退火炉热工知识.pdf

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1、传热与传质、燃料及燃烧、（气体动力学）、热工设备、热工仪表及控制1.燃料的发热量（热值）定义：单位质量/体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量（一般室温25℃）。依据燃烧产物中水蒸气（包括燃料中所含水生成的水蒸气和燃料中的氢燃烧时生成的水蒸气）的不同形态，分为两种发热量：高温发热量、低位发热量高位发热量（高位热值）：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽全部凝结为液态水时所放出的热量低位发热量（低位热值）：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时所放出的热量。即它们的区别仅是

2、：水的状态不同，25℃水的汽化热2440‐2500KJ/kg实际燃烧时，因温度很高，燃烧产物中的水蒸气均以气态形式存在，不可能凝结为水，故一般所测定的为低位发热量（低位热值）。3天然气的发热量（低位热值）一般为8000～8500×4.18KJ/Nm提问：燃料的热值如何定义？通常所说的某种燃料的热值是什么意义？2.基本传热方式传热是由温度差引起的。只要有温度差存在，热量就会自发地从高温物体向低温物体转移。传热有三种方式：对流、导热、辐射在预热段低温区，以对流传热为主；在高温区，以辐射传热为主。提问：基

3、本的传热方式有哪几种？在加热炉的不同温度区间，产品与热气流的传热方式各有什么特点？3.气体燃料燃烧的基本条件（1）有燃料（如天然气）（2）有空气（助燃风）（3）达到着火温度－燃烧所需的最低温度提问：气体燃料燃烧的基本条件是什么？4.气体燃料燃烧的过程（1）混合－燃料与空气的混合（2）着火（3）燃烧提问：说一说气体燃料燃烧的过程5.依据燃气与空气的混合情况，分为三种燃烧方法（1）长焰燃烧－燃气和空气在燃烧器内不混合，喷出后靠扩散作用进行边混合边燃烧，火焰长。（2）短焰燃烧－燃气在燃烧器内与部分空气（一

4、次空气）混合，喷出后燃烧并进一步与二次空气混合燃烧，火焰较短（3）无焰燃烧－燃气与空气在燃烧器内（或进燃烧器前）完全混合，在燃烧器内（或喷出后）燃烧，火焰短而透明，几乎无火焰。依据燃气与空气的混合情况，气体燃料的燃烧分为哪三种方法，各有什么特点？6.燃烧的几个概念（1）完全燃烧：燃料中的全部可燃成分在空气充足的情况下达到完全氧化，燃烧产物中没有游离的C及CO、H2、CH4等可燃成分。（2）不完全燃烧：燃料中的可燃成分没有完全氧化，燃烧产物中尚存在一些可燃成分，如游离的C及CO、H2、CH4等。（3）

5、空气过剩系数：燃料完全燃烧需要供应一定量的空气。根据燃烧化学反应方程式计算出来的单位燃料完全燃烧时所需的空气量为理论空气量。实际供应的空气量一般大于理论空气量，称为实际空气量。实际空气量与理论空气量的比值称为空气过剩系数（α）。一般气体燃料的空气过剩系数为1.05~1.15（4）火焰的气氛：根据燃烧产物的气氛性质，燃料燃烧的火焰有氧化焰、还原焰、中性焰之分。氧化焰－空气过剩系数α＞1。燃烧产物中不含可燃成分如CO等，有过剩的氧；还原焰－空气过剩系数α＜1。燃烧产物中含可燃成分如CO等中性焰－空气过剩

6、系数α＝1.燃烧产物中没有过剩的氧，也没有可燃成分。理论上中性焰的温度最高。提问：什么是空气过剩系数？燃烧气氛分哪几种？如何划分？空气过剩系数与燃烧气氛有什么关系？空气过剩系数与燃烧温度有什么关系？7.影响实际燃烧温度的因素（1）燃料种类：与燃料热值及燃烧的产物量有关，热值越高、燃烧产物量越低，燃烧温度越高。（2）燃料和助燃空气的温度：它们的温度越高，直接带入的显热越多，可提高燃烧温度。（3）空气过剩系数：适当的空气过剩系数，可以保证有较高的燃烧温度。一般α略大于1（过小，不完全燃烧；过大生成的烟气

7、量多，会使燃烧温度降低）（4）助燃风中氧气的浓度：提高氧气浓度，将使燃烧产物减少，可以提高燃烧温度。（5）炉体散热状况及炉内产品传热速度。提问：空气过剩系数与燃烧温度有什么关系？影响加热炉实际燃烧温度有哪些因素？使用气体燃料时，能否提高助燃空气或燃气的温度？对燃烧有什么影响？可以采用哪些方式提高燃气/助燃空气的温度？8.关于NOx烟气中的氧化氮通称NOx，以N2O、NO、NO2、N2O4多种氮的氧化物存在，主要为NO2和NO。一般环保排放基准中涉及的NOx均指NO和NO2来源：（1）热力NOx－高温

8、时空气中的氮与氧化合形成NO，进一步氧化形成NO2其生成速度与下列因素有关A．与燃烧温度有关。当燃烧温度低于1400℃时热力NOx生成速度较慢，当温度高于1400℃反应明显加快（炉温不均匀时，局部高温会产生大量的NOx）。B．与空气过剩系数有关。氧浓度增加，NOx生成量也增加。当出现15％的过量空气时，NOx生成量达到最大：当过量空气超过15％时。由于NOx被稀释，燃烧温度下降，反而会导致NOx生成减少。C．与烟气在高温区的停留时间有关。停留时间越长，NOx越多。这是