后能立即着火燃烧，火焰很短，没有明显的火焰轮廓。燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置优点：优点：当煤气的压力或流量改变时，吸入的空气量也随着改变，不必没置专门装置即可保证煤气与空气的适当混合比，有利于炉温的自动控制，不必设空气供应管
7、道、n值较小、热效率也较高。缺点：缺点：是生产能力低，调节比小，容易产生“回火”，噪音大等。燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置有焰烧嘴：有焰烧嘴：特点：特点：有焰烧嘴的特点是煤气与空气全部或大部在烧嘴外部混合，边混合边燃烧，形成可见的长火馅。优点：优点：要求煤气压力较低，不易产生“回火”，因此煤气和空气均可预热到较高温度，烧嘴的调节比较大。燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置缺点：缺点：有焰烧嘴所需过剩室气量较大（n=1.101.25），燃烧缓慢并不易完全，火焰温应偏低，但是，有焰烧嘴的燃烧能力很大高速烧嘴：高速烧嘴：特点：特点：高速烧嘴由混合装置和燃烧室两部分组成。煤气与空气在混合装置内预先混合，再进入燃
8、烧室内进行混合与燃烧，高温燃烧产物剧烈膨胀，以非常高的速度吹入炉膛内。燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置优点：优点：1）加热速度快；2）可改善炉衬的工作条件，使炉子热惰性小；3）炉子不必再设燃烧室，炉高可以降低；4）加热质量好；5）热效率高，节省燃料；6）减少烧嘴的数量，有利干自动控温。燃料燃烧的装置燃料燃烧的装置缺点：缺点：1）要求供应燥气和空气的压力高，消耗动力多2）烧嘴燃烧室要求用特殊耐火材料制做；3）工作噪音大喷嘴：喷嘴：重油雾化：重油雾化：将油流破碎成极细的雾滴，以加速其蒸发、热分解和裂化过程，并扩大与氧的接触面积。燃料炉的炉体结构设计燃料炉的炉体结构设计油嘴燃料炉的炉体结构设计燃料炉的炉
9、体结构设计一、炉型选择的基本原则一、炉型选择的基本原则(1)根据国家资源政策、本单位的条件及经济效果来选择燃料。(2)根据工件的特点及产品的技术要求，认真地确定炉体的结构型式，如炉膛的形状、燃烧室的位置及燃烧器的布置方案、排烟口及烟道的位置、烟囱和鼓风机的设置等。(3)为了适当地抑制加热金属的氧化和脱碳程度或者为了进行化学热处理，应设法控制炉内气氛，即采取将火焰与工件隔离的间接加热方式，如设置马弗罐或采用辐射管加热。燃料炉的炉体结构设计燃料炉的炉体结构设计二、炉膛尺寸的确定二、炉膛尺寸的确定1、炉底面积的确定 （1）实际排料法 （2）按炉底强度指标计算2、炉膛高度的确定三、炉体结构三、炉体结构1、砖砌炉衬2、耐火纤维炉衬1、燃料炉的炉体一般较大，砌体受压荷载较大，炉壁又经常受高温、高速的烟气流的冲刷作用。2、较大型的燃料炉，常无钢板外壳围护。3、大型燃料炉的炉体庞大，炉拱顶很重，其侧向推力很大。小结小结了解燃料炉的特点，以及燃料的特点。燃料的特性燃烧的计算思考题：已知某天燃气的供用成分：96%CH4、28%N2、1.2%H2O,当n=1.1时，求燃烧此天然气时空气实际需要量Ln和燃烧产物Vn。
