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文檔簡介
第十章 冶金燃燒裝置【本章重點】(1)燃料的組成與分類(2)燃料的燃燒過程,富氧燃燒技術(shù)及節(jié)能(3)常用燃料的燃燒計算(t、n、L、V、)【本章難點】(1)燃料的化學組成與換算燃料的種類有很多,但其狀態(tài)只有三種:氣體、液體和固體,其組成是由C、H、O、N、S、元素或化合物以及W(水分)和A(灰份),成分的表示方式也有很多種;在講述燃料的成分時可以分別從其狀態(tài)的來討論,并重點掌握其換算關(guān)系:氣體燃料 固、液體燃料 (2)理論燃燒溫度 燃料是通過燃燒反應而釋放熱量,燃燒溫度是指燃料燃燒時其氣態(tài)產(chǎn)物(煙氣)所能達到的溫度。燃燒產(chǎn)物所含熱量越多,它的溫度就越高。由于燃燒條件不同,燃燒溫度有理論燃燒溫度tth和實際燃燒溫度tc.p。在分析理論燃燒溫度時強調(diào)絕熱條件下燃料完全燃燒時所達到的溫度,其值可根據(jù)燃料燃燒過程的熱平衡關(guān)系求得。即:10.1.燃燒基礎(chǔ)知識目前世界的能源使用情況看,燃料能仍然占90%左右,所以現(xiàn)代工業(yè)中的主要能源還是燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量,在冶金工業(yè)中所使用的天然燃料主要是煤、石油和天然氣等。為了合理選用燃料,必須了解所用燃料的特性以及燃燒過程的各種參數(shù)(如發(fā)熱量、空氣需要量、燃燒產(chǎn)物量和組成、燃燒溫度等)的計算。一、燃料的定義及種類1、燃料的定義 凡是在燃燒時能夠放出大量的熱,并且此熱量能夠經(jīng)濟地被利用在工業(yè)和其他方面的物質(zhì)統(tǒng)稱為燃料。但通常所說的燃料是指那些能在空氣中進行燃燒,以碳為主要成分的物質(zhì),一般稱之為“碳質(zhì)燃料”,如煤、燃氣和重油等。2、燃料的種類 按來源天然和人造,按物態(tài)氣、液和固態(tài)。二、組織燃燒過程和爐子工作關(guān)系 燃料的燃燒是各種爐子的主要熱源。因此,使用燃料的爐子中,燃燒裝置是爐子的重要組成部分,而燃料的燃燒過程是爐子熱工過程的重要內(nèi)容。在爐子設(shè)計與生產(chǎn)中考慮如何合理地選用燃料,如何選擇和計算燃燒裝置,以及如何保證冶煉所需的高溫等是非常重要的。如:在煉鐵的高爐及煉鉛的鼓風爐中,熱能來自于焦碳的燃燒; 在煉鋼的轉(zhuǎn)爐及煉鋅豎罐中,熱能來自于煤氣或天然氣或重油的燃燒;在煉銅的反射爐中,熱能來自于粉煤或重油的燃燒,在閃速爐及基夫賽特爐等自熱熔煉設(shè)備中,熱能主要來自硫化礦精礦的燃燒等等。10.1.1燃料 燃料同自然界其它物質(zhì)一樣,具有其本身的基本特性,而燃料的化學成分和發(fā)熱量是燃料的兩個基本特性。也是評定燃料的兩個主要指標。一、燃料的組成與換算1、氣體燃料的化學組成與換算.氣體燃料的化學組成 可燃組分有CO、H2、H2S、CH4和其它碳氫化合物CmHn。燃氣中非燃燒的氣體主要有N2、CO2、SO2、O2和H2O等。.氣體燃料組成的表示方法和換算 氣體燃料有濕成分和干成分兩種表示方法,即濕燃氣(又稱實用燃氣)的組成: (10-1)式中COs、H2s、N2s分別代表濕燃氣中CO、H2、N2等在其中所占的體積百分數(shù),上標“s”是燃氣濕成分的標志。(10-2)式中 COg、H2g、N2g分別代表干燃氣中CO、H2、N2等在其中所占的體積百分數(shù),上標“g”是燃氣干成分的標志。 將干成分換算成濕成分的通式為:(10-3)式中 Rs濕燃氣中各成分的體積百分數(shù),%;Rg干燃氣中各成分的體積百分數(shù),%;1m3干燃氣含飽和水蒸氣量,gm-3,它可根據(jù)燃氣溫度由附錄查得。例10-1 已知煤氣的干成分為(%):COg29.84,H2g15.40,CH4g3.08,CO2g7.73,O2g0.35,N2g43.60。試確定此該煤氣在平均溫度為25時的濕成分。思路:查附錄得高爐煤氣在25時,根據(jù)式(10-3)求的各組分的濕成分。解 查附錄得高爐煤氣在25時=26.0gm-3,根據(jù)式(10-3)可求的各組分的濕成分為: 2、固體和液體燃料的化學組成與換算固體(液體)燃料的化學成分可用元素分析方法和工業(yè)分析方法測定。元素分析法測定結(jié)果所表示的為元素分析成分;工業(yè)分析法測定結(jié)果所表示的為工業(yè)分析成分。.固體和液體燃料的元素分析法 固體和液體燃料雖然物理狀態(tài)不同,但它們都是由碳、氫、氧、氮、硫五種元素以及水分和灰分等雜質(zhì)所組成。它們在燃燒過程中的變化及對燃燒的影響分述如下:碳(C)碳在固液體燃料中以單質(zhì)和化合物狀態(tài)存在,而在液體燃料中則完全以化合物形態(tài)存在。氫(H)氫在固液體燃料中以兩種形式存在,一種是與碳、硫化合的氫,稱為可燃氫或有機氫;另一種是與氧化合物的氫,稱為水合氫,不可燃燒。氧(O)固液體燃料中的氧與碳、氫等元素化合。不能燃燒和助燃,含量越低越好。氨(N)氮是情性成分,不能燃燒。在高溫(2100)下與O2生成NOx,NOx是有害氣體。不過氮在固液體燃料中的含量僅為12。硫(S)固液體燃料中的硫以三種形態(tài)存在:有機硫,與碳、氫化合的硫;硫化硫;硫酸鹽硫,存在于各種硫酸鹽中。有機硫和硫化礦中的硫能燃燒,稱可燃硫或揮發(fā)硫,其燃燒產(chǎn)物SO2有毒;硫酸鹽中的硫不能燃燒。水分(W)水分是有害的,它不僅相對地降低可燃成分百分含量,而且使燃料發(fā)熱量降低。液體燃料含水2以下,固體燃料較高且波動范圍大?;曳郑ˋ)是燃料中不能燃燒的礦物質(zhì),其組成主要是SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等。.固液體燃料的元素組成表示方法和換算固、液體燃料各化學組成的質(zhì)量百分含量通常用以下四種成分來表示:實用成分CyHyOyNySyAyWy=100(10-4)干燥成分CgHgOgNgSgAg=100%(10-5)可燃成分CrHrOrNrSr100(10-6)有機成分CjHjOjNj100(10-7)固、液體燃料各化學成分的換算系數(shù)如表1-2-2所示。表1-2-2 固、液體燃料各化學成分的換算系數(shù)已知的燃料組成換算成下列組成的換算系數(shù)有機成分可燃成分干燥成分實用成分有機成分1可燃成分1干燥成分1實用成分1例10-2已知煙煤的成分為(%):Cr81.5、Hr5.00、Or10.00、Nr2.00、Sr1.50,Ag12.00,Wy15.00,求該煤的實用成分。思路:先求灰分的實用成分Ay,然后根據(jù)Wy和Ay求其它元素的實用成分。解 先求灰分的實用成分Ay,然后根據(jù)Wy和Ay求其它元素的實用成分:以上實用成分合計為100%。二、燃料發(fā)熱量及計算1、燃料的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量或單位體積的燃料在完全燃燒時所放出的熱量,用Q表示,根據(jù)燃燒產(chǎn)物中水存在的狀態(tài)不同又可分為高發(fā)熱量QGW和低發(fā)熱量QDW。2、 高位發(fā)熱量QGW是指燃料完全燃燒后燃燒產(chǎn)物冷卻到使其中的水蒸氣凝結(jié)成0的水時放出的熱量;而低發(fā)熱量QDW是指燃料完全燃燒后燃燒產(chǎn)物冷卻到使其中的水蒸氣凝結(jié)成20的水時放出的熱量。QGW與QDW之間的換算公式為:燃氣優(yōu)點燃氣易與空氣混合,燃燒較完全;燃氣可進行預熱,有利于提高燃燒溫度;燃氣燃燒過程便于控制,火焰長短、燃燒溫度、爐氣性質(zhì)等便于調(diào)節(jié);燃氣便于輸送,燃燒操作勞動強度小,勞動環(huán)境好。燃氣質(zhì)量主要取決于它的化學成分,含碳氫化合物愈多,則燃氣的質(zhì)量愈好。QGWQDW25.122(W9H)(10-9)3、標準燃料 規(guī)定發(fā)熱量為29308kJkg-1(氣體燃料為29308kJm-3)的燃料為標準燃料。4、發(fā)熱量的計算 發(fā)熱量可用量熱計測量,但在爐子熱工計算中,則根據(jù)成分進行計算。.氣體燃料發(fā)熱量的計算 燃氣發(fā)熱量是簡單可燃氣體燃燒放出熱量之和,即QDW126.2COs107.8H2s359.1CH4s597.7C2H4s231.2H2Ss (10-10) .固液體燃料發(fā)熱量根據(jù)元素組成進行計算 目前多采用經(jīng)驗公式,如門捷列夫公式:QDW339Cy1030Hy109(OySy)25Wy(10-11) .固液體燃料發(fā)熱量根據(jù)分析結(jié)果進行計算 煤的發(fā)熱量有以下計算公式,即褐煤 QDW(10F650010W5A)4.18Q(10-12) 煙煤 QDW(50F9AKQ)4.18(10-13) 無煙煤 QDW100F3(VW)K4.18Q(10-14)三、常用燃料1、氣體燃料 冶金生產(chǎn)常用的燃氣有高爐煤氣、焦爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、重油裂化氣和天然氣等。2、液體燃料 主要有重油、重柴油和輕柴油。特點:重油發(fā)熱量高、燃燒時火焰輻射能力大和燃燒過程便于控制和調(diào)節(jié)。重油為褐色或黑色,是天然石油(原油)蒸餾后的常壓、減壓渣油和裂化渣油等殘渣油的統(tǒng)稱。重油的性能不僅和原油有關(guān)而且和加工方法有關(guān)。性能:粘度Et(oE)、密度t、比熱Ct、導熱系數(shù)t、熔化潛熱、閃點和燃點、自燃點及凝固點。3、固體燃料 冶金生產(chǎn)使用的固體燃料主要是煤及其加工產(chǎn)品焦炭和煤。粉煤與塊煤比較,粉煤的優(yōu)點是:用劣質(zhì)煤和煤屑加工的粉煤,可達到同樣的燃燒效果;粉煤可采用流態(tài)化輸送,而且燃燒操作勞動強度小;粉煤的粒度小,易于空氣混合,;燃燒過程便于控制調(diào)節(jié),燃燒較完全。.煤煤是古代植物在地下經(jīng)長期碳化形成的。根據(jù)炭化的程度不同,煤分為泥煤、褐煤、煙煤和無煙煤四種。.焦炭焦炭是煉焦煙煤在煉焦爐內(nèi)經(jīng)高溫(9001100)干餾形成的。優(yōu)質(zhì)冶金焦炭的斷口為銀灰色,具有金屬般的響聲,氣孔率大(45%以上),發(fā)熱量QDW約為2529103kJkg-1。.粉煤工業(yè)用的粉煤,其粒度為0.050.07,揮發(fā)物20%。制造粉煤的原煤一般是用煙煤或煙煤與其它煤配合。10.1.2燃燒計算一、概述燃料燃燒計算的內(nèi)容有:燃燒需要的空氣量、燃燒產(chǎn)物的生成量,成分和密度以及燃燒的溫度。 在燃料的計算過程中,為了簡便,有以下假設(shè)條件:氣體的體積按標準狀態(tài)(0,101325Pa)下的體積計算。在標準狀態(tài)下,1kmol的任何氣體其體積為22.4m3;.燃料的化學成分,按實際使用狀態(tài)時成分計算,即固體(液體)燃料為應用成分,氣體燃料為濕成分;.燃料完全燃燒,當溫度不高于2100時,不計熱分解消耗的熱量和分解的產(chǎn)物;.燃料燃燒需要的氧氣來自空氣??諝獾某煞钟蒓2和N2組成,不計其他氣體。按體積,空氣中O2的含量為21,N2的含量為79%。如果需要按濕空氣計算時,則取飽和水蒸汽的含量。二、空氣需要量、燃燒產(chǎn)物量及其成分的計算1、燃氣燃燒空氣需要量的計算 理論空氣需要量和實際空氣需要量。燃氣燃燒的理論空氣需要量是根據(jù)燃氣完全燃燒反應計算出來的,實際空氣需要量Ln與理論空氣需要量L0之比,稱為燃料燃燒的空氣消耗系數(shù),用n表示,即:(10-25)表1-2-6 標準狀態(tài)下1m3燃氣燃燒時的燃燒反應表濕成分/%反應方程式(體積比)需氧體積/m3m-3燃燒產(chǎn)物體積/m3m-3CO2H2OSO2N2O2COs1 1COsCOsH2s1 1H2sH2sCH4s1 2 1 22CH4sCH4s2CH4CnHms1 n H2Ss1 1 1H2SsH2SsH2SsCO2s不燃燒CO2sSO2s不燃燒SO2sO2s消耗-O2sN2s不燃燒N2sH2OsH2Os由表1-2-6可知,標準狀態(tài)下,1m3氣體燃料完全燃燒所需的空氣量為: (10-26) 空氣消耗系數(shù)n由表1-2-7選定,實際空氣需要量按下式計算:LnnL0(10-27)式(10-25)(10-27)中 L0理論空氣需要量,m3m-3燃氣;Ln實際空氣需要量,m3m-3燃氣。n是組織燃料燃燒過程的重要參數(shù)。在確定n的大小時應考慮燃料的種類、燃燒方法和燃燒設(shè)備和影響。表1-2-7 各種燃料燃燒時空氣消耗系數(shù)n的經(jīng)驗值燃燒過程煙煤無煙煤焦碳褐煤粉煤重油煤氣人工操作1.501.701.401.451.501.801.201.251.201.251.151.20自動控制操作機械加煤:1.201.401.151.151.051.10采用燃料與空氣混合良好的燃燒裝置時n取低值,反之取高值。2、固液體燃料燃燒空氣需要量的計算 其空氣需要量的計算與燃氣的計算方法一樣表1-2-8 1kg固、液體燃料燃燒時的燃燒反應燃料各組分的含量反應方程式(摩爾比)需氧量/kmol燃燒產(chǎn)物量/kmol應用成分/%kmolCO2H2OSO2N2O2CyCO2=CO2111HyH2O2=H2O11SySO2=SO2111Oy消耗掉N2y不燃燒Wy不燃燒Ay不燃燒、無氣態(tài)產(chǎn)物根據(jù)表1-2-8分析,1kg固液體燃料完全燃燒的所需理論空量為:(10-28)3、燃料燃燒產(chǎn)物的計算 氣態(tài)產(chǎn)物的生成量、氣態(tài)產(chǎn)物的成分和密度的計算。.燃燒產(chǎn)物生成量的計算 碳質(zhì)燃料燃燒生成的氣態(tài)產(chǎn)物主要有CO2、H2O(g)、SO2、N2和O2,它們是由燃料中的可燃物燃燒生成或非可燃物(除灰分)轉(zhuǎn)入的,以及助燃空氣帶入的。標準狀態(tài)下1m3的濕燃氣完全燃燒時生成的產(chǎn)物量Vn為各成分生成量之和,即:(10-29a)或:固液體燃料燃燒產(chǎn)物量:式(10-29)中 Vn燃燒產(chǎn)物的量,m3m-3(或kg-1);式中其它符號同前。.燃燒產(chǎn)物的成分燃燒產(chǎn)物成分是燃燒產(chǎn)物中各組分所占的體積百分數(shù):(10-30)式中 VCO2、VSO2、為標準狀態(tài)下燃燒產(chǎn)物中CO2、SO2、N2、H2O、O2的體積數(shù),可分別由表1-2-6或由表1-2-8求得,單位為m3m-3或m3kg-1。.燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物密度是指標準狀態(tài)下1m3燃燒產(chǎn)物所具有的質(zhì)量,用0表示,單位是kgm-3。已知產(chǎn)物成分時,密度亦可根據(jù)燃料燃燒產(chǎn)物的成分按下式計算:(10-31a)三、燃燒溫度的計算燃燒溫度是指燃料燃燒時其氣態(tài)產(chǎn)物(煙氣)所能達到的溫度。由于燃燒條件不同,燃燒溫度有理論燃燒溫度tth和實際燃燒溫度tc.p。1、理論燃燒溫度 指在絕熱條件下燃料完全燃燒時所達到的溫度,用tth表示。理論燃燒溫度可根據(jù)燃料燃燒過程的熱平衡關(guān)系求得。根據(jù)熱平衡原理,燃料燃燒過程的熱收入等于熱支出,即:QDWQfQa=VnCc.ptc.pQt.d+Qi+Q.t.c(10-32a)式中 Cc.p燃燒產(chǎn)物的平均比熱,kJ(m3)-1;tc.p實際燃燒溫度,當燃燒溫度不超過2100時,燃燒產(chǎn)物很少發(fā)生熱分解,因此,在這種情況下,熱分解熱可忽略不計Qt.d=0;若在絕熱條件下完全燃燒即Q.t.c=0、Qi=0。燃燒產(chǎn)物吸收的熱量Qc.p按下式計算:Qc.p=VnCc.ptth(10-34)式中 tth理論燃燒溫度,則(10-32)式為:QDWQfQaVnCc.ptth(10-32b) 或(10-35)為了計算簡便,工程上往往利用It圖圖解法近似計算。如圖1-2-1。2、實際燃燒溫度 燃料在實際燃燒過程所達到的溫度,用tc.p表示tc.p=tth(10-42)式中 爐溫系數(shù),為經(jīng)驗值,可由表1-2-11查得。表1-2-11 爐溫系數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)爐子型式爐子型式銅锍反射爐0.750.85蓄熱式熱風爐0.920.98離析窯燃燒爐0.820.88熱處理爐(爐溫1000)0.650.70重油煉鋼平爐(QDW=3762041860kJkg-1)0.7050.74勻熱爐0.680.73連續(xù)加熱爐生產(chǎn)率500600kg(m2h)-10.700.75室式加熱爐0.750.85生產(chǎn)率200300 kg(m2h)-10.750.85直通式爐0.720.76室式窯(間隙作業(yè))氣體燃料0.730.78帶材加熱爐0.750.80固體燃料0.660.70緩慢裝料封閉結(jié)構(gòu)的隧道窯0.750.82回轉(zhuǎn)窯(粉煤、煤氣、重油)0.700.75水泥煅燒回轉(zhuǎn)窯0.650.75隧道窯(煤氣、重油)0.780.83球團豎式焙燒爐燃燒室0.920.95例1-2-5某銅精練反射爐以重油為燃料,其化學組成(%)為:Cr88.2,Hr10.4,Or0.3,Nr0.6,Sr0.5,Wy1.0,Ag0.2。已知助燃空氣在燃燒前預熱到200,求實際助燃空氣量;燃燒產(chǎn)物的體積、組成和密度;實際燃燒溫度。思路 解:.燃料組成換算燃燒計算應按燃料的實用組成來進行,因此,需將可燃組成換算成實用組成。按表1-2-2的換算系數(shù),先將Ag換算成Ay,再換算其它成分:同理可算得: Hy=10.28%;Oy=0.296%;Ny=0.592%;Sy=0.494%。則AyCyHyOyNySy=(0.19887.1410.280.2960.5920.494)%=100%.計算助燃空氣 理論空氣量按式(2-28)計算設(shè)此條件下選用高壓重油噴嘴,其空氣消耗系數(shù)由表1-2-7查得,取n=1.2,則實際空氣需要量為:Ln=nL0=1.210.5=12.6m3標準kg-1.燃燒產(chǎn)物量 根據(jù)式2-29a和表1-2-8計算燃燒產(chǎn)物各成分的體積.燃燒產(chǎn)物組成.燃燒產(chǎn)物密度 按式(10-33).重油的發(fā)熱量 按式(10-11)為QDW =339Cy1030Hy109(OySy)25Wy=33987.14103010.28109(0.2960.494)251=40125.44kJkg-1.燃燒溫度的計算 由式(1-2-40)計算燃燒產(chǎn)物的理論熱含量I由于重油溫度不高(常溫)Qf可忽略不計;助燃空氣預熱至200,其物理熱Qa按下式(1-2-42)計算,由附錄查得,200時,干空氣的平均比熱Ca=1.306kJ(m3)-1。則Qa=LnCata=12.61.306200=3291.12kJkg-1重油Qa值也可按VL%=100%的那條線,從I-t圖查得。于是,燃燒產(chǎn)物的理論熱含量根據(jù)I和VL%由I-t圖查得 tth=1940。若取爐溫系數(shù)=0.75,則實際燃燒溫度為tc.p=tth=0.751940=1455燃料的燃燒與燃燒器燃料的燃燒是急劇的氧化過程,并伴著放熱和發(fā)光。燃料燃燒的必要條件是供給足夠的助燃空氣和加熱到著火溫度。(各種燃料的著火溫度見表1-2-12)表1-2-12 各種燃料的著火溫度/木柴煙煤無煙煤焦碳重油高爐煤氣焦爐煤氣發(fā)生爐煤氣天然氣300400500600700700580530500530530燃燒過程指燃燒與助燃空氣混合、經(jīng)加熱著火、最后進行燃燒反應的過程。動力燃燒當燃燒過程受加熱和燃燒反應速度的限制時的燃燒。擴散燃燒燃燒過程受混合速度限制時的燃燒。完全燃燒燃燒后不剩有可燃物。不完全燃燒燃料燃燒后產(chǎn)物中還含有可燃物的燃燒。10.2氣體燃料的燃燒及燒嘴10.2.1燃氣燃燒過程 燃氣和空氣的混合、混合后的可燃氣體的加熱和著火理論研究表明,燃氣的燃燒反應機理是屬于支鏈反應。氫氣的燃燒反應是典型的支鏈反應,其反應過成如下:氫在高溫下分解產(chǎn)生活性氫原子,即H2HH活性氫原子是支鏈反應的基礎(chǔ),它與氧分子碰撞產(chǎn)生活化氧原子和氫氧基,由其支鏈反應可知,一個氫原子能產(chǎn)生三個新的氫原子分別參與反應時產(chǎn)生九個氫原子。這樣的結(jié)果,大大加速了燃燒反應的速度,且溫度愈高,燃燒反應的速度愈快。10.2.2 燃氣燃燒方法 有焰燃燒、無焰燃燒和半無焰燃燒。10.2.3 燃氣燃燒器 有焰燒嘴、無焰燒嘴。.有焰燒嘴 有焰燃燒所用的燃燒器稱為有焰燒嘴。常用的有焰燒嘴有套管式燒嘴、低壓渦流無焰燒嘴式燒嘴、扁縫渦流式燒嘴、環(huán)縫渦流式燒嘴等同。.無焰燒嘴目前工業(yè)上應用的無焰燒嘴多為噴射式燒嘴。它是以燃氣作為噴射介質(zhì),按比例吸入助燃所需的空氣,并在混合管道內(nèi)充分混合,而后噴射燃燒。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2-5所示。10.3 液體燃料的燃燒與燒嘴工業(yè)生產(chǎn)使用的液體燃料主要是重油。在組織重油燃燒時,預先應進行加熱、加壓和過濾處理。1、燃燒過程 重油霧化為油霧,油霧與空氣混合,混合物加熱到著火溫度,再進行燃燒反應。在工業(yè)爐正常生產(chǎn)的過程中,重油燃燒的好壞,主要取決于重油的霧化和油霧與空氣的混合。近些年來,為了強化油的燃燒過程,節(jié)約燃料,將一部分水加入到油中,經(jīng)乳化使之成油水乳化液,然后經(jīng)過油噴嘴燃燒。工業(yè)實踐表明,在油中摻水率1030%的,可節(jié)油1020%,摻水量過多,由于水分過多地吸收熱量而降低重油燃燒的效果。在油摻水乳化燃燒時,應采取低氧燒燃,即空氣消耗系控制在1.021.05為好。2、重油燒嘴 燃燒重油的裝置 對重油燒嘴的基本要求是:具有一定的燃燒能力,并有較大的調(diào)節(jié)范圍;使重油乳化較好,并與空氣進行混合;燃燒過程便于調(diào)節(jié);結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,維修方便。重油燒嘴的形式很多,常用的有低壓油燒嘴、高壓油燒嘴和機械油燒嘴以及轉(zhuǎn)杯式油燒嘴。燃油燒嘴分類概況及特點見表1-2-15。類型型號舉例霧化理論特點及使用范圍低壓油燒嘴C型、K型、RK型、LDB型等利用低壓空氣使油霧化用一般的離心風機就能滿足其壓力要求,運行費用較低,燃燒過程易調(diào)節(jié),噪聲??;燃燒能力小,空氣預熱溫度較低。廣泛適用于小型爐子高壓油燒嘴GZP型、GW型、GN型、LK型等利用蒸汽或壓縮空氣沖擊油股使油霧化結(jié)構(gòu)緊湊,燃燒能力和調(diào)節(jié)比較大,霧化較好,空氣預熱溫度較高;運行費用較高,噪聲大,點火比低壓燒嘴難。適用于大型熔煉爐、加熱爐、回轉(zhuǎn)窯等機械式油燒嘴S2、S5利用高壓油通過切向槽和旋流室時產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn),再經(jīng)噴孔噴出,因離心力的作用而被霧化結(jié)構(gòu)緊湊,燃燒能力大,操作方便,噪聲小,不需霧化劑;霧化質(zhì)量差。適用于鍋爐、回轉(zhuǎn)窯等轉(zhuǎn)杯式油燒嘴ZBF油受高速旋轉(zhuǎn)杯離心力作用及一次空氣摩擦沖擊作用而被霧化霧化較好,管路簡單,對油品適應廣;設(shè)備笨重,構(gòu)造復雜,噪聲大。只用于鍋爐、熱處理爐和某些有色熔煉爐等10.4 固體燃料的燃燒根據(jù)國體燃料在燃燒過程中的運動方式不同,固體燃料燃燒的方法有層狀燃燒、噴流燃燒、旋轉(zhuǎn)燃燒和流態(tài)化燃燒。這里僅介紹前面兩種燃燒方法。1、塊煤的層狀燃燒指在燃燒室的爐柵上放上具有一定厚度的塊煤層,與由下部鼓入的空氣進行燃燒的過程,是擴散燃燒過程;如圖1-2-6所示。圖1-2-7為沿煤層高度上燃燒時,氣體成分的變化。爐柵的面積可按下式計算: (10-43)式中:F爐柵面積,;B燃燒室燃煤的消耗量,kgh-1;RA爐柵強度,kg(m2h)-1。燃燒室空間大小可按下式計算: (10-44)式中 V燃燒室空間的容積m3;QDW煤的低發(fā)熱量,kJkg-1;B燃燒室煤的消耗量,kgh-1;qV燃燒室的容積熱強度,kJ(m3h)-1,其數(shù)值可從有關(guān)設(shè)計手冊選取。2、粉煤噴流燃燒 將粒度為0.200.70mm的粉煤用空氣噴到爐內(nèi),使其在運動的過程中進行燃燒,它與煤氣的燃燒相似,具有明顯輪廓的火焰粉煤燃燒器 粉煤燃燒器的型式種類很多。按噴出口斷面形狀可分為圓型和扁
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