職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)教材之二

1、職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)教材之二凈 化 車 間 轉(zhuǎn) 爐 氣 柜 工目 錄第一章 煤氣基礎(chǔ)知識第二章 轉(zhuǎn)爐煤氣的生成第三章 轉(zhuǎn)爐煤氣生產(chǎn)工藝第四章 轉(zhuǎn)爐煤氣柜及主要設(shè)備第五章 轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)的操作維護(hù)第六章 轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)的安全操作第七章 轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)的故障應(yīng)急處理第八章 變頻調(diào)速基礎(chǔ)知識第一章 煤氣基礎(chǔ)知識第一節(jié) 名詞解釋 一、煤氣的熱值1Nm3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃糠Q為該燃?xì)獾臒嶂?，單位為KJ/Nm3或Kcal/Nm3。熱值可分為高熱值和低熱值。高熱值是指1Nm3燃?xì)馔耆紵笃錈煔饫鋮s到原始溫度，而其中的水蒸汽以凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量。低熱值是指1Nm3燃?xì)馔耆紵笃錈煔饫鋮s到原

2、始溫度，但煙氣中的水蒸汽仍為蒸汽狀態(tài)時(shí)所放出的熱量。燃?xì)獾母邿嶂荡笥谄涞蜔嶂?，差值為水蒸汽的氣化潛熱。二、荒煤氣與凈煤氣荒煤氣是指未經(jīng)過凈化的煤氣。凈煤氣是指經(jīng)過凈化或達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)的煤氣。三、煤氣的標(biāo)準(zhǔn)體積煤氣與其它物體一樣具有熱脹冷縮的性能，因此一定數(shù)量的煤氣在不同的溫度情況下，體積是不相同的。溫度上升，煤氣體積就變大。具體體現(xiàn)，每上升1煤氣體積就增加1/273。為了有一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，一般以在攝氏零度大氣壓為760mm水銀柱的情況下的氣體體積作為標(biāo)準(zhǔn)。這就是標(biāo)準(zhǔn)體積，以Nm3表示。四、飽和水、機(jī)械水以及它們之間的變化規(guī)律所謂飽和水是指以水蒸汽的狀態(tài)存在于煤氣中的那部分水。機(jī)械水是指以液滴

3、的形態(tài)存在于煤氣中的那部分水。煤氣中的飽和水含量隨煤氣濕的升高而增加，且溫度越高，變化越明顯，當(dāng)煤氣由一高溫降至某一低溫是，飽和水就會(huì)有部分冷凝而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械水。煤氣中機(jī)械水的含量隨煤氣的流速、流向陽花變化而變化。當(dāng)煤氣的流速減慢，流向改變時(shí)，煤氣中的機(jī)械水就會(huì)由于慣性力或重力的作用從煤氣中分離出來。當(dāng)煤氣由某一低溫升至某一高溫時(shí)，煤氣中的部分機(jī)械水被蒸發(fā)而變成飽和水。五、標(biāo)準(zhǔn)狀況與標(biāo)準(zhǔn)體積通常將溫度在0，大氣壓在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的狀態(tài)稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾（mol）氣體所占的體積為標(biāo)準(zhǔn)體積，約為22.4升。六、燃燒可燃物質(zhì)在一定的溫度下，與空氣中氧氣或其它氧化劑發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)并伴

4、發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象的過程叫燃燒。七、理論空氣需要量與實(shí)際空氣需要量理論空氣需要，是指每Nm3（或kg）燃燒按燃燒反應(yīng)計(jì)量議程式完全燃燒所需的空氣量，單位為Nm3/Nm3或Nm3kg。理論空氣需要量也是燃?xì)馔耆紵璧淖钚】諝饬?。燃?xì)獾臒嶂翟礁?，燃燒所需理論空氣量也越多。八、理論燃燒溫度、回火、脫火煤氣燃燒時(shí)燃燒產(chǎn)物即廢氣所能達(dá)到的溫度叫理論燃燒溫度。當(dāng)煤氣流速小于煤氣燃燒速度時(shí)，火焰向管道或設(shè)備內(nèi)傳播燃燒的現(xiàn)象叫回火。當(dāng)煤氣流速大于煤氣燃燒速度時(shí)，火焰在遠(yuǎn)離噴嘴的地方燃燒的現(xiàn)象叫脫火。九、煤氣燃點(diǎn)（著火點(diǎn)）當(dāng)煤氣達(dá)到一定溫度，在有空氣或氧氣的供給下就會(huì)產(chǎn)生自燃，把產(chǎn)生自燃時(shí)的最低溫度，叫煤氣燃點(diǎn)

5、。高爐煤氣燃點(diǎn)700，焦?fàn)t煤氣燃點(diǎn)650。十、著火溫度當(dāng)燃料中的可燃分子與氧化劑分子相接觸，在一定的溫度和濃度條件下，便發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出一定數(shù)量的熱量，這便是燃燒現(xiàn)象。在燃燒現(xiàn)象中，首先有一個(gè)著火過程，著火過程是指燃料與氧化劑均勻混合后，從開始化學(xué)反應(yīng)，溫度升高達(dá)到激烈的燃燒反應(yīng)之前的一段過程。為了使可燃混合物著火和開始燃燒，在現(xiàn)實(shí)中有兩種方式，一種是自然，一種是點(diǎn)火燃燒。1、自燃著火：使可燃混合物整個(gè)容積都達(dá)到某一溫度，超過該溫度，混合物便自動(dòng)著火達(dá)到燃燒狀態(tài)。這個(gè)過程叫做自燃著火，俗稱“著火”。著火溫度表示可燃混合物系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)可以自動(dòng)加速而達(dá)到自燃著火的最低溫度。2、點(diǎn)火燃燒：在冷的混

6、合物中，用一個(gè)不大的點(diǎn)火源在某一局部地方點(diǎn)火，先引起局部著火燃燒，然后向其他地方傳播，最終使整個(gè)混合物都達(dá)到著火燃燒，這叫做被迫著火或“點(diǎn)火”。點(diǎn)火溫度與自燃著火溫度相似。點(diǎn)火溫度往往略高于著火溫度。但無論哪種溫度都隨著具體的熱力條件不同而不同。工業(yè)爐窯中可燃混合物的燃燒都是用點(diǎn)火的方法來引燃的。十一、爆炸極限在一容器或管道內(nèi)，當(dāng)可燃?xì)怏w與空氣或氧氣的混合達(dá)到一定范圍，并且遇到足夠能量的火種或溫度達(dá)到著火溫度以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。此時(shí)，混合氣體中所含可燃?xì)怏w的最大混合比叫爆炸上限，最小混合比叫做爆炸下限。十二、大氣壓和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓大氣壓是指大氣層對地球表面的單位面所產(chǎn)生的壓力。它隨地表海拔高，緯

7、度和氣象條件而改變。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：國際上規(guī)定溫度為0時(shí)海平面上的壓強(qiáng)為101.325Kpa，即1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.325Kpa。十三、空化現(xiàn)象、汽蝕現(xiàn)象在某些水流某的些局部區(qū)域中，由于出現(xiàn)巨大的流速，會(huì)發(fā)生壓強(qiáng)在該處顯著地降低，使它達(dá)到和水溫相應(yīng)的汽化壓強(qiáng)。這時(shí)水迅速氣化，使一部分液體轉(zhuǎn)化為蒸汽，出現(xiàn)了蒸汽汽泡的區(qū)域，汽泡隨水流流入壓強(qiáng)較高的區(qū)域而破滅，這種現(xiàn)象稱為空化?？栈瘜λC(jī)械的有害作用稱為汽蝕。十四、水擊現(xiàn)象有壓管中運(yùn)動(dòng)著的液體，由于閥門或水泵突然關(guān)閉，使得液體流速和動(dòng)量發(fā)生急劇變化，從而引起液體壓強(qiáng)的驟然變化，這種現(xiàn)象稱為水擊。十五、公稱直徑和公稱壓力管道和工藝設(shè)備的公稱直徑是為了

8、設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢修方便而人為規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)直徑，它既不是外徑Dw，也不是內(nèi)徑，而是與D或Dw接近的整數(shù)，以DN表示。一般表示管道的外徑，又表示壁厚，表示方法是：D外徑（數(shù)）×壁厚數(shù)，如：無縫鋼管D325×8，該管內(nèi)徑3258×2309mm介質(zhì)工作溫度在0，制品所允許承受的壓力，稱為公稱壓力。用PN表示。十六、火焰?zhèn)鞑シ绞交鹧娴膫鞑シ绞接腥N：正常火焰?zhèn)鞑?、爆炸、爆燃第二?jié) 煤氣的生成原理及性質(zhì)一、高爐煤氣高爐煤氣是高爐煉制生鐵過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品。煉鐵用的主要原料是鐵礦石或燒結(jié)礦，主要燃料為冶金焦碳，熔劑是石灰石。它們按一定比例組成了煉鐵爐料從爐頂加入爐內(nèi)。

9、在高爐的下部通過風(fēng)口吹入1000-1200的熱空氣，鼓風(fēng)中的氧氣、水蒸氣與焦碳發(fā)生下旬化學(xué)反應(yīng)：C + O2 = C O22C+ O2 = 2COC+H2O=CO+H2CO2+C=2CO鼓風(fēng)中的蒸汽量較少，故生成氣中氫氣含量較少，氮?dú)獠粎⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)，仍以原狀態(tài)混在生成氣中。生成氣與鐵礦石中鐵的氧化物發(fā)生還原反應(yīng)如下：Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2F e3O4+CO=3Fe+C O2FeO+CO=Fe+C O23Fe2 O3+H2=2Fe3O4+H2OFe3O4+H2=3FeO+H2OFeO+H2=Fe+H2O隨著氧化物還原反應(yīng)的進(jìn)行，生成氣中的一氧化碳及氫氣逐漸減少，二氧化碳及水蒸氣逐

10、漸增加，達(dá)到爐頂?shù)臍怏w就是高爐煤氣。高爐煤氣是無色、無味、有毒的可燃?xì)怏w。組成成分：（百分比） CO2 CO H2 CH2 N2 10-13 27-30 1.0-2.0 0.3-0.8 57-59熱 值：800-1000Kcal/M3或3360-4200KJ/M3著火溫度：700左右爆炸極限：40-70%密 度：1.3Kg/M3理論燃燒溫度：1500左右二、焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣是煉焦過程中的副產(chǎn)品，煉焦是把經(jīng)過破碎后按一定比例煤種配好的煤粉裝入煉焦?fàn)t內(nèi)，在隔絕空氣的條件下加熱至一定溫度，將煤的揮發(fā)物和固體碳分離開，結(jié)果生成兩種產(chǎn)品，即冶金焦碳和副產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣是無色、有奇臭（因含H2S）的

11、有毒氣體。組成成分：（百分比）CO2 CO H2 CH4 N2 O2 C M Hn 2-36-9 56-60 22-262-40.4-0.6 2.2-2.6熱 值：4100-4300Kcal/M3或(17220-18060KJ/M3)著火溫度：650左右密 度：0.45-0.55Kg/M3爆炸極限：6-30%理論燃燒溫度：2150左右三、轉(zhuǎn)爐煤氣氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼在吹煉過程中，由于鐵水中碳的氧化產(chǎn)生了爐氣，其爐氣量的大小取決于吹氧量及鐵水含碳量的多少。因?yàn)闋t內(nèi)溫度較高，所以碳的氧化物主要是CO，也就是轉(zhuǎn)爐煤氣的主要成分。組成成分：CO CO2 N2 O2 H250-70 10-2510-20 0

12、.3-0.8 0.5-2.0熱 值：1800Kcal/M3或(7200-8400KJ/M3)著火溫度：700左右密 度：1.23Kg/M3爆炸極限：20-70%理論燃燒溫度：1980左右四、煤氣成分的性質(zhì)以上三種副產(chǎn)煤氣都是由一些單一氣體混合而成，其中可燃成分有CO、H2、C M Hn 、 H2S，不可燃?xì)怏w成分有CO2、N2和少量O2。副產(chǎn)煤氣中具有腐蝕成分的主要是H2S、CO2、O2，這些氣體只有在有水時(shí)才具有腐蝕性。H2S、CO2在水中呈酸性，O2在水中有氧化性腐蝕。因此，為減少煤氣對管道的腐蝕性，應(yīng)去掉煤氣中的水份。1、甲烷CH4 無色氣體、微有蔥臭、難容于水。Q低-35671KJ/M

13、3（8530Kcal/M3），與空氣混合可引起激烈爆炸，爆炸范圍為5.4-15%、著火溫度650-750，當(dāng)空氣中甲烷濃度高達(dá)25-30%時(shí)才有毒性。2、氫氣H2 無色無臭氣體，難溶與水。Q低-10747.5KJ/M3（2570Kcal/M3），爆炸范圍4.2-74%、著火溫度580-590。3、一氧化碳CO2 無色無臭氣體，Q低-16269KJ/M3（3020Kcal/M3），爆炸范圍12.4-75%、著火溫度644-658。一氧化碳極毒，空氣中含0.06%即有害于人體，含0.2%時(shí)可使人失去知覺，含0.4%時(shí)迅速死亡，空氣中允許的一氧化碳濃度為0.02g/M3。4、硫化氫H2S 具有濃厚的

14、臭蛋味、易溶于水。Q低-23669.6KJ/M3（5660Kcal/M3），爆炸范圍4.3-46.5%、著火溫度364、性極毒，濃度達(dá)0.1%時(shí)可致死亡。5、二氧化碳CO2 略有氣味的無色氣體，易溶于水?？諝庵卸趸紳舛冗_(dá)25mg/1時(shí)對人體即有危險(xiǎn)，濃度為162mg/1時(shí)可致命。6、氧氣O2 無色無臭氣體第三節(jié) 流體的基礎(chǔ)知識燃?xì)馍a(chǎn)及供應(yīng)過程中所涉及的流體主要是各種燃料氣、燃料油、水和空氣等。一、溫度與溫標(biāo)溫度是表示物體冷熱程度的物理量。溫標(biāo)是為量度物體溫度高低而對溫度零點(diǎn)和分度分法所做的一種規(guī)定，是溫度的單位制。目前我國采用的基本溫標(biāo)是熱力學(xué)溫標(biāo)，亦稱“開氏溫標(biāo)”或“絕對溫標(biāo)”。熱力學(xué)

15、溫度以開氏溫度（K）表示，開氏溫度也叫絕對溫度。除此之外，還可以用攝氏溫度表示（）。如果絕對溫度為T，攝氏溫度為t，則二者有下列關(guān)系： T = t + 273.15 K工程計(jì)算，常簡化為T = t + 273 K可見絕對溫度是把攝氏零下237作為起點(diǎn)，即絕對零點(diǎn)。二、流量與流速（一）流量單位時(shí)間內(nèi)通過一定截面積的流體體積或質(zhì)量叫流量。流量的單位以體積表示的有：m3/h（米3/時(shí)、L/min）、（升/分），以質(zhì)量表示的有kg/h（千克/時(shí)）、t/h（噸/時(shí)）。通常對地氣體多用體積流量單位，液體多用質(zhì)量流量單位。（二）流速流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)的距離叫流速。通常用m/s（米/秒）表示。流體在管道內(nèi)流

16、動(dòng)時(shí)，由于流體與管壁的摩擦?xí)r，同一截面上各點(diǎn)流速是不同的。管道中心處流速最大，愈靠近管壁流速愈小。在工程計(jì)算中，常用體積流量除以管道截面積，即用流體在管道中的平均流速表示： 式中：W流體的流速，單位m/s（米/秒）； 圓周率3.1416 V流體的體積流量，單位m3h（米/時(shí)）； D管道的內(nèi)徑，單位m（米）（三）流速選擇工業(yè)上在輸送流體的管道中，對流速大小選擇應(yīng)有一定范圍。這是因?yàn)榱魉偬〔荒艹浞掷霉艿赖妮斔湍芰?，流速太大則通過管道的阻力就大，同時(shí)用于克服阻力所消耗上的能量也增大，而且在流速變化時(shí)易產(chǎn)生強(qiáng)烈的水力沖擊。最適宜的流速應(yīng)使管道的設(shè)備及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用為最低，一般在以下范圍適宜。普通液體

17、：0.53.0m/s；粘度很大的液體：0.51.0m/s；送風(fēng)機(jī)輸送的氣體：8-20m/s；壓縮機(jī)輸送的氣體：1520/s；流速的選取除與流體性質(zhì)及允許的阻力損失有關(guān)外，還與管道直徑有關(guān)，一般管道直徑變大時(shí)，流速也相應(yīng)變大。煤氣管道的經(jīng)濟(jì)流速一般如下：管道直徑Dg(mm)200400500800900120013001500160020002000高爐煤氣流速(m/s)466109121114121614焦?fàn)t煤氣流速(m/s)610814121814201616混合煤氣的流速介于二者之間。天然氣由于具有較高的壓力，可根據(jù)允許的壓力降算出管道流速，一般均較高。三、壓力或壓強(qiáng)垂直作用于物體單位面積

18、（A）上的力（F），稱為壓強(qiáng)（P），工程上稱為壓力。即P-F/A單位N/m2（牛頓/米2）壓強(qiáng)的國際單位為帕（斯卡），符號為Pa 1pa-1N/m2各種壓強(qiáng)單位間的換算關(guān)系為：1物理大氣壓=101300N/m2=1.033kg.f/cm2=10.33m水柱=760mm汞柱=101.32KPa1工程大氣壓=1kg.f/cm2=10m水柱=735mm汞柱=98.0665Kpa在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)區(qū)別大氣壓、絕對壓強(qiáng)（力）及相對壓強(qiáng)（力）。大氣壓：指大氣的壓力，用氣壓計(jì)測得。絕對壓強(qiáng)：指從絕對真空算起的壓強(qiáng)，可由壓力表測得的相對壓強(qiáng)（即表壓力）加上大氣壓強(qiáng)的絕對值之和而得，即是：P絕=P相P大相對壓強(qiáng)：

19、以大氣壓強(qiáng)為零算起的壓強(qiáng)。大于或小于大氣壓強(qiáng)的相對壓強(qiáng)，分別稱為正相對壓強(qiáng)或負(fù)相對壓強(qiáng)，負(fù)相對壓強(qiáng)的絕對值習(xí)慣稱為“真空度”。 P相P絕P大 P真P大P絕 絕對壓強(qiáng)與相對壓強(qiáng)之間的關(guān)系表示于圖1-1中。四、密度單位體積液體所具有的質(zhì)量叫做該流體的密度。SI單位為kg/m3，常用的倍數(shù)單位有g(shù)/m3或g/L混合氣體的密度按下式計(jì)算：Rr1a1r2a2rnan式中：r1r1rn混合氣體中每一組分的密度； a1a1an混合氣體中每一組分的體積百分?jǐn)?shù)。煤氣的密度可由其組成的體積百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：r0.01(1.977CO21.539H2S1.261CmHn1.429O21.25CO0.09H0.717

20、CH21.25N2)如已知?dú)怏w的分子量為M，因每千克分子理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況（101.3254Kpa壓、0）下的體積均為22.4m3，所以氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度也可由下式求得： r0M/22.4單位kg/m3混合氣體的分子量Mm為： MmM1a1+M2a2+Mnan式中MMMn 混合體中各組分的分子量；a1a2an 混合氣體中各組分的體積百分?jǐn)?shù)。考慮到氣體因壓力、溫度的改變以及由此而引起的飽和水蒸汽含量的變化，工作狀態(tài)下的氣體密度根據(jù)下式進(jìn)行校正：r( r0d)273/(273t)×p/101325×0.804/0.804d式國：r濕氣體密度（kg/m3）; r0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干

21、氣體的密度（kg/m3）； d1標(biāo)準(zhǔn)立方米干氣體在壓力為P，溫度為t時(shí)的飽和濕含量（kg/m3）； t工作狀態(tài)下的溫度（）； Pdq 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ≒a）； P氣體的表壓（pa）； 0.804標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸汽的密度（kg/m3）。液體混合物的密度rm可由下式求得：1/rmX/r1x2/r2Xn/rn式中：x1x2xn 為混合物中每一組分配重量百分?jǐn)?shù)；r1 r2rn為混合物中每一組分的密度（kg/m3）五、粘性流體由于分子間的內(nèi)磨擦作用而表現(xiàn)有粘性。粘性的大小常用動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度，條件粘度來表示。（一） 動(dòng)力粘度（絕對粘度）實(shí)驗(yàn)證明，流體的摩擦力（t）與速度遞度（dw/dh）作用面積（f）成正

22、比，即 tu×dw/dh.f式中：u為比便系數(shù)，稱為流體的動(dòng)力粘度（或絕對粘度），SI單位為Pa.S，也可表示成N.S/m2。目前仍使用泊（P）1P=0.1Pa.S（二）運(yùn)動(dòng)粘度流體的動(dòng)力粘度與其密度之比值稱運(yùn)動(dòng)粘度，SI單位m2/s即： v=ug/r 式中：V運(yùn)動(dòng)粘度m2/s； U動(dòng)力粘度kgf.s/ m2; r流體密度kg/m2； g重力加速度9.81 m2/s。運(yùn)動(dòng)粘度V（斯）的單位換算：1斯（st）=100厘斯（cst）=1厘米2/秒=1×10-4米2/秒；（三）條件粘度（又稱比粘度）我國常用條件粘度中的恩氏粘度（E）來表示工業(yè)上的油品粘度，對于燃油，運(yùn)動(dòng)粘度與恩氏

23、粘度之間的換算按下式計(jì)算： rt0.0731Et0。0631/Et (斯)式中：rt油品在t時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度（斯） Et油品在t時(shí)的恩氏粘度（E）流體的粘度除與流體的種類有關(guān)外，還和流體的溫度有關(guān)。液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度隨溫度的升高而增加。對于重油，在輸送過程中粘度是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，它直接影響到重油的輸配及燃燒過程，因此必須給足夠的重視。六、層流與湍流當(dāng)粘性流體在一直管里流動(dòng)時(shí)，隨著條件的不同，其截面的速度分布及阻力損失等規(guī)律均不相同，對此，英國物理學(xué)家雷諾，曾在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了詳細(xì)地觀察。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-2所示。容器A及容器B由一根玻璃管相連接，其中裝有水。水可以從容器A經(jīng)玻璃

24、管流入容器B。水在管內(nèi)的流速靠容器B下部的閥門D調(diào)節(jié)，在玻璃管的進(jìn)口處用一細(xì)管導(dǎo)入紅墨水，當(dāng)用調(diào)節(jié)閥門改變水的流速時(shí)，可以明顯地看出，管中的紅色水線會(huì)出現(xiàn)不同的狀態(tài)。當(dāng)流速很小時(shí)，管中紅色線清晰可見，毫無混淆現(xiàn)象。這種流動(dòng)稱為層流運(yùn)動(dòng)。見圖1-3a；若增加速度，紅色水線開始彎曲，見圖1-3b；當(dāng)速度繼續(xù)加大到某一數(shù)值時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)突然變化，紅色水線初呈渦狀，進(jìn)而混淆于整個(gè)管內(nèi)，這時(shí)管內(nèi)流動(dòng)已不再是層次分明，而是出現(xiàn)了大大小小的漩渦，見圖1-3c，流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡錯(cuò)綜復(fù)雜，除向流動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)外，還有橫向及反向運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)稱為湍流運(yùn)動(dòng)（湍流或紊流）。增加流體在管內(nèi)的流速會(huì)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳎喾矗?dāng)

25、降低管內(nèi)流體時(shí)，由湍流又會(huì)變?yōu)閷恿鳎@兩種流態(tài)發(fā)生變化時(shí)的速度叫臨界速度，這個(gè)速度對于不同流體在不同溫度，不同管徑的情況下都有不同的數(shù)值，但若以雷諾數(shù)Re作判斷時(shí)，發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)一的規(guī)律。雷諾數(shù)是一個(gè)無因次數(shù)，即：Re·d/v=w·d·r/u·g式中：流體在管內(nèi)的平均流速m/s； r 流體的密度kg/m3； d管子的直徑m； u絕對粘度kg·s/m2； v運(yùn)動(dòng)粘度m2/s； g重力加速度（9.81m/s3）。實(shí)踐證明：當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)Re2300為層流；Re10000時(shí)為湍流，當(dāng)2300Re10000時(shí)，流體處于兩種流態(tài)間的過渡狀態(tài)，稱為過渡流。一

26、般來說，截面形狀對速度分布及阻力大小都是有影響的，但實(shí)踐證明在湍流狀態(tài)下，非圓截面管道，若以當(dāng)量直徑計(jì)算時(shí)，則可以應(yīng)用圓管阻力公式，而不至有太大的誤差。所謂當(dāng)量直徑（de），它是水力半徑（r2）的4倍，即de=4 r1，而水力半徑（r2）的定義為：流體的截面（A）與浸潤周邊（n）之比，即r2=A/n，對圓管來說，A=/4d2，n=d，于是rv=d/4或d=4rv。對于外半徑為（R），內(nèi)半徑為（r）的環(huán)開滿截面，其de為：de=4×(Rr)/27·（R2+r2）=2（Rr）引用當(dāng)量直徑之后，雷諾數(shù)可表示為：Re=dew·r/u·g七、壓縮性實(shí)際流體都是可壓

27、縮的，即流體密度是隨著壓強(qiáng)與溫度的變化而改變。例如：水溫不變的情況下，每增加一個(gè)大氣壓，它的體積比原來減少0.005%，而當(dāng)溫度不變時(shí)，只要給氣體以足夠的壓力，就可以被壓縮到一個(gè)很小的空間。由此可見，流體是可以壓縮的，只不過象水那樣的流體壓縮性很小，可以當(dāng)作不可壓縮的流體看待，而空氣就有很明顯的壓縮性。但應(yīng)指出，空氣在一般情況下（其速度比音速小得多及終壓之變化不大于原來壓強(qiáng)的20%），其密度變化很小，可以忽略，此時(shí)空氣亦可當(dāng)作不可壓縮的流體。因此，根據(jù)壓縮性，可把流體劃分為兩大類，一類是不可壓縮的流體，一類是可壓縮的流體。而是否考慮流體的壓縮性則必須視具體情況而定。八、連續(xù)性流體是由不斷運(yùn)動(dòng)的

28、分子構(gòu)成的，在研究實(shí)際問題時(shí)，常需要把真正的流體分子結(jié)構(gòu)用一種簡化形式予以代替，即將流體看作是由無數(shù)流體微粒或質(zhì)點(diǎn)連續(xù)組成的連續(xù)介質(zhì)。所謂流體質(zhì)點(diǎn)是這樣的小塊流體：它的大小與放置在流體中的實(shí)物或流體運(yùn)動(dòng)所涉及的空間相比較。是微不足道的，但比分子自由成長度要大得多，它包含足夠多的分子，能施行統(tǒng)計(jì)平均的方法其宏觀特征量（如壓強(qiáng)、密度、宏觀速度）等，從而使我們可以考察這些宏觀量的變化情況。因此，連續(xù)性的假設(shè)首先意味著流體介質(zhì)在宏觀上各流體質(zhì)點(diǎn)是連續(xù)的，其次還意味著其質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中也始終是連續(xù)的。引用這一假定后，就大大簡化了對流體平衡及運(yùn)動(dòng)問題的研究，由這一假設(shè)所得出的結(jié)果與實(shí)際很吻合。這就表明這一

29、假設(shè)是合理和正確的。當(dāng)然連續(xù)性的假設(shè)不能任意推廣，例如在高真空中氣體稀薄，空氣就不能再能當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)了。下面我們例舉幾個(gè)例題，進(jìn)行演算，以便加深對流體流動(dòng)基本概念的理解。例1、高爐煤氣在溢流文氏管出口處的溫度為56，試用熱力學(xué)溫度表示之。已知： t=56 求：T=？解：T=273.5+t=273.15+56=329.15K例2、欲建一條H720*6的混合煤氣管道，當(dāng)流速為10m/s時(shí)，問1小時(shí)可輸送煤氣量為多少立方米？已知：d=720（2×6）708mm0.708m w=10m/s求：體積流量V=？解：V/4·d2×3600=3.14/4×0.7082&

30、#215;10×3600=14165m3/h例3、測得高爐煤氣洗滌塔入口煤氣壓力為56Kpa，若大氣壓強(qiáng)為102Kpa，問相當(dāng)于絕對壓強(qiáng)為多少？已知：P相=56Kpa，P大=102Kpa求：P絕=？解：P絕= P相+ P大=56+102=158 Kpa例4、有一個(gè)減壓塔內(nèi)真空度為81 Kpa當(dāng)時(shí)大氣壓力為100 Kpa，問絕對壓力為多少？已知：P真=81Kpa，P大=100Kpa求：P絕=？解：P絕= P大- P真=100-81=19 Kpa例5、已知高爐煤氣的密度可由體積百分?jǐn)?shù)按下式求得：CO2 CO CH4 N2 O2 H2 10.2 32.12 0.34 55.56 0.17

31、1.61求其密度。解：高爐煤氣的密度可由體積百分?jǐn)?shù)按下式求得：r=0.01(1.977 CO2 +1.25CO+0.717 CH2+1.25 N2 +1.49 O2 +0.09 H2)=0.01(1.977×10.21.25×32.120.717×0.341.25×55.561.429×0.17×0.09×1.61)1.3040kg/m3也可以用分子量進(jìn)行計(jì)算：Mm=0.01(44.01 CO2+28.01CO+16.04 CH4 +28.02 N2+32 O2+2.06 H2) =0.01(44.01×1.022

32、8.01×32.1216.04×0.3428.02×55.5632×0.172.016×1.6)=29.20r0Mm/22.429.20/22.41.3036kg/m3由此可見，兩種方法計(jì)算結(jié)果相近。例6、某一高爐煤氣凈化文氏管，喉口壓力為52.48Kpa，溫度為54，當(dāng)喉口截面為（400*700mm2），流速為100m/s時(shí)，求喉口處雷諾數(shù)Re。解：高爐煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度r01.314 kg/m3干煤氣，實(shí)際工作狀態(tài)下的密度應(yīng)進(jìn)行壓力、溫度及濕含量的校正：r喉=（r0+f）×273/（273+t） ×（101.325+

33、p）/101.325×0.804/（0.804+f）式中：P喉口處煤氣壓力50Kpa；t喉口處煤氣溫度54；f壓力為PKpa，溫度為t時(shí)，煤氣的飽和濕含量（kg/m3干煤氣）。由P=101.325+52.480=153.805Kpa，t=54查飽和氣體含濕量計(jì)算圖得：f=0.0805kf/ m3干煤氣r喉=（r0+f）×273/（273+t） ×（101.325+p）/101.325×0.804/（0.804+f）=（1.31+0.0805）×273(273+54)×(101.32552.48)101.325×0.804(0

34、.8040.085)1.395×273327×153.80101.325×0.8040.889=1.599 kg/m3濕煤氣如前所述，對于非圓截面管道，若以當(dāng)量直徑de代替時(shí)，雷諾數(shù)可表示為：Re=de·w·r/ug式中：w喉口處流速100（m/s）Dc=4×f/II=4×(0.4×0.7)/2(0.4×0.7)=0.57m高爐煤氣54時(shí)，查表u=1.88810-6s/m2 Re（0.51×100×1.599）（1.888×10-6×9.81）44029901000

35、0由此可見，煤氣在喉口處是處于湍流狀態(tài)。第四節(jié) 氣體狀態(tài)議程式氣體有兩個(gè)特性，一是沒有一定的外形，無論用什么樣的容器來裝氣體，氣體分子都會(huì)充滿整個(gè)容器；二是能壓縮。如果在圓筒內(nèi)裝有氣體，上面有一活塞，在活塞上施加壓力，氣體就會(huì)被壓縮。筒內(nèi)壓力與溫度也會(huì)上升。這說明氣體的壓力、溫度、體積之間存在著一定關(guān)系。如果溫度不變，一定重量的氣體的體積與壓力成正比，即體積隨著壓力增加而縮小，反之隨著壓力減小而增大。用下列公式表示： P1/P2= V1/V2式中：P氣體的絕對壓力； V氣體的體積。如果壓力不變，一定重量氣體的體積與溫度成正比，即氣體溫度越高，氣體體積就越大，用下列公式表示：V1/V2= T1/

36、T2式中：T氣體的絕對溫度如果氣體的溫度、體積及壓力同時(shí)改變，那么它們之間的關(guān)系為： P1V1/T2= P2V2/T2此式即為氣體狀態(tài)方程式。它告訴我們，一定重量的氣體，其PV/T是個(gè)常數(shù)。這樣只要知道其中兩個(gè)量，就可求得第三個(gè)量。因此，為了比較各種氣體狀態(tài)，必須使其中的兩個(gè)條件相同，再從第三個(gè)量的大小來比較，其較為方便的方法是在壓力與溫度相同的條件下來比較氣體的體積。在國際上已確定溫度為0、壓力為101.325Kpa（760毫米水銀柱）是標(biāo)準(zhǔn)條件，任何氣體處于這種標(biāo)準(zhǔn)條件下就叫做標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。例1、煤氣溫度為40，管道內(nèi)煤氣壓力為10 Kpa時(shí)的煤氣流量為1000m3/h，問換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流

37、量是多少？解：T1=273+40=313k P1=101.325+10=111.325KpaV1=10000 m3/hT0=273kP0=101.325 Kpa將上述數(shù)值代入狀態(tài)方程，得 V0= P1 V1 T0（111.325×10000×273）（101.325×313）9566 m3/h因?yàn)槊簹庵泻酗柡退?，所以?dāng)煤氣溫度及壓力改變時(shí)，應(yīng)考慮由于濕含量的變化而對煤氣體積進(jìn)行換算，換算公式為：Vt濕= V0（273t）273×101.325（Pdgp）×（1f0.804）式中：Vt濕當(dāng)溫度為t，壓力為P時(shí)，被水蒸汽飽和的煤氣體積流量單位m

38、3/h P煤氣在工作狀態(tài)下的絕對壓力Kpa T煤氣在工作狀態(tài)下的溫度（） Pdg當(dāng)?shù)氐拇髿鈮海↘pa）（對海拔高度不大的地方可以取101.325Kpa） F1 m3干煤氣在溫度為t，壓力為P時(shí)所含飽和水蒸汽的重量（kg/m3） 0.804標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸汽的密度（kg/m3） V0干干煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量（m3/h）例 2、通過某溢流文氏管的高爐煤氣的標(biāo)準(zhǔn)體積流量為135000 m3/h，此時(shí)喉口處煤氣溫度為64，壓強(qiáng)63kpa。當(dāng)大氣壓強(qiáng)為101.325kpa，求通過喉口處煤氣的實(shí)際流量。解：V0干=135000 m3/h T1=273+64=337K P1=101.325+63=164

39、.325(kpa)由t =64， P=164.325kpa，查飽和氣體含濕量計(jì)算圖得f=0.138kg/ m3，將上述數(shù)值代濕含量變化煤氣體積換算公式得V135000×337237×101.325163.325×（10.1380.804）121284（m3/h）第五節(jié) 流體靜力學(xué)基本方程式流體靜力學(xué)研究的是流體在相對平衡時(shí)的規(guī)律及其應(yīng)用。實(shí)際流體靜止時(shí)，由于不運(yùn)動(dòng)而不表現(xiàn)出其內(nèi)部摩擦力，所以理想流體平衡時(shí)的規(guī)律也適用于實(shí)際流體。一、流體靜力學(xué)基本方程式平衡流體內(nèi)，靜壓強(qiáng)與位置的關(guān)系，是靜力學(xué)理論的問題。為此，我們在靜止流體中任取一截面為A，質(zhì)量為G的垂直液柱，如圖

40、1-4所示。在水平面Z0和Z處作用看靜壓強(qiáng)P0及P，由于液體平衡因而存在下列關(guān)系式： p/g×F= P0/g×F+G= P0/g×F+rf（Z0Z） p= P0+r·g（Z0Z）為此即為靜力學(xué)基本方程式，它說明平衡流體內(nèi)任一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小與流體密度及位置高低有關(guān)。在同一水平面上各點(diǎn)所受的壓強(qiáng)相同。不同水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)則視距流體表面的距離而異，若一點(diǎn)的壓強(qiáng)改變時(shí)，其它任一點(diǎn)的壓強(qiáng)也將相應(yīng)地改變。止式又可寫成 （PP0）/ （r·g）= Z0Z不難看出，靜壓強(qiáng)與流體密度的比值（P/gr）是以長度L作為它的因次，因此，為了表述流體的靜壓強(qiáng)（P、P0

41、），除采用單位面積上受力大小的方式外，也可采用與之相應(yīng)的液柱或氣柱高度，因而P/gr通常叫作靜壓高度，簡稱靜壓頭。幾何高度Z通常稱作位壓頭，此時(shí)靜力學(xué)方程式可改寫為：P/r·g+Z= P/r·g+ Z0=常數(shù)即靜壓頭與位壓頭之和為常數(shù)。二、流體靜力學(xué)方程式的應(yīng)用（一）U型液柱壓強(qiáng)計(jì)U型液柱壓強(qiáng)計(jì)中盛有密度為（r）的液體，當(dāng)兩側(cè)所受壓強(qiáng)不同時(shí)，兩側(cè)液柱將有不同的高度（圖1-5），若兩側(cè)的壓強(qiáng)分別P1為P1及P2，取水平面12截面的液柱于1、2點(diǎn)，此時(shí) P10/g= P1/g+ Z1r P10/g= P2/g+ Z2r式中的Z1、Z2為兩側(cè)液面距1、2點(diǎn)的高度。按流體靜力學(xué)基本

42、方程式，該兩點(diǎn)的壓強(qiáng)P10、P20必然相等，于是得出：（P1P2）/g=P/g=r（Z1Z2）=RhP1P2= r·g·H式中：II為兩側(cè)的液面差（即讀數(shù)）。由此可見，液柱壓強(qiáng)計(jì)的液面差即表示取壓管所聯(lián)系統(tǒng)的壓強(qiáng)差。（二）傾斜式液柱壓強(qiáng)計(jì)當(dāng)測量的壓強(qiáng)和壓強(qiáng)差不大時(shí)，讀數(shù)H必然很少，而得精確讀數(shù)，可采用傾斜式液柱壓強(qiáng)計(jì)。 H=Lsin P1/gr= P2/gr+H P1= P2+ gr+H = P2+ gr Lsin P1P2 = gr Lsin可見，傾斜角0越小，讀數(shù)放大的倍數(shù)就越大。（三）煤氣管道冷凝水排出器煤氣在輸送過程中，經(jīng)常有冷凝物及雜質(zhì)沉積在管道中，如不及時(shí)排掉會(huì)

43、旨起管道的堵塞，而直接排放又會(huì)引起煤氣的泄漏，利用流體靜力學(xué)的基本原理設(shè)計(jì)的冷凝水排出器可以很好地解決這一問題。根據(jù)靜力學(xué)方程式 P0/gr+ Z2= P/gr+ Z1 PP0=（Z2Z1）gr=Hrg H=（PP0）/rg式中：P0大氣壓力（pa） P煤氣的計(jì)算壓力（pa） R水的密度（kg/m3） H排污管插入深度，也叫冷凝水排出器的計(jì)算高度（m）考慮到煤氣壓力的波動(dòng)，為了保證安全，水封有效高度為計(jì)算高度加50mm，按此高度設(shè)計(jì)成的冷凝水排出器可以保證煤氣管道在工作狀態(tài)下，連續(xù)不斷地排出冷凝物而不至于冒煤氣。例1設(shè)煤氣管道的計(jì)算壓力為9810kpa（表壓），求此管道上冷凝水排出器的有效高度

44、。根據(jù)靜力學(xué)方程式 H=（PP0）/rg H=9810/（1000×9.81）=1（m） H有效=1+0.5=1.5(m)例2、有一減壓容器，其真空計(jì)所指示的真空度P真=81.6kpa，若大氣壓力為101.73kpa，試計(jì)算（1）容器內(nèi)的絕對壓強(qiáng)P絕= P大P真=101.7381.6=20.13（2）水在管內(nèi)上升的高度H=（PP0）/rg= P真/rg=（81.6×1000）（1000×9.81）8.318(m)第六節(jié) 流體運(yùn)動(dòng)中的質(zhì)量守恒-連續(xù)性方程式流體在運(yùn)動(dòng)過程中，即不能產(chǎn)生也不能消失，應(yīng)該服從質(zhì)量守恒定律。將這一定律用于討論流體的運(yùn)動(dòng)，就得到流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)

45、性方程式。流體在密閉管道中作穩(wěn)定流動(dòng)，在既不向其中添加也不發(fā)生漏損時(shí)，經(jīng)過任一斷面的流體重應(yīng)該是相等的。經(jīng)過截面F的流體重量應(yīng)與截面F的流體重量相等，以r及r分別表示兩截面處的流體密度，W及W表示平均速度，則：G=F1r1W1=F2r2w2=FrW=常數(shù)式中：G任意截面的流體質(zhì)量（kg/s） F任意截面的面積（m2） R任意截面處的流體密度（kg/m3） W任意截面上流體的平均速度（m/s）上式即為流體的連續(xù)性方程式。若流體為不可壓縮，即r=常數(shù)，這時(shí)上式可寫成：F1W1=F2w2=FW=常數(shù)亦即速度與管道的截面積成反比。截面積小的地方速度大，截面積大的地方速度小。例1、為了滿足某一用戶的生產(chǎn)

46、需要，擬新建一條混合煤氣管道，選管徑為H4266時(shí)，流速為10m/s，若選用管徑為H5296時(shí)，流速為多少？解：H4266管道的截面積為：d=426-(62)=414mm=0.414(m)F=/4d=/40.414=0.135(m)H5296管道的截面積為：D=529-（62）=517(mm)=0.517(m)F=/4D=/40.517=0.209(m)FW=FW 則W2= F1 W1/ F2=0.135×10/0.209=6.46(M/S)第七節(jié) 流體運(yùn)動(dòng)中的能量守恒柏努利方程流動(dòng)流體具有一定的能量，足以克服流體在流動(dòng)過程中的阻力，否者則流體就處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，流體在流動(dòng)時(shí)，其能量

47、主要表現(xiàn)為機(jī)械能流動(dòng)流體的機(jī)械能表現(xiàn)為形式有三種1、位能（位壓頭）：流體受重力的作用，在不同高度具有不同的位能，它等于將流體由某一任意選取的基準(zhǔn)面升高到到該高度所做的功 位能-mgz kg/m2/s2m流體質(zhì)量kg Z流體距離基準(zhǔn)面的高度2、動(dòng)能（動(dòng)壓頭）：流體因運(yùn)動(dòng)而具有的能量等于將流體從靜止加速到流速w所需的功。 動(dòng)能=1/2·mw2 kg/m2/s2 w流體流速 m/s3、壓力能（靜壓頭）：流動(dòng)的流體內(nèi)部與靜止流體內(nèi)部同樣具有一定的靜壓能，流動(dòng)流體必須克服靜壓能對截面產(chǎn)生的壓力，即將流體壓進(jìn)劃定體積時(shí)需要對抗壓力作功，所作的功便成為流體的壓力能輸入劃定體積。壓力能-PV （kg

48、/m2/s2） V流體體積質(zhì)量為m的流體所具有的總能量即為上述三項(xiàng)之和：流動(dòng)中沒有阻力的流體稱為理想流體，對于理想流體而又無外功加入，則：mgz1mw1/2P1V=mgz2mw2/2P2V=常數(shù)=h（總壓頭）或z1w21/2gP1/g= z2w21/2gP2/g =常數(shù)上式稱為柏努利方程當(dāng)有外功加入并有能量損耗時(shí)，流體流過兩不同截面時(shí)總壓頭發(fā)生變化，即 h=h1h2第八節(jié) 管路阻力流體在流動(dòng)過程中產(chǎn)生的阻力損失分為兩大類：一類是流體在直管中由于流體內(nèi)部及流體與管壁之間摩擦而造成的阻力損失，稱摩擦阻力損失或沿程阻力損失；另一類是流體在流動(dòng)過程中由于方向或速度的突變以及流過管件或閥門所產(chǎn)生的阻力損

49、失，叫局部阻力損失。1、摩擦阻力流體在管路中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力與下有因素有關(guān)：1）流體的粘度、密度；2）流體的速度；3）管路的直徑、長度；4）管壁的粗糙度。2、局部阻力局部阻力產(chǎn)生的原因是流體在管道中發(fā)生局部變形，如拐彎、擴(kuò)張、收縮及遇障礙物等。這時(shí)就會(huì)發(fā)生流體與管壁之間的沖擊或流體質(zhì)點(diǎn)問的沖擊，這些沖擊現(xiàn)象必然造成能量損失。這種能量損失的大小與管件或構(gòu)件的形式、結(jié)構(gòu)、尺寸等幾何條件及表面情況都有密切關(guān)系。第二章 轉(zhuǎn)爐煤氣的生成 一、轉(zhuǎn)爐煤所的生成轉(zhuǎn)爐煤氣：轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉過程中在爐內(nèi)反應(yīng)生成的氣體叫轉(zhuǎn)爐煤氣。生成：氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煤氣的生成，主要來自鐵水中碳的氧化，產(chǎn)生量的大小主要取決于吹氧量及鐵

50、水含碳量的多少，化學(xué)反應(yīng)式為： 2C O22CO 2C 2O22CO2 2CO O22CO2單位時(shí)間轉(zhuǎn)爐產(chǎn)氣量的大小和吹氧強(qiáng)度有關(guān)。吹氧強(qiáng)度愈大和時(shí)間愈短，則小時(shí)產(chǎn)氣量就愈大。吹氧時(shí)間一般小型轉(zhuǎn)爐為1416分鐘，大型轉(zhuǎn)爐為2224分鐘。在吹煉前期，鐵水的溫度低，鐵水中易于氧化的元素硅錳等首先氧化，其次是磷、硫等元素，同時(shí)也有少部分鐵也隨之氧化，此時(shí)吹入的氧主要被用于上述雜質(zhì)的氧化，碳的氧化速度低，轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)量比較鈔，此時(shí)煤氣溫度也較低。隨著上述元素氧化反應(yīng)大量放熱，熔池溫度也相應(yīng)提高，待鐵水中硅、錳氧化差不多之后，熔池溫度已超過1400，出現(xiàn)碳和氧的劇烈反應(yīng)，爐氣中CO含量逐漸增加，轉(zhuǎn)爐煤氣量

51、也隨之增到最大值。在吹煉后期，隨著鐵水中碳的減少，煤氣量下降，煤氣中CO含量亦相應(yīng)減少，而煤氣溫度則隨著熔池溫度的不斷上升而增加，所以在吹煉過程中，煤氣量是不斷變化的，吹氧初期和吹氧終期少，最大煤氣量一般產(chǎn)生于吹煉期的1/22/3區(qū)間內(nèi)。二、爐塵的生成轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，由于在高溫作用下鐵水的蒸發(fā)，氣流的劇烈攪拌，CO氣泡的炸裂以及噴濺等原因，產(chǎn)生大量爐塵，成分是Fe和Fe2O2，其顆粒直徑在爐氣未經(jīng)燃燒時(shí)，大部分為1020m，而燃燒后則大部分為1m。在冶煉過程中，還有散狀爐料的粉狀部分易被煤氣帶出。第三章 轉(zhuǎn)爐煤氣生產(chǎn)工藝氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在吹煉期間，產(chǎn)生大量含塵煤氣，它的溫度和CO含量都很高，遇到空氣就

52、立即燃燒。完全燃燒時(shí)，煙氣溫度可達(dá)2600以上。這樣高的溫度，對于一般水冷度，但結(jié)果將使煙氣量比原始煤氣量增加數(shù)倍，相應(yīng)增加了煙氣處理系統(tǒng)的投資和占地面積，且大量熱能也未能利用；另一方法是利用熱能，將過?？諝饬靠刂频胶线m的程度，并改進(jìn)煙罩結(jié)構(gòu)，用廢熱鍋爐回收熱能，生產(chǎn)蒸汽。這兩種方法，都是將煤氣充分燃燒后再進(jìn)行凈化處理，故一般稱之謂“燃燒法”。另一種處理方法是，采用可以升降的活動(dòng)煙罩和控制抽氣量的調(diào)節(jié)裝置，使煤氣在收集過程中盡量不燃燒或燃燒量處于低限，以回收煤氣，綜合利用，此種處理煤氣的方法一般稱之謂“未燃法”。用“未燃法”回收煤氣，并不是指在整個(gè)吹氧期都能回收，因?yàn)樵诖禑挸跗诤痛禑捘┢诘臄?shù)分

53、鐘內(nèi)，爐氣發(fā)生量較少，而且CO量也較低，所以回收時(shí)間只取中間一段，前后兩段煤氣可令其在爐口與一定比例的空氣混合燃燒后凈化放散。為區(qū)別它們的性質(zhì)，將前后二段燃燒時(shí)問稱為“前燒期”和“后燒期”，中間一段時(shí)間稱為“回收期”。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼是周期性的，因此煤氣回收操作也是間斷的，必然使煤氣和空所交替地在凈化系統(tǒng)通過，若不采取措施，很容易引起爆炸事故，故需用惰性氣體吹掃管道，以達(dá)到不使煤氣和空氣混合。前燒期和后燒期就起到這樣的作用。當(dāng)它們?nèi)紵螽a(chǎn)生的廢氣（主要是CO2和N2），通過凈化系統(tǒng)時(shí)，分別掃清了原系統(tǒng)中的空氣和煤氣，達(dá)到安全防爆的目的。因此，在決定前燒期和后燒期的時(shí)間時(shí)，一方面取決于回收煤氣對CO

54、含量的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮到用廢氣吹掃管道所需要的時(shí)間。在一般情況下，前燒期和后燒期均可取4分鐘左右。一、“燃燒法”和“未燃法“的比較（一）在能的利用上，“燃燒法”是以廢熱鍋爐回收熱量，因工藝操作的連續(xù)性，其熱效率要比普通鍋爐低20%（包括化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能）?！拔慈环ā彪m只能回收煤氣的物理熱，但主要是回收了CO，除可作熱值較高的燃料氣外，還可以作原料氣用于合成化工，故利用前途更廣泛。（二）在燃?xì)庑再|(zhì)上，由于“燃燒法”中CO已經(jīng)燃燒完全，煙氣中主要是CO2、N2等隋性氣體，系統(tǒng)運(yùn)行就很安全；“未燃法”的煤氣中CO含量很高，系統(tǒng)中的防爆防毒都應(yīng)有嚴(yán)格的要求。（三）在煙氣體積上，由于“燃燒法”和“未燃法”中的CO燃燒程度不同，其體積增長系數(shù)顯著不同。通?！叭紵ā鄙傻膯挝粺煔怏w積要較“未燃法”大25倍。因此“燃燒法”的設(shè)備和管道龐大，如裝有廢熱鍋爐，廠房建筑也更為高大。與燃燒法比較，“未燃法”的設(shè)備管道，水電耗量、占地面積、投資費(fèi)用等均相應(yīng)減少，但若回收CO，尚需配備一定水平的控制檢測