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工業(yè)爐窯之燃燒及熱利用特點(上)

文章出處:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.836570.com責任編輯:江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司www.836570.com人氣:-發(fā)表時間:2015-11-15 08:04【

江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  工業(yè)爐和工業(yè)窯都通稱工業(yè)爐窯,主要是指那些利用燃燒反應而進行熱利用的裝置。工業(yè)爐多用于冶金和機械系統(tǒng);工業(yè)窯則多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。

在工業(yè)爐窯的燃燒能源結構中, 主要以燒煤為主, 在冶金工業(yè)行業(yè)中約占70%, 其次是電力, 另有一部分爐窯會以油、 天然氣為燃料。對燃油、 燃氣的爐窯而言, 其燃燒效率較高; 而對燃煤的爐窯而言, 其燃燒效率較低, 且燃燒穩(wěn)定性比較差, 不易使爐內(nèi)氣氛與溫度穩(wěn)定。

1 煤的燃燒

煤是工業(yè)爐窯中的主要燃料。煤在電站鍋爐中以煤粉燃燒為主,在工業(yè)鍋爐中以層燃為主, 但在工業(yè)爐窯中還常與物料混燃。因此在工業(yè)爐中煤的燃燒更為復雜, 更加多樣化。煤顆粒的燃燒大致可以分為加熱干燥、著火、可燃物燃燒等過程。燃料進入爐內(nèi)后,受到爐內(nèi)高溫煙氣、爐墻、燃料層的輻射與對流換熱而被加熱升溫,水分逐漸逸出直至完全烘干。這一階段需要供給足夠的熱量,沒有對氧氣 (空氣)的需求。隨著溫度繼續(xù)升高,燃料開始熱分解并析出揮發(fā)分。不同燃料析出揮發(fā)分的溫度也不一致,從褐煤到無煙煤,溫度約為130~400℃。此外,揮發(fā)分的析出量還與加熱速度有關,層燃爐與煤粉爐加熱速度慢,揮發(fā)分的生成量少。揮發(fā)分達到一定濃度和溫度時就著火燃燒, 并放出大量的熱,為焦炭的燃燒提供了條件,揮發(fā)分的燃燒是擴散燃燒,其燃燒速度取決與空氣向揮發(fā)分燃燒火焰表面擴散的速度。

揮發(fā)分燃燒使溫度進一步升高,從而逐漸進入焦炭燃燒階段,焦炭燃燒是表面燃燒,其燃燒速度取決于燃料中可燃碳和氧向焦炭表面的擴散速度。當溫度低于900~1000℃時, 化學反應速度小于氧氣向反應表面的擴散速度,氧氣的供應很充分, 化學反應速度決定了總的燃燒速度。當溫度高于900~1000℃時, 化學反應速度隨溫度升高呈指數(shù)增加。到一定溫度后會超過氧向表面的擴散速度, 此時總的燃燒速度就取決于氧的輸送速度。通常的燃燒工況處于上述兩種情況的過渡區(qū),因此燃燒溫度和氧向表面的擴散速度都對燃燒有著很重要的影響。燃料在可燃物燃盡后就形成了灰渣。燃料顆粒是由外而內(nèi)燃燒的, 因此煤粒外部會先形成灰殼?;覛ぐ∶毫?nèi)的可燃物,阻止氧氣向內(nèi)部擴散,使得燃燒難以進一步進行, 這在用灰分高的燃料時更為嚴重。

綜上所述, 燃料的燃燒是一個復雜的過程, 燃燒用空氣、 溫度和燃燒時間對燃料的燃燒有著很重要的影響,不同的燃燒階段對這三個燃燒條件的要求也各不相同, 很好的組織這些燃燒條件可以取得良好的燃燒工況。


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