原料加熱操作 教學(xué)PPT課件

原料加熱操作 教學(xué)PPT課件,原料加熱操作,教學(xué)PPT課件,原料,加熱,操作,教學(xué),PPT,課件 原料加熱操作項(xiàng)目一 加熱爐主體項(xiàng)目導(dǎo)入加熱爐是一個(gè)復(fù)雜的熱工設(shè)備，它由以下幾個(gè)基本部分構(gòu)成：爐體、燃料系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、余熱利用裝置、物料輸送系統(tǒng)、檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置、電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。爐體：爐子的主體，它主要包括爐膛和爐襯，爐子的其他各個(gè)組成部分和它都有直接的聯(lián)系。燃燒器：爐體上必須裝置燃燒器，使燃料燃燒，供給爐子熱量。排煙系統(tǒng)：使?fàn)t內(nèi)煙氣順利排走。其他：溫度、壓力測(cè)量元件的裝置；出料爐門(mén)、操作爐門(mén)、觀察爐內(nèi)情況的窺視孔等各種爐門(mén)和孔洞等。01目錄CONTENT爐體耐火材料燃燒裝置020403燃料CONTENT加熱爐排煙系統(tǒng)的組成05余熱利用裝置06任務(wù)一爐體任務(wù)一 爐體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解爐體的組成與各部分作用。2.結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圖能明確指出加熱爐爐體各部分。任務(wù)描述通過(guò)一些加熱爐實(shí)體圖，學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)加熱爐爐體的基本組成及其各部分的作用。（一）基本概念所謂“爐型”主要是指爐膛空間形狀、尺寸以及燃燒器的布置及排煙口的布置等。如果爐型結(jié)構(gòu)不合理，則對(duì)爐子的產(chǎn)量、質(zhì)量和消耗都會(huì)造成不利影響。爐型的變化很多，但結(jié)構(gòu)上仍有一些共同的基本點(diǎn)。爐頂輪廓曲線的變化是很大的，它大致與爐溫曲線相一致，即爐溫高的區(qū)域爐頂也高，爐溫低的區(qū)域爐頂也相應(yīng)壓低。比如：在加熱高合金鋼和易脫碳鋼時(shí)，預(yù)熱段溫度不允許太高，加熱段不能太長(zhǎng)，而預(yù)熱段比一般情況下要長(zhǎng)一些，才不致在鋼內(nèi)產(chǎn)生危險(xiǎn)的溫度應(yīng)力。措施：采用了在爐子中間加中間煙道的辦法，以便從加熱段后面引出一部分高溫爐氣。一、爐型相關(guān)知識(shí)（一）基本概念在爐子的均熱段和加熱段之間將爐頂壓下，是為了使端墻具有一定高度，以便于安裝燒嘴。措施：全部采用爐頂燒嘴及側(cè)燒嘴，也可以使?fàn)t子結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，即爐頂完全是平的，爐溫制度可以調(diào)節(jié)燒嘴的供熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。多數(shù)推鋼式連續(xù)加熱爐爐尾煙道是垂直向下的，這是為了讓煙氣在預(yù)熱段能緊貼鋼坯的表面流過(guò)，有利于對(duì)流換熱。措施：采取爐尾部的爐頂上翹并展寬該處爐墻的辦法，其目的是使氣流速度降低，部分動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭，也使垂直煙道的截面加大，便于煙氣向下流動(dòng)，從而減少了煙氣的外逸。一、爐型相關(guān)知識(shí)（二）爐型尺寸連續(xù)加熱爐的基本尺寸包括爐子的長(zhǎng)度、寬度和高度。它們是根據(jù)爐子的生產(chǎn)能力、鋼坯尺寸、加熱時(shí)間和加熱制度等確定的。1.爐寬單排料B=l+2c 雙排料B=2l+3c式中：l鋼坯長(zhǎng)度，m；c料排間及料排與爐墻間的空隙，一般取c=0.150.30m。2.爐長(zhǎng)有效長(zhǎng)度是鋼坯在爐膛內(nèi)所占的長(zhǎng)度，而全長(zhǎng)還包括了從出鋼口到端墻的一段距離。L效=Gb/ng爐子全長(zhǎng)等于有效長(zhǎng)度加上出料口到端墻的距離A，側(cè)出料的爐子只要考慮能設(shè)置出料口即可，A值在13m。一、爐型相關(guān)知識(shí)（三）常用加熱爐爐型分析按溫度制度可分為：兩段式、三段式和強(qiáng)化加熱式。按所用燃料種類(lèi)可分為：使用固體燃料的、使用重油的、使用氣體燃料的、使用混合燃料的。按空氣和煤氣的預(yù)熱方式可分為：換熱式的、蓄熱式的、不預(yù)熱的。按出料方式可分為：端出料的和側(cè)出料的。一、爐型相關(guān)知識(shí)一、爐膛與爐襯對(duì)爐襯的要求：1.能夠在高溫和荷載條件下保持足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，2.爐襯能夠耐受爐氣的沖刷和爐渣的侵蝕，3.有足夠的絕熱保溫和氣密性能。因此，爐襯通常由耐火層、保溫層、防護(hù)層和鋼結(jié)構(gòu)幾部分組成。圖1.1 爐膛爐膛（圖1.1）是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱(chēng)為爐襯，爐襯是加熱爐的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)條件。任務(wù)實(shí)施一、爐膛與爐襯（一）爐墻：爐墻分為側(cè)墻和端墻，承受高溫的爐墻當(dāng)高度或長(zhǎng)度較大時(shí)，要保證有足夠的穩(wěn)定性。增加穩(wěn)定性的辦法是增加爐墻的厚度或用金屬錨固件固定。（二）爐頂：加熱爐的爐頂按其結(jié)構(gòu)分為兩種：即拱頂和吊頂。拱頂一般用于跨度小于3.54m的中小型爐子上，爐子的拱頂中心角一般為60。當(dāng)爐子跨度大于4m時(shí)，拱頂所承受的側(cè)壓力很大，一般耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度已很難滿足，因而大多采用吊頂結(jié)構(gòu)，吊掛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，但它不受爐子跨度的影響且便于局部修理及更換。任務(wù)實(shí)施一、爐膛與爐襯（三）爐底：爐底是爐膛底部的砌磚部分，爐底要求承受被加熱鋼坯的重量，高溫區(qū)爐底還要承受爐渣、氧化鐵皮的化學(xué)侵蝕。此外，爐底還要經(jīng)常與鋼坯發(fā)生碰撞和摩擦。（四）基礎(chǔ)：爐子支座。（五）爐子的鋼結(jié)構(gòu)：使?fàn)t子成為一個(gè)整體，并防止?fàn)t子長(zhǎng)期高溫工作變形。（六）爐門(mén)、出渣門(mén)和觀察孔：為了滿足工藝上的需要,在爐墻上常留有若干觀察孔和爐門(mén)以及出渣門(mén)。它們的大小以及形狀取決于操作上是否便利。但從熱效率這一點(diǎn)來(lái)講,爐門(mén)和觀察孔以及出渣門(mén)應(yīng)盡量地減少。任務(wù)實(shí)施一、爐膛與爐襯圖1.2（左上）側(cè)墻 （右上）拱頂結(jié)構(gòu) （下）吊頂結(jié)構(gòu)任務(wù)實(shí)施任務(wù)二耐火材料任務(wù)二 耐火材料學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解耐火材料的主要性能。2.了解耐火材料的類(lèi)型。3.掌握主要耐火材料加熱爐運(yùn)用的主要耐火材料。任務(wù)描述識(shí)別不同類(lèi)型耐火材料，并根據(jù)爐子不同部位正確選用耐火材料。（1）具有一定的耐火度，即在高溫條件下使用時(shí)，不軟化不熔融。（2）在高溫下具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠承受規(guī)定的建筑荷重和 工作中產(chǎn)生的應(yīng)力。（3）在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的膨脹應(yīng)力和收縮裂縫。（4）溫度急劇變化時(shí)，不能迸裂破壞。（5）對(duì)熔融金屬、爐渣、氧化鐵皮、爐襯等的侵蝕有一定的抵抗能力。（6）具有較好的耐磨性及抗震性能。（7）外形整齊。尺寸精確，公差不超過(guò)要求。砌筑加熱爐的耐火材料應(yīng)滿足以下要求：耐火材料的主要性能：1.耐火度2.高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度3.高溫體積穩(wěn)定性4.抗熱震性5.化學(xué)穩(wěn)定性6.氣孔率7.熱膨脹性相關(guān)知識(shí)耐火材料的性能包括物理性能和工作性能兩個(gè)方面。物理性能如體積密度、氣孔率、熱導(dǎo)率、真密度、線膨脹系數(shù)等往往能夠反映材料制造工藝的水平，并直接影響著耐火材料的工作性能。耐火材料的工作性能指材料在使用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要包括耐火度、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、高溫體積穩(wěn)定性、抗渣性等，耐火材料的工作性能取決于耐火材料的化學(xué)礦物組成及其制造工藝。任務(wù)實(shí)施一、耐火材料的主要性能1.耐火度 耐火材料在高溫狀態(tài)下抵抗熔化和軟化的性能稱(chēng)為耐火度。它是衡量耐火材料承受高溫能力的基本尺度,是表征耐火材料耐高溫性能的一項(xiàng)基本技術(shù)指標(biāo)。2.高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 耐火材料在高溫下承受壓力、抵抗變形的能力稱(chēng)為耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度通常用荷重軟化點(diǎn)作為評(píng)定的指標(biāo)。3.高溫體積穩(wěn)定性 耐火材料在高溫及長(zhǎng)期使用的情況下,應(yīng)保持一定的體積穩(wěn)定性。這種體積的變化不是指一般的熱脹冷縮,而是指耐火材料在燒制時(shí),由于其內(nèi)部組織未完全轉(zhuǎn)化,在使用過(guò)程中內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)會(huì)繼續(xù)變化而引起的不可逆的體積變化。任務(wù)實(shí)施一、耐火材料的主要性能4.抗熱震性 耐火材料抵抗溫度急劇變化而不致破裂和剝落的能力稱(chēng)為抗熱震性,又稱(chēng)耐熱剝落性和耐熱崩裂性。5.化學(xué)穩(wěn)定性 耐火材料往高溫抵抗熔融金屬、物料、爐渣、熔融爐塵等侵蝕作用的能力稱(chēng)為耐火材料的化學(xué)穩(wěn)定性。這一指標(biāo)通常也用抗渣性來(lái)表示。6.氣孔率 因制造工藝局限性,耐火材料中總存在著一些大小不同、形狀各異的氣孔。耐火材料中所有氣孔的體積與材料總體積的比值就稱(chēng)為耐火材料的氣孔率。7.熱膨脹性 耐火材料的長(zhǎng)度和體積隨溫度升高而增大的性質(zhì),稱(chēng)為耐火材料的熱膨脹性。任務(wù)實(shí)施一、耐火材料的主要性能加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)加熱爐砌筑部位所用的主要耐火材料的成分和性能要求如下：任務(wù)實(shí)施二、耐火材料理化指標(biāo)耐火材料按其外觀分為塊狀（耐火制品）和不定形耐火制品。塊狀耐火制品根據(jù)其外形和尺寸又分為普通型磚、標(biāo)準(zhǔn)型磚、異型磚和特型磚。塊狀耐火制品不允許有裂紋、鐵斑、熔洞、結(jié)瘤、黑心、裂縫、缺棱和缺角、扭曲、鼓脹和尺寸偏差等外觀缺陷，這些外觀缺陷不但影響耐火制品的品質(zhì)，而且還會(huì)影響爐子的砌筑質(zhì)量，進(jìn)而影響到爐子的使用壽命。任務(wù)實(shí)施三、耐火材料的外觀及識(shí)別（一）耐火材料驗(yàn)收、存放和保管耐火材料的驗(yàn)收一般包括：（1）質(zhì)量證明書(shū)質(zhì)量證明書(shū)上一般按牌號(hào)和磚號(hào)列出耐火制品的各種指標(biāo)值，并注明是否符合技術(shù)要求、技術(shù)條件和設(shè)計(jì)要求。必要時(shí)，還需由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)。（2）外形外觀檢查根據(jù)爐子所用耐火材料標(biāo)準(zhǔn)中所列的項(xiàng)目進(jìn)行全數(shù)檢查或批量抽查。（3）耐火預(yù)制件的尺寸精度按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。四、加熱爐的砌筑任務(wù)實(shí)施（二）加熱爐砌磚規(guī)定加熱爐砌磚規(guī)定如下：（1）砌筑加熱爐用的耐火材料及隔熱材料，一般要防止受潮。（2）砌筑耐火磚所用耐火泥的耐火度和化學(xué)成分與所用磚的耐火度和化學(xué)成分相適應(yīng)。（3）耐火砌體一般要求錯(cuò)輥砌筑，磚縫以泥漿填滿；干砌時(shí)以干耐火粉填滿。（4）加熱爐砌體的表面應(yīng)勾縫。（5）耐火砌體和隔熱砌體，從施工到投產(chǎn)的過(guò)程都要預(yù)防受潮。（6）禁止直接在砌體上砍鑿磚，砌耐火磚時(shí)，一般要求用木槌找正。（7）磚的砍鑿面一般不應(yīng)朝向爐膛、爐子通道的內(nèi)表面或膨脹縫。（8）煙道同下沉很大的煙囪和其他建筑物連接時(shí)，應(yīng)在這些建筑物的全高建完，沉降基本穩(wěn)定后，或者在煙道與煙囪或其他建筑物間設(shè)有沉降縫時(shí)，才允許砌筑煙道，沉降縫應(yīng)防止透氣和滲水。四、加熱爐的砌筑任務(wù)實(shí)施（三）砌磚方法1.爐墻砌筑砌墻時(shí)，在同一磚層內(nèi)，前后相鄰磚列和上下相鄰磚層的磚縫應(yīng)交錯(cuò)?；⌒螇﹀e(cuò)縫與直形墻錯(cuò)縫的方法相同。弧形墻應(yīng)按中心線砌筑，當(dāng)爐殼中心線的垂直誤差符合規(guī)定時(shí)，弧形墻也可以爐殼作導(dǎo)面進(jìn)行砌筑，并用樣板進(jìn)行檢查。2.爐底砌筑爐底分死底和活底。砌筑時(shí)，先砌底后砌墻，墻壓在底上，這種底叫死底。先砌墻后砌底，這種底叫活底。四、加熱爐的砌筑圖1.3 磚的1平砌、2側(cè)砌、3豎砌任務(wù)實(shí)施3.拱頂砌筑 砌筑拱頂有錯(cuò)砌和環(huán)砌兩種方法。除設(shè)計(jì)規(guī)定或特殊結(jié)構(gòu)部位環(huán)砌外，拱頂一般為錯(cuò)縫砌筑（圖1.4）拱頂均用楔形磚砌筑，砌筑時(shí)先安裝與拱頂形式相對(duì)應(yīng)的拱架。拱頂砌筑從兩邊拱腳同時(shí)向拱頂中心對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，拱腳磚的角度與拱的角度應(yīng)一致，并緊靠拱腳梁砌筑。四、加熱爐的砌筑圖1.4 拱頂?shù)钠龇ㄈ蝿?wù)實(shí)施（四）砌縫和膨脹縫 為了保證爐子砌體的堅(jiān)固和耐久，避免透過(guò)氣體和滲入熔融金屬及爐渣，砌體的錯(cuò)縫和磚縫的厚度應(yīng)特別注意，不允許有直通縫。四、加熱爐的砌筑任務(wù)實(shí)施加熱爐常用耐火材料及應(yīng)用爐子采用不同材質(zhì)和牌號(hào)的復(fù)合結(jié)構(gòu)并整體施工的內(nèi)襯，具有良好的耐高溫剝落性和絕熱性，提高爐襯的壽命、保證加熱爐長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，改善加熱爐區(qū)域的操作環(huán)境溫度同時(shí)，并使?fàn)t壁溫度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表1.1 爐子主要部位砌筑材料與厚度一、步進(jìn)梁式加熱爐用耐火材料實(shí)踐案例加熱爐常用耐火材料及應(yīng)用1.水梁絕熱爐底梁及立柱采用雙層絕熱包扎結(jié)構(gòu)。2.熱風(fēng)管道絕熱包扎對(duì)于熱空氣管道，根據(jù)管徑的不同，分別采用內(nèi)襯或外包絕熱材料以減少熱量散失。二、加熱爐的絕熱措施實(shí)踐案例三、煙道內(nèi)襯加熱爐上升煙道采用纖維結(jié)構(gòu)，水平煙道采用砌磚和澆注料復(fù)合結(jié)構(gòu)，煙道閘板以后煙管部分采用纖維模塊（或纖維澆注料）結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)煙囪內(nèi)襯采用噴涂料（或纖維澆注料）。任務(wù)三燃 料任務(wù)三 燃料學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解金屬壓力加工企業(yè)加熱爐常用燃料的主要性能與用途。2.掌握燃燒分析與計(jì)算基本方法。3.掌握對(duì)燃料燃燒過(guò)程的控制及燃燒方法的應(yīng)用。任務(wù)描述加熱爐是利用燃料燃燒放出的熱量來(lái)加熱軋件，學(xué)習(xí)燃料的類(lèi)型和性能；學(xué)習(xí)燃燒過(guò)程與燃燒方法。氣體燃料由CO、H2、CH4、CmHn、C2H4、H2S、CO2、N2、O2、H2O等簡(jiǎn)單的化合物和單質(zhì)混合組成，煤氣成分就是用上述各單一氣體在煤氣中所占的體積分?jǐn)?shù)來(lái)表示。其中主要的可燃成分是CO、H2、CH4、CmHn、C2H4等，他們?cè)谌紵龝r(shí)能放出熱量。此外煤氣中還含有少量灰塵，氣體燃料就是用上述各單一氣體在煤氣中所占的體積分?jǐn)?shù)來(lái)表示。二、燃料的發(fā)熱量 燃料發(fā)熱量的高低是衡量燃料質(zhì)量和熱能價(jià)值高低的重要指標(biāo)，也是燃料的一個(gè)重要特性。單位質(zhì)量或體積的燃料完全燃燒后所放出的熱量稱(chēng)為燃料的發(fā)熱量。氣體燃料發(fā)熱量的單位是kJ/m3?；谌紵a(chǎn)物中水的狀態(tài)不同，可以把燃料的發(fā)熱量分為高發(fā)熱量和低發(fā)熱量。實(shí)際生產(chǎn)上用的都是低發(fā)熱量。一、燃料的化學(xué)組成相關(guān)知識(shí)氣體燃料是由一些獨(dú)立存在的可燃成分組成，每種可燃成分的發(fā)熱量可以精確測(cè)定。因此，只需把可燃成分的發(fā)熱量加起來(lái)即可。計(jì)算公式：Q低=127.7CO濕+107.6H2濕+358.8CH4濕+598.7C2H4濕+712CmHn濕千焦/標(biāo)米式中：CO濕、H2濕100m3氣體燃料中各成分的體積，m3。為了便于比較，人為地規(guī)定一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)燃料”的概念，每千克標(biāo)準(zhǔn)燃料的發(fā)熱值定為29309kJ/kg（7000kcal/kg），將各種燃料折算成標(biāo)準(zhǔn)燃料即可進(jìn)行比較。附：氣體燃料發(fā)熱量的計(jì)算方法相關(guān)知識(shí)一、加熱爐常用的氣體燃料氣體燃料的種類(lèi)很多，目前，加熱爐常用的氣體燃料有天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣、高爐和焦?fàn)t混合煤氣等。任務(wù)實(shí)施二、燃料的燃燒1.完全燃燒和不完全燃燒 （1）完全燃燒燃燒中的可燃物質(zhì)和氧進(jìn)行了充分的燃燒反應(yīng)，燃燒產(chǎn)物中已不存在可燃物質(zhì)，稱(chēng)為完全燃燒。（2）不完全燃燒不完全燃燒是指燃料經(jīng)過(guò)燃燒后在燃燒產(chǎn)物中存在可燃成分，如CO等。2.理論空氣需要量和空氣消耗系數(shù) 燃料中的可燃成分全部燃燒需要有一定量的空氣，這種空氣量叫做理論空氣需要量。為了實(shí)現(xiàn)燃料完全燃燒，實(shí)際空氣供給量必須大于理論空氣需要量。該實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值就叫空氣消耗系數(shù)。3.燃燒溫度 燃料燃燒放出的熱量包含在氣態(tài)燃燒產(chǎn)物中，則氣態(tài)燃燒產(chǎn)物的溫度要升高，燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫燃料的燃燒溫度，又叫火焰溫度。（一）基本概念任務(wù)實(shí)施二、燃料的燃燒1.煤氣與空氣的混合 要實(shí)現(xiàn)煤氣中可燃成分的氧化反應(yīng)，必須是可燃物質(zhì)的分子能和空氣中氧分子接觸。改善混合的途徑有：（1）使煤氣與空氣流形成一定的交角在燒嘴上安設(shè)旋流導(dǎo)向裝置，造成氣流強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有利于混合。（2）改變氣流的速度。（3）縮小氣流的直徑，把氣流分割成若干細(xì)股，或采用扁平流股，使煤氣與空氣的混合條件改善。2.煤氣與空氣混合物的著火3.空氣中的氧與煤氣中的可燃物完成化學(xué)反應(yīng)在上述三個(gè)階段中，對(duì)整個(gè)燃燒過(guò)程其最直接影響的是煤氣與空氣的混合過(guò)程。要提高燃燒強(qiáng)度，必須很好地控制混合過(guò)程。所以，煤氣與空氣的混合是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。（二）燃料的燃燒過(guò)程任務(wù)實(shí)施二、燃料的燃燒1.有焰燃燒 有焰燃燒的主要特點(diǎn)是煤氣與空氣預(yù)先不混合，各以單獨(dú)的流股進(jìn)入爐膛，邊混合邊燃燒，混合和燃燒兩個(gè)過(guò)程在爐內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。由于煤氣與空氣是分別進(jìn)入燒嘴和爐膛的，因此可以把煤氣和空氣預(yù)熱到較高的溫度，而不受著火溫度的限制，預(yù)熱溫度越高，著火越容易。煤氣空氣的流速實(shí)際上與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗷テ胶?，才能保持穩(wěn)定的火焰。2.無(wú)焰燃燒 如果將煤氣與空氣在進(jìn)行燃燒之前預(yù)先混合在噴入爐內(nèi)，燃燒過(guò)程要快得多。由于較快地進(jìn)行燃燒，碳?xì)浠衔飦?lái)不及分解，火焰中沒(méi)有或很少有游離的炭粒，看不到明亮的火焰，或者火焰很短，這種燃燒方法稱(chēng)為無(wú)焰燃燒。（三）燃料的燃燒方法任務(wù)實(shí)施任務(wù)四燃燒裝置任務(wù)四 燃燒裝置學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解加熱爐常用燃燒裝置的工作原理、用途、性能特點(diǎn)及應(yīng)用、調(diào)整方法。2.熟悉燃料和空氣供給系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)。任務(wù)描述燃燒裝置是燃料燃燒的執(zhí)行裝置，學(xué)習(xí)燃燒器的結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的使用。聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際了解燃料和空氣輸送系統(tǒng)。燃燒裝置是任何以燃料燃燒放熱為熱能來(lái)源的爐子必不可少的裝置。燃燒器的使用不當(dāng)主要是燃燒和空氣供給的比例不適當(dāng)，空氣量供給的過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)造成燃燒的浪費(fèi)，而且還會(huì)影響爐溫?？梢?jiàn)在生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)燃燒器的使用應(yīng)給予足夠的重視。圖1.5 燃?xì)馄窖鏌煜嚓P(guān)知識(shí)一、軋鋼加熱爐常用燃燒裝置（一）平焰燒嘴煤氣由頂部引入燒嘴內(nèi)管，經(jīng)導(dǎo)流片使氣流旋轉(zhuǎn)，然后從燒嘴頭成一定角度噴出。空氣由側(cè)部進(jìn)入燒嘴外管，經(jīng)切向布置的導(dǎo)流孔后，在燒嘴頭部與煤氣氣流混合燃燒。這種燒嘴能很好地適應(yīng)寬厚板加熱爐供熱能力變化大的特點(diǎn)。（二）調(diào)焰燒嘴 助燃空氣分兩次供給，采用分段燃燒法，降低了火焰溫度峰值，改善了火焰溫度分布，因此，降低了NOx的生成。（三）直焰燒嘴煤氣直焰燒嘴用于加熱爐端向布置。圖1.6 燃?xì)馄窖鏌旖Y(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)實(shí)施二、燃料供給系統(tǒng)1.管道布局的要求（1）管道一般都架空敷設(shè)，布置在地下時(shí)，應(yīng)設(shè)置地溝并保證通風(fēng)良好，檢修方便。（2）爐前煤氣管道一般不考慮排水坡度。但應(yīng)在需要部位設(shè)置排水管或水封。（3）采取保溫措施，防止管內(nèi)水汽結(jié)冰。（4）冷發(fā)生爐煤氣及其混合煤氣的管道要有排焦油裝置和不小于0.2%的排油坡度。（5）為了避免管道內(nèi)積水流入燒嘴,煤氣支管最好從側(cè)面或上面引出。（6）當(dāng)煤氣管道系統(tǒng)中裝有預(yù)熱器,并考慮預(yù)熱器損壞檢修時(shí)爐子要繼續(xù)工作,應(yīng)裝設(shè)附有切斷裝置的旁通管道。（7）爐前煤氣管道上一般應(yīng)設(shè)有:兩個(gè)主開(kāi)閉器或一個(gè)開(kāi)閉器、一個(gè)眼鏡閥;放散系統(tǒng);爆發(fā)試驗(yàn)取樣管;栜 排水及排焦油裝置;栞 調(diào)節(jié)閥門(mén);栟 與自動(dòng)控制裝置和安全裝置相適應(yīng)的附件。（一）燃料輸送管道任務(wù)實(shí)施二、燃料供給系統(tǒng)2.放散系統(tǒng) 放散管應(yīng)置于兩個(gè)主閘閥之間，各段煤氣管的末端及管道最高點(diǎn)引出，并須考慮各主要管道均能受到吹刷。3.管道絕熱 為了減少管道的散熱損失，熱煤氣管道必須敷設(shè)絕熱層，管道絕熱方式有管外包扎和管內(nèi)砌襯兩種工藝，根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)溫度和管徑大小確定。（一）燃料輸送管道任務(wù)實(shí)施二、燃料供給系統(tǒng) 空氣供給系統(tǒng)是由風(fēng)機(jī)、管道和閥門(mén)等組成?？諝夤艿酪话銘?yīng)采用蝶閥調(diào)節(jié),亦可采用焊接的閘板閥;空氣壓力較高或者要求嚴(yán)密時(shí),也可以采用閘閥。為了減少管道的散熱損失,熱空氣管道也要包敷絕熱層。加熱爐通常采用離心式風(fēng)機(jī)作為供風(fēng)的裝置，有時(shí)也采用離心式引風(fēng)機(jī)作為排煙裝置。（二）空氣供給系統(tǒng)圖1.7 空氣主管內(nèi)絕熱施工（左）燒嘴前空氣管（右）任務(wù)實(shí)施任務(wù)五加熱爐排煙系統(tǒng)的組成任務(wù)五 加熱爐排煙系統(tǒng)的組成學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉加熱爐排煙系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及各部分作用。2.能分析煙囪抽力形成及影響因素。任務(wù)描述學(xué)習(xí)爐子排煙系統(tǒng)的組成、功能和特點(diǎn)。為了使加熱爐能正常工作，需要不斷供給燃料所用的空氣，同時(shí)又要不斷地把燃燒后產(chǎn)生的廢煙氣排出爐外，因此，爐子設(shè)有排煙系統(tǒng)。排煙系統(tǒng)的設(shè)置是為了排除燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣，同時(shí)依靠在煙道的適當(dāng)位置上按裝置的煙道閘板控制爐膛壓力。爐膛壓力過(guò)高或過(guò)低都會(huì)給爐子生產(chǎn)帶來(lái)不利的影響，因而對(duì)爐膛壓力的控制應(yīng)給予極大的重視。爐膛壓力是靠煙道閘板的位置開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)，因而要求煙道閘板動(dòng)作靈活，便于調(diào)節(jié)。另外，還要防止煙道積水、積塵、更不要把爐渣流入煙道內(nèi)，以防影響煙囪的抽力。相關(guān)知識(shí)一、排煙系統(tǒng)（一）煙道1.煙道布置對(duì)煙道布置的要求有：（1）地下煙道不會(huì)妨礙交通和地面上的操作，因此一般煙道都盡量布置在地下。（2）要求煙道路程短，局部阻力損失小。（3）煙道較長(zhǎng)時(shí)，其底部要有排水坡度，以便集中排出煙道積水。（4）當(dāng)煙道中有廢熱回收裝置時(shí)，一般要設(shè)置旁通煙道和相應(yīng)的閘板、人孔等，以便在廢熱回收裝置檢修時(shí)可不影響爐子的生產(chǎn)操作。（5）煙道要與廠房柱基、設(shè)備基礎(chǔ)和電纜保持一定距離，以免受煙道溫度影響。任務(wù)實(shí)施一、排煙系統(tǒng)（一）煙道2.煙道斷面：煙道一般采用拱頂角為60或180的煙道斷面。3.煙道砌筑：煙道采用耐火材料砌筑。關(guān)鍵為換熱器室砌筑。（二）煙道閘板和煙道人孔1.煙道閘板為了調(diào)節(jié)爐膛壓力或切斷煙氣,每座爐子一般都要設(shè)置煙道閘板,其要求如下:(1)閘板的位置應(yīng)便于操作和維修,有條件時(shí),閘板要盡可能安裝在室內(nèi)不妨礙交通的地方。(2)裝在預(yù)熱器前后的閘板,其位置和結(jié)構(gòu)要盡量避免煙氣通過(guò)預(yù)熱器時(shí)產(chǎn)生偏流。(3)煙道閘板的斷面可以適當(dāng)小于主煙道斷面,以利于改善閘板的調(diào)節(jié)功能。圖1.7 上排煙煙道砌筑任務(wù)實(shí)施一、排煙系統(tǒng)煙道閘板的作用與調(diào)整方法如下:(1)作用:控制爐壓用煙道閘板。(2)型式:垂直安裝蝶式煙道閘板,閘板一般為不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)。(3)調(diào)整方法:為了防止火焰外延,并避免冷風(fēng)從爐墻的縫隙吸入,在確定了“零壓點(diǎn)暠之后必須嚴(yán)格控制加熱爐的爐膛壓力為一個(gè)定值。手動(dòng)調(diào)節(jié):由操作員直接操作煙道閘板來(lái)調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)節(jié):由系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)。功能說(shuō)明:爐壓的檢測(cè),通過(guò)均熱段的零壓面取壓孔將爐膛壓力傳輸?shù)轿⒉顗鹤兯推鲗?shí)現(xiàn)。2.煙道及人孔（1）一般每隔2030m設(shè)置一個(gè)人孔；（2）人孔的設(shè)置要使維修工人能達(dá)到煙道的各個(gè)部位；（3）一般在每座爐子的調(diào)節(jié)閘板和爐尾排煙口之間，都設(shè)置人孔；（4）位于露天地段的人孔，其頂部高度一般應(yīng)高出周?chē)仄矫?50mm以上。任務(wù)實(shí)施一、排煙系統(tǒng)煙囪是最常用的排煙裝置，它不僅起排煙作用，而且也有保護(hù)環(huán)境的作用。煙囪有磚砌、混凝土以及金屬三種。當(dāng)煙溫高于350時(shí)，金屬煙囪要砌內(nèi)襯，襯磚厚度一般為半塊磚。工業(yè)爐用煙囪在投入使用前一般要進(jìn)行烘烤。烘烤方法一般是在煙道或煙囪底部燒木柴或煤炭，隨著抽力的形成，氣流逐漸與爐子接通。（三）煙囪圖1.8 煙囪外部、內(nèi)部示意圖任務(wù)實(shí)施任務(wù)六余熱利用裝置任務(wù)六 余熱利用裝置學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解加熱爐余熱利用設(shè)備的工作原理。2.了解加熱爐余熱利用設(shè)備的種類(lèi)。任務(wù)描述余熱對(duì)于鋼鐵企業(yè)的節(jié)能意義重要，學(xué)習(xí)在加熱生產(chǎn)中對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱利用的方法與設(shè)備。余熱利用的意義為了提高熱效率，節(jié)約能源，應(yīng)最大限度地利用廢氣余熱。余熱利用的意義是：（1）節(jié)約燃料（2）提高理論燃燒溫度（3）保護(hù)排煙措施（4）減少設(shè)備投資（5）保障環(huán)保設(shè)施運(yùn)行目前余熱利用主要有兩個(gè)途徑：（1）利用廢氣余熱來(lái)預(yù)熱空氣或煤氣，采用的設(shè)備是換熱器或蓄熱室。（2）利用廢氣余熱產(chǎn)生蒸汽，采用的設(shè)備是余熱鍋爐。相關(guān)知識(shí)余熱利用裝置換熱器碳素鋼滲鋁技術(shù)空氣預(yù)熱器型式是帶麻花形插入件的二行程金屬管狀預(yù)熱器，在其煙氣入口側(cè)設(shè)有順流保護(hù)管組。金屬換熱器根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為管狀換熱器、片狀換熱器、針狀換熱器和輻射換熱器。一、金屬換熱器圖1.9 空氣預(yù)熱器及保護(hù)管組管狀換熱器有許多根鋼管組成，且安放在煙道里面片狀換熱器和針管狀換熱器都是在扁形鑄管的內(nèi)外兩面鑄有翅針或翅片輻射換熱器的空氣通道較窄，廢氣通道直徑很大，任務(wù)實(shí)施余熱利用裝置換熱器黏土換熱器能承受高溫，可以把空氣預(yù)熱到8001000，壽命長(zhǎng)，最大的缺點(diǎn)是氣密性差。黏土換熱器有管式和方孔式兩種。二、黏土換熱器三、蓄熱室1.蓄熱室和換熱器的比較蓄熱室預(yù)熱溫度高，它可將空氣預(yù)熱到6001200或更高而金屬換熱器一般只能預(yù)熱至600以下。蓄熱室任一位置氣體介質(zhì)及格子磚的加熱及冷卻溫度是隨時(shí)間而變化的，而換熱器中任一部位介質(zhì)及管壁的溫度則都是不隨時(shí)間變化的。2.蓄熱室格子磚蓄熱室格子磚孔的大小對(duì)熱交換系數(shù)有著很大的影響。任務(wù)實(shí)施余熱利用裝置換熱器煙氣余熱除了預(yù)熱空氣和煤氣之外，還可以用來(lái)加熱鍋爐，以得到蒸汽和熱水。在大型均熱爐及連續(xù)加熱爐上，換熱器出來(lái)的煙氣溫度仍高達(dá)500600，甚至更高，所以預(yù)熱設(shè)備后面可以再安裝余熱鍋爐，它能再回收約50的熱量使煙氣溫度降至150250，使總的熱利用率進(jìn)一步提高。對(duì)于某些煙氣含塵量很大的爐子，直接在爐后安裝換熱器，會(huì)很快堵塞或損壞，但在換熱器前安裝余熱鍋爐會(huì)起到集塵作用，因?yàn)檫@時(shí)的余熱鍋爐相當(dāng)于一個(gè)撞擊式多管除塵器，而且聚集在鍋爐管上的灰塵是比較容易清除掉的。四、余熱鍋爐任務(wù)實(shí)施蓄熱式加熱爐蓄熱式技術(shù)本是一項(xiàng)比較古老的熱交換技術(shù)，早在1858年就出現(xiàn)了蓄熱式回收余熱裝置，20世紀(jì)50年代考貝爾和西門(mén)子發(fā)明了煉鐵爐和煉鋼爐的蓄熱室，由于它具有換熱溫度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，至今仍廣泛地應(yīng)用于熱風(fēng)爐及焦?fàn)t上，但由于傳統(tǒng)的蓄熱體（一般為格子磚）比表面積?。ㄒ话銥?540m2/m3），蓄熱室及換向裝置龐大，造價(jià)高，影響了它的推廣應(yīng)用。一、蓄熱燃燒技術(shù)知識(shí)拓展蓄熱式加熱爐主要問(wèn)題是：爐壓高、難控制，斷續(xù)冒黑煙，檢修多，成本高，燃燒控制不良，管道吹掃難，換向閥不靈。爐膛壓力偏高且波動(dòng)頻繁，在一定程度上影響著爐子的單位燃耗和使用壽命。這主要是爐內(nèi)氣體流動(dòng)狀況的影響。東北大學(xué)和鞍山熱能研究所運(yùn)用氣體流動(dòng)相關(guān)知識(shí)，建立爐氣流動(dòng)的核型，研究沿爐寬方向上的壓力分布。結(jié)果表明沿爐寬方向上爐膛壓力高于空、煤氣噴口壓力和排煙口壓力；流量增加時(shí)爐膛壓力明顯升高，蓄熱式爐的寬度尺寸超出允許范圍后壓力問(wèn)題更為突出。二、相關(guān)問(wèn)題知識(shí)拓展項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目一主要學(xué)習(xí)加熱爐的本體結(jié)構(gòu)，這是正確操作加熱爐的基礎(chǔ)，重點(diǎn)是以下幾方面內(nèi)容：（1）爐體各部分對(duì)照實(shí)物圖正確識(shí)別，了解其作用。（2）分清不同耐火材料及在加熱爐上的使用，按加熱爐不同部位正確地選用耐火材料。（3）燃燒器種類(lèi)多，要分清加熱爐不同部位安裝燃燒裝置的情況及使用特點(diǎn)。正確調(diào)整、使用和維護(hù)各應(yīng)用燃燒器。（4）燃料熱值的計(jì)算與調(diào)整對(duì)實(shí)際生產(chǎn)意義重大，應(yīng)強(qiáng)調(diào)。（5）加熱爐的排煙系統(tǒng)的組成與工作原理的學(xué)習(xí)了解。（6）余熱回收的方法。謝謝