熱處理車間

設(shè)備與設(shè)計(jì)

熱處理燃料爐之熱處理車間

1大綱要求的內(nèi)容概述了解燃料爐的一般知識(shí)燃料及燃燒計(jì)算掌握爐型的選擇和爐體尺寸的確定辦法和計(jì)算燃料燃燒裝置了解幾種燃燒裝置的燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了解一般的設(shè)計(jì)過(guò)程爐子燃料消耗量的確定了解爐子燃料消耗量的確定大綱要求的內(nèi)容概述2概述分類固體燃料爐液體燃料爐氣體燃料爐概述分類3概述特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)省能源生產(chǎn)成本低工作環(huán)境差不利于環(huán)保概述特點(diǎn)4

燃料及燃燒計(jì)算燃料的類型及選擇

燃料及燃燒計(jì)算燃料的類型及選擇5固體燃料——煤熱處理燃料爐對(duì)煤的要求：低發(fā)熱Qd≥23000KJ/Kg，揮發(fā)分V≥20%，灰分A＜15%~20%，含硫量＜1%，水分A＜6%~8%，灰熔化點(diǎn)t＞1200℃，不粘結(jié)或弱粘結(jié)性。煤工業(yè)分析：水分M、灰分A、揮發(fā)分V和固定碳的

C(發(fā)熱量和全硫分測(cè)定)組化學(xué)分析:碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮成

（N）、硫（S）五種元素含量的測(cè)量固體燃料——煤熱處理燃料爐對(duì)煤的要求：6熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分7液體燃料主要包括：重油、渣油、重柴油、輕柴油液體燃料的性質(zhì)：(1)密度，(2)粘度,

(3)閃點(diǎn)和著火溫度，(4)元素成分，(5)凝點(diǎn)，(6)灰分和水分，(7)比熱容、熱導(dǎo)率和熔化潛熱液體燃料主要包括：重油、渣油、重柴油、輕柴油8熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分9熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分10熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分11氣體燃料煤氣：可燃?xì)怏wCO,H2,CH4,CnHm和H2S;組成：不可燃?xì)怏wCO2和N2;助燃?xì)怏wO2天然氣：CH4高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣：發(fā)生爐煤氣：城市煤氣：焦?fàn)t煤氣、混合發(fā)生煤氣、油煤氣氣體燃料煤氣：12熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分13氣體燃料燃料的發(fā)熱量高發(fā)熱量：低發(fā)熱量：標(biāo)準(zhǔn)燃料：將發(fā)熱量Qd=29260kJ/kg的燃料稱做標(biāo)準(zhǔn)燃料。氣體燃料燃料的發(fā)熱量14熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分15燃料燃燒的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容a空氣需要量b燃燒產(chǎn)物成分、數(shù)量和重度c燃燒溫度空氣過(guò)剩系數(shù)燃料燃燒的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容16燃料燃燒的計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)n值的影響因素燃料種類燃燒裝置的構(gòu)造燃料的準(zhǔn)備燃料燃燒的計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)17燃料燃燒的計(jì)算分析計(jì)算發(fā)進(jìn)行燃燒計(jì)算假定項(xiàng)：摩爾體積在標(biāo)態(tài)下為22.4×10-3m3/mol。摩爾質(zhì)量均取整數(shù)。以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積進(jìn)行計(jì)算空氣中O2、N2體積含量為21%和79%不考慮CO2和H2O分解燃料燃燒的計(jì)算分析計(jì)算發(fā)進(jìn)行燃燒計(jì)算18燃料燃燒的計(jì)算例：已知發(fā)生爐煤氣的供用成分為CO-29%,H2-15%,CH4-3%,C2H4-0.6%,O2-0.2%,N2-42%,CO2-7.5%,H2O-2.7%.求當(dāng)n=1.1時(shí)的空氣需要量Ln，燃燒產(chǎn)物量Vn燃燒產(chǎn)物成分和燃燒產(chǎn)物重度。1）單位燃料空氣需要量燃料燃燒的計(jì)算例：已知發(fā)生爐煤氣的供用成分為CO-29%,19燃料燃燒的計(jì)算2）單位燃料的燃燒產(chǎn)物量3）燃燒產(chǎn)物的成分CO2-17.5,HO2-10.7,N2-70.6,O2-1.24)燃燒產(chǎn)物的密度ρ0和重度γ0的

第十二次課完

燃料燃燒的計(jì)算2）單位燃料的燃燒產(chǎn)物量20燃料燃燒的裝置一、燒嘴1、煤氣的燃燒特點(diǎn)

三混合階段：混合速度燃燒速度

階活化階段：將氣體加熱到著火溫度

段燃燒反應(yīng)階段：形成焰面2、煤氣燒嘴無(wú)焰燒嘴有焰燒嘴高速燒嘴燃料燃燒的裝置一、燒嘴21熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分22燃料燃燒的裝置燃燒現(xiàn)象（回火與脫火）回火定義：當(dāng)噴出速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰將傳播到燒嘴內(nèi)，造成“回火”現(xiàn)象。

現(xiàn)象：這時(shí)燒嘴被燒紅和發(fā)生爆音。

原因：大部分是由于煤氣壓力不足或燒嘴被堵塞，使混合氣體噴出速度下降所造成的脫火燃料燃燒的裝置燃燒現(xiàn)象（回火與脫火）23燃料燃燒的裝置定義：當(dāng)噴出速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰將離開(kāi)噴頭，造成“脫火”現(xiàn)象。現(xiàn)象：燃燒不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)則熄火。原因：氣體噴出速度過(guò)大無(wú)焰燒嘴：

特點(diǎn)：煤氣和空氣在燒嘴內(nèi)部即達(dá)到均勻混合，噴出燒嘴后能立即著火燃燒，火焰很短，沒(méi)有明顯的火焰輪廓。

燃料燃燒的裝置定義：當(dāng)噴出速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰24熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分25熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分26燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)煤氣的壓力或流量改變時(shí)，吸入的空氣量也隨著改變，不必沒(méi)置專門裝置即可保證煤氣與空氣的適當(dāng)混合比，有利于爐溫的自動(dòng)控制，不必設(shè)空氣供應(yīng)管道、n值較小、熱效率也較高。缺點(diǎn)：是生產(chǎn)能力低，調(diào)節(jié)比小，容易產(chǎn)生“回火”，噪音大等。燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)煤氣的壓力或流量改變時(shí)，吸入的空氣量也27燃料燃燒的裝置有焰燒嘴：特點(diǎn)：有焰燒嘴的特點(diǎn)是煤氣與空氣全部或大部在燒嘴外部混合，邊混合邊燃燒，形成可見(jiàn)的長(zhǎng)火餡。優(yōu)點(diǎn)：要求煤氣壓力較低，不易產(chǎn)生“回火”，因此煤氣和空氣均可預(yù)熱到較高溫度，燒嘴的調(diào)節(jié)比較大。燃料燃燒的裝置有焰燒嘴：28熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分29燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：有焰燒嘴所需過(guò)剩室氣量較大（n=1.10～1.25），燃燒緩慢并不易完全，火焰溫應(yīng)偏低，但是，有焰燒嘴的燃燒能力很大．高速燒嘴：特點(diǎn)：高速燒嘴由混合裝置和燃燒室兩部分組成。煤氣與空氣在混合裝置內(nèi)預(yù)先混合，再進(jìn)入燃燒室內(nèi)進(jìn)行混合與燃燒，高溫燃燒產(chǎn)物劇烈膨脹，以非常高的速度吹入爐膛內(nèi)。燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：有焰燒嘴所需過(guò)剩室氣量較大（n=1.1030熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分31燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：1）加熱速度快；2）可改善爐襯的工作條件，使?fàn)t子熱惰性小；3）爐子不必再設(shè)燃燒室，爐高可以降低；4）加熱質(zhì)量好；5）熱效率高，節(jié)省燃料；6）減少燒嘴的數(shù)量，有利干自動(dòng)控溫。燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：32燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：

1）要求供應(yīng)燥氣和空氣的壓力高，消耗動(dòng)力多2）燒嘴燃燒室要求用特殊耐火材料制做；3）工作噪音大噴嘴：重油霧化：將油流破碎成極細(xì)的霧滴，以加速其蒸發(fā)、熱分解和裂化過(guò)程，并擴(kuò)大與氧的接觸面積。燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：33燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)油嘴燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、爐型選擇的基本原則(1)根據(jù)國(guó)家資源政策、本單位的條件及經(jīng)濟(jì)效果來(lái)選擇燃料。(2)根據(jù)工件的特點(diǎn)及產(chǎn)品的技術(shù)要求，認(rèn)真地確定爐體的結(jié)構(gòu)型式，如爐膛的形狀、燃燒室的位置及燃燒器的布置方案、排煙口及煙道的位置、煙囪和鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置等。(3)為了適當(dāng)?shù)匾种萍訜峤饘俚难趸兔撎汲潭然蛘邽榱诉M(jìn)行化學(xué)熱處理，應(yīng)設(shè)法控制爐內(nèi)氣氛，即采取將火焰與工件隔離的間接加熱方式，如設(shè)置馬弗罐或采用輻射管加熱。燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、爐型選擇的基本原則35燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、爐膛尺寸的確定1、爐底面積的確定（1）實(shí)際排料法（2）按爐底強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算2、爐膛高度的確定三、爐體結(jié)構(gòu)1、磚砌爐襯2、耐火纖維爐襯1、燃料爐的爐體一般較大，砌體受壓荷載較大，爐壁又經(jīng)常受高溫、高速的煙氣流的沖刷作用。2、較大型的燃料爐，常無(wú)鋼板外殼圍護(hù)。3、大型燃料爐的爐體龐大，爐拱頂很重，其側(cè)向推力很大。燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、爐膛尺寸的確定1、燃料爐的爐體一般較36小結(jié)了解燃料爐的特點(diǎn)，以及燃料的特點(diǎn)。燃料的特性燃燒的計(jì)算思考題：已知某天燃?xì)獾墓┯贸煞郑?6%CH4、28%N2、1.2%H2O,當(dāng)n=1.1時(shí)，求燃燒此天然氣時(shí)空氣實(shí)際需要量Ln和燃燒產(chǎn)物Vn。小結(jié)了解燃料爐的特點(diǎn)，以及燃料的特點(diǎn)。37熱處理車間

設(shè)備與設(shè)計(jì)

熱處理燃料爐之熱處理車間

38大綱要求的內(nèi)容概述了解燃料爐的一般知識(shí)燃料及燃燒計(jì)算掌握爐型的選擇和爐體尺寸的確定辦法和計(jì)算燃料燃燒裝置了解幾種燃燒裝置的燃料爐的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了解一般的設(shè)計(jì)過(guò)程爐子燃料消耗量的確定了解爐子燃料消耗量的確定大綱要求的內(nèi)容概述39概述分類固體燃料爐液體燃料爐氣體燃料爐概述分類40概述特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)省能源生產(chǎn)成本低工作環(huán)境差不利于環(huán)保概述特點(diǎn)41

燃料及燃燒計(jì)算燃料的類型及選擇

燃料及燃燒計(jì)算燃料的類型及選擇42固體燃料——煤熱處理燃料爐對(duì)煤的要求：低發(fā)熱Qd≥23000KJ/Kg，揮發(fā)分V≥20%，灰分A＜15%~20%，含硫量＜1%，水分A＜6%~8%，灰熔化點(diǎn)t＞1200℃，不粘結(jié)或弱粘結(jié)性。煤工業(yè)分析：水分M、灰分A、揮發(fā)分V和固定碳的

C(發(fā)熱量和全硫分測(cè)定)組化學(xué)分析:碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮成

（N）、硫（S）五種元素含量的測(cè)量固體燃料——煤熱處理燃料爐對(duì)煤的要求：43熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分44液體燃料主要包括：重油、渣油、重柴油、輕柴油液體燃料的性質(zhì)：(1)密度，(2)粘度,

(3)閃點(diǎn)和著火溫度，(4)元素成分，(5)凝點(diǎn)，(6)灰分和水分，(7)比熱容、熱導(dǎo)率和熔化潛熱液體燃料主要包括：重油、渣油、重柴油、輕柴油45熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分46熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分47熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分48氣體燃料煤氣：可燃?xì)怏wCO,H2,CH4,CnHm和H2S;組成：不可燃?xì)怏wCO2和N2;助燃?xì)怏wO2天然氣：CH4高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣：發(fā)生爐煤氣：城市煤氣：焦?fàn)t煤氣、混合發(fā)生煤氣、油煤氣氣體燃料煤氣：49熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分50氣體燃料燃料的發(fā)熱量高發(fā)熱量：低發(fā)熱量：標(biāo)準(zhǔn)燃料：將發(fā)熱量Qd=29260kJ/kg的燃料稱做標(biāo)準(zhǔn)燃料。氣體燃料燃料的發(fā)熱量51熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分52燃料燃燒的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容a空氣需要量b燃燒產(chǎn)物成分、數(shù)量和重度c燃燒溫度空氣過(guò)剩系數(shù)燃料燃燒的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容53燃料燃燒的計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)n值的影響因素燃料種類燃燒裝置的構(gòu)造燃料的準(zhǔn)備燃料燃燒的計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)54燃料燃燒的計(jì)算分析計(jì)算發(fā)進(jìn)行燃燒計(jì)算假定項(xiàng)：摩爾體積在標(biāo)態(tài)下為22.4×10-3m3/mol。摩爾質(zhì)量均取整數(shù)。以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積進(jìn)行計(jì)算空氣中O2、N2體積含量為21%和79%不考慮CO2和H2O分解燃料燃燒的計(jì)算分析計(jì)算發(fā)進(jìn)行燃燒計(jì)算55燃料燃燒的計(jì)算例：已知發(fā)生爐煤氣的供用成分為CO-29%,H2-15%,CH4-3%,C2H4-0.6%,O2-0.2%,N2-42%,CO2-7.5%,H2O-2.7%.求當(dāng)n=1.1時(shí)的空氣需要量Ln，燃燒產(chǎn)物量Vn燃燒產(chǎn)物成分和燃燒產(chǎn)物重度。1）單位燃料空氣需要量燃料燃燒的計(jì)算例：已知發(fā)生爐煤氣的供用成分為CO-29%,56燃料燃燒的計(jì)算2）單位燃料的燃燒產(chǎn)物量3）燃燒產(chǎn)物的成分CO2-17.5,HO2-10.7,N2-70.6,O2-1.24)燃燒產(chǎn)物的密度ρ0和重度γ0的

第十二次課完

燃料燃燒的計(jì)算2）單位燃料的燃燒產(chǎn)物量57燃料燃燒的裝置一、燒嘴1、煤氣的燃燒特點(diǎn)

三混合階段：混合速度燃燒速度

階活化階段：將氣體加熱到著火溫度

段燃燒反應(yīng)階段：形成焰面2、煤氣燒嘴無(wú)焰燒嘴有焰燒嘴高速燒嘴燃料燃燒的裝置一、燒嘴58熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分59燃料燃燒的裝置燃燒現(xiàn)象（回火與脫火）回火定義：當(dāng)噴出速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰將傳播到燒嘴內(nèi)，造成“回火”現(xiàn)象。

現(xiàn)象：這時(shí)燒嘴被燒紅和發(fā)生爆音。

原因：大部分是由于煤氣壓力不足或燒嘴被堵塞，使混合氣體噴出速度下降所造成的脫火燃料燃燒的裝置燃燒現(xiàn)象（回火與脫火）60燃料燃燒的裝置定義：當(dāng)噴出速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰將離開(kāi)噴頭，造成“脫火”現(xiàn)象。現(xiàn)象：燃燒不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)則熄火。原因：氣體噴出速度過(guò)大無(wú)焰燒嘴：

特點(diǎn)：煤氣和空氣在燒嘴內(nèi)部即達(dá)到均勻混合，噴出燒嘴后能立即著火燃燒，火焰很短，沒(méi)有明顯的火焰輪廓。

燃料燃燒的裝置定義：當(dāng)噴出速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，火焰61熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分62熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分63燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)煤氣的壓力或流量改變時(shí)，吸入的空氣量也隨著改變，不必沒(méi)置專門裝置即可保證煤氣與空氣的適當(dāng)混合比，有利于爐溫的自動(dòng)控制，不必設(shè)空氣供應(yīng)管道、n值較小、熱效率也較高。缺點(diǎn)：是生產(chǎn)能力低，調(diào)節(jié)比小，容易產(chǎn)生“回火”，噪音大等。燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)煤氣的壓力或流量改變時(shí)，吸入的空氣量也64燃料燃燒的裝置有焰燒嘴：特點(diǎn)：有焰燒嘴的特點(diǎn)是煤氣與空氣全部或大部在燒嘴外部混合，邊混合邊燃燒，形成可見(jiàn)的長(zhǎng)火餡。優(yōu)點(diǎn)：要求煤氣壓力較低，不易產(chǎn)生“回火”，因此煤氣和空氣均可預(yù)熱到較高溫度，燒嘴的調(diào)節(jié)比較大。燃料燃燒的裝置有焰燒嘴：65熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分66燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：有焰燒嘴所需過(guò)剩室氣量較大（n=1.10～1.25），燃燒緩慢并不易完全，火焰溫應(yīng)偏低，但是，有焰燒嘴的燃燒能力很大．高速燒嘴：特點(diǎn)：高速燒嘴由混合裝置和燃燒室兩部分組成。煤氣與空氣在混合裝置內(nèi)預(yù)先混合，再進(jìn)入燃燒室內(nèi)進(jìn)行混合與燃燒，高溫燃燒產(chǎn)物劇烈膨脹，以非常高的速度吹入爐膛內(nèi)。燃料燃燒的裝置缺點(diǎn)：有焰燒嘴所需過(guò)剩室氣量較大（n=1.1067熱處理設(shè)備課件熱處理燃料爐部分68燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)：1）加熱速度快；2）可改善爐襯的工作條件，使?fàn)t子熱惰性小；3）爐子不必再設(shè)燃燒室，爐高可以降低；4）加熱質(zhì)量好；5）熱效率高，節(jié)省燃料；6）減少燒嘴的數(shù)量，有利干自動(dòng)控溫。燃料燃燒的裝置優(yōu)點(diǎn)