热处理燃料炉

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1、第3章热处理燃料炉材料工程学院金属材料系热处理燃料炉的基本结构热处理燃料炉的基本类别和特点固体燃料炉通常指煤炉，这种炉子通常有较大的燃烧室。煤与空气难混合均匀，燃烧常不完全，容易产生黑烟，热效率低气体燃料炉通常称为煤气炉。气体燃料易于同空气混合均匀，燃烧完全液体燃料炉主要是油炉，油需要先经雾化，其燃烧过程不如气体燃料易于控制热处理燃料炉的基本结构形式材料工程学院金属材料系热处理燃料炉的基本结构材料工程学院金属材料系燃料燃烧计算燃料分类天然固体燃料是煤天然液体燃料是石油天然气体燃料是天然气人造气体燃料常用的有以下几种发生炉煤气主要成分是CO和N2。水煤

2、气主要成分是CO和H2。混合发生炉煤气主要成分是CO、H2和N2。城市煤气其主要成分是H2、CO和CH4等。高炉煤气主要成分是CO和H2。焦炉煤气主要成分是H2和CH4。液化石油气主要成分是丙烷和丁烷材料工程学院金属材料系燃料燃烧计算燃烧发热量计算高发热量Q高：当燃烧产物冷却到燃烧物质的原始温度，而且燃烧产物中的水蒸气冷凝成0C的水时，单位燃料完全燃烧所放出的热量叫做燃料的高发热量。低发热量Q低：当燃烧产物中的水冷却成20C的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所放出的热量，叫做燃料的低发热量Q高＝12620(CO)＋12800(H2)＋40070(

3、CH4)＋69500(C2H6)＋64480(C2H4)＋67200(C2H2)＋94200(C3H8)Q低＝12620(CO)＋10790(H2)＋36090(CH4)＋62510(C2H6)＋64480(C2H4)＋56350(C2H2)＋90730(C3H8)式中,CO，H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8为气体燃料中的一氧化碳、氢、甲烷，乙烷、乙烯，乙炔、丙烷的体积分数。材料工程学院金属材料系燃料燃烧计算理论空气需要量按燃料燃烧反应式计算出来的单位燃料完全燃烧所需的最小空气量。单位燃料按理论空气需要量完全

4、燃烧后所产生的全部燃烧气体称为理论燃烧产物量，以V0表示，单位为m3/kg燃料或m3/m3燃料。空气过剩系数，在燃料燃烧时，燃料与空气的混合难于达到十分完善的程度，为保证燃料完全燃烧，实际供应的空气应超过理论空气需要量。超过的空气量称过剩空气量，实际供应的空气量与理论空气需要量的比值，称空气过剩系数，以表示。值的大小常与以下因素有关：燃料种类各种燃料与空气混合的难易程度不同，所以常采用不同的值，一般范围为：煤气＝1.02-1.2，油＝1.1-1.3，块煤＝1.3-1.7，粉煤＝1.2-1.25。燃烧装置的结构燃料燃烧装置种类和结构会影响

5、燃料与空气的混合程度，例如：油喷嘴结构若能把油雾化得很细时，将会提高油与空气的混合程度，就可取下限低值。燃料的加工和制备燃料在燃烧前的加工、粉碎，对所采用的值也有影响。例如，采用粉煤燃烧可改善燃料煤与空气的混合状况，可取较低值。材料工程学院金属材料系燃料消耗量计算热平衡计算法热量收入项燃料燃烧的化学热Q烧预热空气和燃料带入的物理热Q空、Q燃热量支出项加热工件的有效热量Q件加热辅助件所需的热量Q辅。加热可控气氛所需的热量Q控通过炉衬的散热损失Q散。通过开启炉门的辐射损失Q辅。通过开启炉门或炉墙缝隙的溢气热损失Q溢砌体的蓄热损失Q蓄，以炉子升温过程

6、中每小时平均热损失计算。通过外伸构件的传热损失Q传，以加热过程中每小时平均热损失计算。废气带走的热量Q废；其它热损失Q它材料工程学院金属材料系燃料消耗量计算燃料炉的热效率根据热平衡Q件＝Q烧+Q控+Q燃-Q废-Q失式中，Q失为除废气热损失以外各项热损失的总和。故炉子的热效率可写成材料工程学院金属材料系燃料消耗量计算经验统计数据计算法根据单位热耗指标计算燃料消耗量热处理炉的单位热耗q指加热1kg工件炉子所消耗的总热量，其值也等于1kg工件加热到要求温度所需的有效热q效除以炉子的热效率因此炉子所需的热量Q和燃料消耗量B等于式中，p为生产率(kg/h)，

7、p0为炉子单位面积的生产率[kg/(m2h)]；A为有效炉底面积(m2)；Q低为所采用燃料的低发热量(kJ/kg或kJ/m3)材料工程学院金属材料系热处理燃料炉的燃烧装置燃料燃烧过程燃料燃烧过程包括混合，活化和燃烧三阶段可燃气体与空气中的氧适当混合是燃烧的前提，而且燃料燃烧速度主要取决于混合速度。对可燃混合物的活化是指将其加热到着火温度，混合物活化后才可能顺利燃烧。在燃烧阶段气体混合物中的可燃成分急剧与氧反应形成火焰放出大量热量和强烈的光。着火温度：是燃料和空气的可燃混合物能正常燃烧的最低温度着火浓度：是指在可进行燃烧的混合气体中可燃成分的浓度范围材

8、料工程学院金属材料系热处理燃料炉的燃烧装置气体燃料燃烧装置(烧嘴)动力燃烧，若可燃气体与空气在燃烧前已完全混