根据工厂所在地区的燃料来源情况,并根据国家燃料政策对可能供应的燃料进行热工分析和经济比较,然后确定按燃料分类的炉型。
1.固体燃料
常用固体燃料主要为煤,也有使用煤粉和焦炭的,冲天炉则主要使用焦炭。
各地煤种差异较大,设计工业炉时必须掌握煤质特性,如发热量、挥发分、灰熔点、粘结性、成分分析等数据,然后按炉子燃烧系统的性能要求因地制宜地选用合适的煤种。
2.液体燃料
用于工业炉的液体燃料主要为燃料油,理想的液体燃料是柴油,但受国家燃料供应条件的限制,目前多数工厂不得已而以燃料油为燃料。使用燃料油时必须对油进行加热和过滤,使油具有符合要求的低粘度值和较好的洁净度。
3.气体燃料
大型机械工厂多使用发生炉煤气、焦炉煤气(或城市煤气)和天然气,少数工厂也有使用混合煤气、水煤气和液化石油气的。
发生炉煤气、焦炉煤气、混合煤气的炉前煤气压力分为两种:
高压煤气:工作压力≥12kPa。
低压煤气:工作压力≤5kPa。
天然气的炉前煤气压力也分为两种:(www.xing528.com)
高压天然气:工作压力150~250kPa。
低压天然气:工作压力≤5~10kPa。
中小型工厂由于炉子规格小,温度制度易于控制,一般可选用高压煤气,采用高压喷射式烧嘴。这类烧嘴具有空气和煤气基本按比例预先混合、过剩空气少(α=1.03~1.05);燃烧完全、可自动控制空气和煤气的混合比、操作简便等优点,但工作空间压力大时空气量不能按比例吸入,火焰长度不易调节,尤其当燃烧气体喷出速度小于火焰传播速度、或空气、煤气预热温度太高时,易产生回火现象。
大型工厂的炉子规格大,温度制度不易控制,一般适于采用低压煤气,选用低压煤气烧嘴,其特点是:
1)空气和煤气强制混合,燃烧所需空气量充分。
2)火焰长度能调节,特别适用于热处理炉及炉底宽度大于3m的加热炉。
3)空气系数不大,一般α=1.05~1.1。
4)能采用自动控制系统。
发生炉煤气的低位发热量一般为5~6kJ/m3,当低位发热量Qd≤5~5.25kJ/m3时,其理论燃烧温度(空气、煤气均不预热时)约为1590~1650℃,大致获得1200~1250℃炉温,因而不能用于高温加热炉。
要求炉温>1250℃,不得已而使用Qd<5~5.25kJ/m3的发生炉煤气时,应设置预热器预热空气或煤气,或采用富氧煤气、富氧送风、附加高热值燃料等措施。
发生炉煤气带有一定数量的灰、焦油和水分,其数量及其性质直接影响到炉前管道、烧嘴、预热器的正常运转。炉前煤气中灰和焦油的含量一般不应高于30~40mg/m3。某厂水压机车间进口处测得煤气中灰和焦油含量为40~50mg/m3,块状煤气预热器只能连续运行60d左右即被堵塞;当不使用预热器时,则严重堵塞煤气管道和烧嘴,给生产操作造成很大困难。
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