火焰爐操作原理

在高溫火焰爐上，火焰直接進(jìn)入爐膛。如以塊煤為燃料，則需單獨(dú)設(shè)置固體燃料的燃燒室，火焰翻過火口進(jìn)入爐膛。如以粉煤、煤氣或燃料油為燃料，則需用燃燒器。當(dāng)煤氣和（或）空氣預(yù)熱溫度很高時(shí)，如平爐，則用耐火磚砌成爐頭，與爐膛連成一體?；鹧鏍t的爐膛廢氣溫度較高，常用換熱器或蓄熱室回收廢氣熱量。預(yù)熱空氣和煤氣是為了提高燃燒溫度和降低能耗?？諝獠活A(yù)熱時(shí)，重油爐的溫度可略高于1500℃，粉煤爐的溫度可略高于1450℃。如空氣預(yù)熱到1000℃，則爐內(nèi)溫度可達(dá)1700℃以上。

蓄熱室是周期性的交替輪換進(jìn)行工作，所以蓄熱式爐必須進(jìn)行換向操作，即每隔一定時(shí)間（例如半小時(shí)）必須變更一次爐內(nèi)火焰的流動方向。每次換向都會使?fàn)t子溫度發(fā)生波動。由于要換向，所以爐膛的火焰入口和廢氣出口，在結(jié)構(gòu)上必須相同；換向前的火焰入口，就是換向后的廢氣出口。

在中溫火焰爐上，進(jìn)入爐內(nèi)的不是正在燃燒的火焰，而是具有一定溫度的燃燒產(chǎn)物。燃料的燃燒過程，不在爐膛中進(jìn)行，而是在與爐膛隔開的燃燒室中進(jìn)行。這種燃燒室，通常布置在爐底以下，有時(shí)布置在爐膛的側(cè)面或頂部。這種結(jié)構(gòu)與爐氣循環(huán)結(jié)合，既可使燃料完全燃燒，又可使?fàn)t溫保持均勻。在爐墻上均勻地設(shè)置若干小型無焰燃燒器，采用高速燒嘴以及用耐熱風(fēng)機(jī)使?fàn)t氣循環(huán)，也是使?fàn)t溫均勻的有效方法。低溫火焰爐，燃燒過程必須在爐膛外（燃燒室內(nèi)）完成，爐氣循環(huán)也十分重要。

火焰爐熱工操作方面的主要參數(shù)有：熱負(fù)荷、空氣消耗系數(shù)、預(yù)熱溫度、爐膛壓力等。對于蓄熱式爐子，還有換向時(shí)間間隔；對于使用混合燃料的爐子，還應(yīng)考慮燃料發(fā)熱值的調(diào)節(jié)（即兩種或兩種以上燃料的流量配比）。這些參數(shù)對于爐子的生產(chǎn)率、熱效率以及爐子壽命都有直接影響。制訂火焰爐的熱工制度，就是要正確地掌握這些參數(shù)的數(shù)值。在間歇式爐上，要掌握這些參數(shù)隨時(shí)間的變化；在連續(xù)式爐上，要掌握它們沿爐子長度的變化。

它的工作室叫做爐膛，由爐底、爐墻和爐頂組成。用作或時(shí)，爐底的結(jié)構(gòu)有多種型式，并可按爐底結(jié)構(gòu)稱為車底爐、推料式爐、步進(jìn)爐、輥底爐、鏈?zhǔn)綘t、環(huán)形爐等。熔煉用火焰爐（如、煉銅）的爐底是凹下的熔池，用以存放熔融金屬。熔池的形狀，呈長方形、圓形或橢圓形。熔池底部有液體金屬的排出口。爐墻上有爐門、窺視孔、出渣口等。爐頂結(jié)構(gòu)有拱頂和吊頂兩種；前者用于寬度較小的爐子，后者用于較寬的爐子。

以燃料燃燒的火焰為熱源的各種工業(yè)用爐，統(tǒng)稱為火焰爐?；鹧鏍t爐膛內(nèi)的火焰通常與物料直接接觸，火焰直接加熱物料。火焰爐內(nèi)壁既輻射熱量，也部分地反射投射來的熱量，在熱交換過程中起重要作用。有時(shí)為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔墻間接傳給物料?；鹧鏍t既可用來加熱物料，也可用來熔化物料。

火焰爐按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和回轉(zhuǎn)爐兩類。

或稱回轉(zhuǎn)窯，在冶金工業(yè)中用于鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、粘土礦物的焙燒，以及各種散狀原料的焙燒揮發(fā)、離析和干燥作業(yè)。

回轉(zhuǎn)爐的爐體呈圓筒形，用厚鋼板制成，筒內(nèi)襯以耐火材料。爐體橫架在支座的滾輪上，稍傾斜(4～6%)。爐體長度與直徑之比在12:1到30:1之間。操作時(shí)爐體勻速轉(zhuǎn)動。由于爐體的傾斜和轉(zhuǎn)動，爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運(yùn)動過程中逐漸升溫，并依次發(fā)生物理、化學(xué)變化。回轉(zhuǎn)爐的溫度一般控制在爐料熔點(diǎn)以下。

爐氣的運(yùn)動方向通常與爐料相反。燃燒器（使用粉煤、重油或煤氣）位于出料端，安裝在固定的“爐頭”端墻上。廢氣從裝料端排出，經(jīng)垂直的煙道進(jìn)入收塵系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)。回轉(zhuǎn)爐爐體的兩端分別伸到垂直煙道和固定“爐頭”之中。

為了冷卻出爐散料，并利用其余熱，可采用冷卻筒。它的結(jié)構(gòu)與回轉(zhuǎn)爐相仿，但不供給燃料。為了強(qiáng)化冷卻過程，可向冷卻筒中鼓入冷空氣，并在預(yù)熱后用作回轉(zhuǎn)爐的助燃空氣。

煤氣火焰爐是以煤氣為燃料，配備煤氣發(fā)生爐自產(chǎn)煤氣或者大型煤氣站輸送的管道煤氣通過煤氣燒嘴進(jìn)行噴射燃燒。煤氣火焰爐在各種爐窯上都有應(yīng)用，隧道窯、梭式窯、推板窯等。一些以煤塊為燃料有燃燒室的火焰爐改為煤氣火焰爐時(shí)，可以直接在加熱室噴射燃燒，升溫會更快，更節(jié)能。

火焰爐的最大優(yōu)點(diǎn)是：熔化速度快，產(chǎn)量高。在嚴(yán)格遵守熔煉、精煉及轉(zhuǎn)注工藝制度的情況下，可得到滿意的鑄錠質(zhì)量。其缺點(diǎn)是：金屬燒損大，熔體吸氣量多，熱效率低，能耗大；使用天然氣、重油和煤氣作燃料時(shí)，噪聲較大；同時(shí)，燃料燃燒產(chǎn)生大量的廢氣，如果排煙及通風(fēng)設(shè)備不齊全，有可能污染車間空氣，惡化作業(yè)環(huán)境。為了提高火焰爐的熱效率，通常設(shè)置廢熱利用裝置，使熱效率可提高到60%左右。 2100433B

煤氣火焰爐以煤氣燃料燃燒的火焰為熱源的?；鹧鏍t爐膛內(nèi)的火焰通常與物料直接接觸，火焰直接給物料加熱。爐子內(nèi)壁既輻射熱量，也部分地反射投射來的熱量，在熱交換過程中起重要作用。有時(shí)為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔墻間接傳給物料?；鹧鏍t既可用來加熱物料，也可用來熔化物料。2100433B

中文名稱

U型火焰鍋爐

英文名稱

U-flame boiler

定　　義

采用拱式燃燒形成U形火炬的鍋爐。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），鍋爐（二級學(xué)科）

主要技術(shù)是燃燒室敷設(shè)衛(wèi)燃帶和煤粉濃縮燃燒器。W型火焰爐膛是由下部燃燒室和上部冷卻室所組成，下部燃燒室容積擴(kuò)大一倍左右，燃料燃燒過程基本上是在下部燃燒室內(nèi)進(jìn)行。上下爐膛之間有一縮腰，燃燒器布置在縮腰上，煤粉氣流從縮腰處的拱頂向下噴射，并著火燃燒。

著火后的煤粉氣流到爐膛下部后煤粉顆粒重量減輕，此時(shí)火焰受到燃燒室下部分級風(fēng)的托起作用，向上轉(zhuǎn)折流動，在下部燃燒室內(nèi)形成W型火焰。