材料工程第三章

3.1燃料的性質(zhì)3.2燃料燃燒計(jì)算3.3燃燒過程的基本理論3.4固體燃料燃燒技術(shù)3燃料及其燃燒熱量化學(xué)能熱能由燃料燃燒產(chǎn)生電能熱能以電為熱源資源豐富，價(jià)格低廉熱利用率高，利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，操作條件好，但資源有限，成本高。3.1燃料的性質(zhì)3.1.1燃料的種類和組成3.1.1.1燃料的種類凡在物理、化學(xué)反應(yīng)中能放出大量熱量并能夠有效地利用于工業(yè)和其它方面的物質(zhì)燃料固體燃料液體燃料氣體燃料燃料分類按照形態(tài)分類按來源分天然燃料人工燃料固體燃料木柴可燃頁巖煤√泥煤褐煤煙煤無煙煤液體燃料石油汽油煤油柴油常壓渣油減壓渣油裂化煤氣裂化汽油裂化渣油重油氣體燃料天然氣√人造煤氣石油氣√焦?fàn)t煤氣高爐煤氣水煤氣發(fā)生爐煤氣√城市煤氣3.1.1.2燃料的組成及表示方法1．固體和液體燃料的組成（1）元素分析法——用元素表示燃料組成的分析方法C固、液燃料的主要熱能來源煤中含量：53～99％重油中含量：86%碳以有機(jī)化合物形式存在受熱分解后燃燒

自由氫（凈氫）：與碳和硫的化合物—可燃并放出大量的熱量化合氫：與氧相結(jié)合成水，不能燃燒H固體燃料：4～5%液體燃料：14%C、H、O、N、S、A、MO、N氧和氮不能燃燒降低了燃料的燃燒能力固液體燃料中含1～3％或更少煤：4～35%重油：1～4%M水不能燃燒，且升溫吸熱，降低燃料的品質(zhì)。少量水對(duì)燃料著火、燃燒、傳熱等方面有益。

S金屬硫化物—可燃有機(jī)硫化物—可燃無機(jī)硫酸鹽—不可燃燃燒產(chǎn)物對(duì)設(shè)備及環(huán)境有害固體燃料：<2%，液體燃料：0.1～3.5%。元素分析中的O、N、S、M、A

均為燃料的有害成分灰分↑，可燃成分↓，燃料發(fā)熱量↓

灰分↑，燃燒速度及燃燒溫度↓

灰分↑，高溫下形成液相，在窯爐內(nèi)結(jié)皮、結(jié)渣,灰分造成制品污染，影響制品成分及質(zhì)量A灰分是指燃料中不能燃燒的礦物雜質(zhì)固體燃料：一般>20％，液體燃料：一般<0.3％灰分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3(2)工業(yè)分析法VFCMA燃料=+++揮發(fā)分（V）、固定碳（FC）、水分（M）、灰分（A）分析項(xiàng)目燃料中的碳?xì)浠衔颲↑，燃料著火溫度低，燃燒速度快，燃燒火焰長(zhǎng)

FC↑，燃料發(fā)熱量高空氣干燥基:是指分析實(shí)驗(yàn)室里所用的空氣干燥煤樣的組成，角標(biāo)“ad”表示。2．固體和液體燃料組成的表示方法收到基:實(shí)際使用的燃料的組成，用下角標(biāo)“ar”表示。Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+Mar%=100％Cad%+Had%+Oad%+Nad%+Sad%+Aad%+Mad%=100％燃料中水

內(nèi)在水（Mad）:空氣干燥狀態(tài)下殘留在煤中的水分外在水（Mar,f）:空氣干燥過程中逸出的水分將煤樣在20℃和相對(duì)濕度70%的空氣下連續(xù)干燥1小時(shí)后質(zhì)量變化不超過0.1%干燥基：絕對(duì)干燥的煤的組成，用下角標(biāo)“d”表示。干燥無灰基：無水無灰煤的組成，用下角標(biāo)“daf”表示。不受燃料在開采、運(yùn)輸和貯存過程中水分變動(dòng)的影響。不受燃料在開采、運(yùn)輸、冼煤和貯存過程中水分、灰分變動(dòng)的影響。Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad%=100％Cdaf%+Hdaf%+Odaf%+Ndaf%+Sdaf%=100％MO+NHCSA收到基空氣干燥基干燥基干燥無灰基燃料組成的換算系數(shù)

已知“基”所換算的“基”收到基分析基干燥基干燥無灰基收到基分析基干燥基干燥無灰基1111注：適用于除水分以外的各種成分及高發(fā)熱量的計(jì)算例：已知Cad、Mar、Mad，求Car【例】已知煤的干燥無灰基組成（％）為：

Cdaf

Hdaf

OdafNdafSdaf80.26.111.61.40.7收到基時(shí)水分Mar=3.5％，干燥基時(shí)灰分Ad=8.2％求：收到基時(shí)Car的百分含量?！窘狻坑捎谌齻€(gè)基準(zhǔn)不能同時(shí)轉(zhuǎn)換，因此分兩步進(jìn)行計(jì)算：（1）先由Cdaf換算成Cd（%）（2）再由Cd換算成Car（%）3．氣體燃料的組成及表示方法濕成分（用上角標(biāo)“v”表示）干成分（用上角標(biāo)“d”表示）不可燃成分N2、CO2、SO2和H2O等換算可燃成分H2、CO、CH4、CmHn和H2S等組成COv+H2v+CH4v+CmHnv+H2Sv+CO2v+N2v+O2v+H2Ov=100％COd+H2d+CH4d+CmHnd+H2Sd+CO2d+N2d+O2d=100％組成表示3.1.2燃料的熱工性質(zhì)及選用原則

3.1.2.1發(fā)熱量（熱值）

1、燃料發(fā)熱量的基本概念

燃料的發(fā)熱量（熱值）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或體積的燃料完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時(shí)所放出的熱量稱為，單位為kJ/kg（kJ/Nm3）。高位發(fā)熱量Qgr

產(chǎn)物中水蒸氣全部凝結(jié)為水低位發(fā)熱量(Qnet)產(chǎn)物中的水以20℃蒸氣存在Qnet，ar=Qgr，ar-225Har-25Mar發(fā)熱量注：實(shí)際燃燒時(shí)，溫度很高，燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣均以氣態(tài)存在，不可能凝結(jié)成水而放出汽化熱，故燃燒計(jì)算中應(yīng)以燃料收到基低位發(fā)熱量為基準(zhǔn)。水的氣化熱約為2500KJ/Kg不同基準(zhǔn)時(shí)，高位發(fā)熱量的轉(zhuǎn)換參考表4-1，低位發(fā)熱量的轉(zhuǎn)換參考表4-6。對(duì)于氣體燃料，1Nm3干氣體燃料燃燒后生成的水量為：2．燃料發(fā)熱量的計(jì)算

（1）用專門的量熱計(jì)測(cè)定優(yōu)點(diǎn)：結(jié)果比較精確缺點(diǎn)：測(cè)定過程比較復(fù)雜，且需特定的設(shè)備，一般工廠不易進(jìn)行。固體、液體燃料的發(fā)熱量——氧彈量熱計(jì)氣體燃料的發(fā)熱量——?dú)怏w量熱計(jì)氧彈發(fā)熱量-高位發(fā)熱量=燃燒產(chǎn)物中的SO3和N2生成硫酸與硝酸的熱效應(yīng)（2）根據(jù)燃料的組成計(jì)算——按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（1）固體和液體燃料發(fā)熱量的計(jì)算①根據(jù)元素分析計(jì)算Qnet，ar=339Car+1030Har-109（Oar-Sar）-25Mar②根據(jù)工業(yè)分析計(jì)算無煙煤（Vdaf≤10％）；Qnet，ad=K0-360Mad-385Aad-100VadK０據(jù)V‘daf=aVdaf-bAd查表4-7a和b值與煤的干燥基灰分有關(guān)，見表4-8煙煤（Vdaf＞10％）；Qnet，ad=100K1-（K1+25.12）（Mad+Aad）-12.56Vad據(jù)Vdaf及焦渣特性查出，見表4-9（2）氣體燃料發(fā)熱量的計(jì)算Qnet=126CO+108H2+358CH4+590C2H4+637C2H6+806C3H6

+912C3H8+1187C4H10+1460C5H12+232H2S標(biāo)準(zhǔn)煤：Qnet，ar=29300kJ/kg標(biāo)準(zhǔn)油：Qnet=41820kJ/kg標(biāo)準(zhǔn)氣：Qnet=41820kJ/kJ3．標(biāo)準(zhǔn)燃料

便于產(chǎn)品的燃料消耗的比較換算：【例】某廠使用煤的工業(yè)分析為：MadMarAadVad2.7110.0523.2026.41焦渣特征為5，這種煤折算為標(biāo)準(zhǔn)煤是多少？【解】計(jì)算

Vdaf查表得K1=339，代入公式：換算為收到基低位熱值：KJ/Kg1t煤折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為：1．固體燃料的熱工性質(zhì)

（１）揮發(fā)分煤種褐煤煙煤無煙煤Vdaf（％）＞3710～46＜10﹡3.1.2.2燃料的其他熱工性質(zhì)

測(cè)定：在隔絕空氣的條件下，將一定量的煤樣在溫度900℃下加熱7分鐘，所得到的氣態(tài)物質(zhì)（不包括其中的水分）。組成：主要由煤的礦物結(jié)晶水、揮發(fā)性成分和熱分解產(chǎn)物等構(gòu)成，如部分碳?xì)浠衔?、碳氧化合物、氫氣和焦油蒸氣。含量一般為：揮發(fā)物含量，火焰長(zhǎng)，著火溫度，易著火。（2）結(jié)渣性：煤燃燒后的殘?jiān)欠裾辰Y(jié)的特性。*與煤中灰分組成有關(guān)當(dāng)灰分中SiO2、Al2O3含量多，灰分軟化溫度高；當(dāng)灰分中FeO、Na2O、K2O等含量多，灰分軟化溫度降低。*灰分軟化溫度與燃燒時(shí)的氣氛有關(guān)：在氧化性氣氛中，F(xiàn)eO氧化成Fe2O3和Fe3O4，與SiO2形成軟化溫度高的硅酸鹽質(zhì)灰分；在還原性氣氛中，F(xiàn)e2O3被還原成FeO，F(xiàn)eO與SiO2形成軟化溫度低的硅酸鹽質(zhì)灰分。*三角錐法：將煤灰粉末制成小三角錐（邊長(zhǎng)7mm，高20mm），放在底座上，送至炭粒電爐中，按規(guī)定速度升溫，當(dāng)角錐頂部尖端開始變圓或彎曲時(shí)——變形溫度（DT）；當(dāng)三角錐尖端彎倒至底座平面時(shí)——軟化溫度（ST）；當(dāng)三角錐熔融在底座平面上時(shí)——熔化溫度（FT）。ST——判斷燃料是否易結(jié)渣；FT——判斷煤種是否能液態(tài)排渣結(jié)渣性可定性分為強(qiáng)、中、弱，對(duì)于結(jié)渣性強(qiáng)的煤，在燃燒過程中，操作較困難，燃燒不穩(wěn)定，且灰渣中易帶走未燃的燃料，使機(jī)械不完全燃燒損失增加。（3）水分：煤中應(yīng)存在少量水分（＜8％），但不宜太高。水分存在，降低發(fā)熱量，不利于著火，使?fàn)t溫降低，增加煙氣帶走的熱損失，且會(huì)腐蝕金屬管道及設(shè)備。（4）可燃硫：一般要求硫含量小于1％（5）氯：結(jié)皮現(xiàn)象：生成低熔點(diǎn)的氯化物，且會(huì)形成酸霧，腐蝕金屬管道及設(shè)備。2．液體燃料（重油）的熱工性質(zhì)（1）粘度：影響重油的裝卸、存貯、過濾、輸送及霧化。重油常用的粘度標(biāo)準(zhǔn)是以恩氏粘度（0E）來表示。恩氏粘度測(cè)定：在測(cè)定溫度下油從恩格斯粘度計(jì)中流出200ml所需的時(shí)間（秒）與20℃蒸餾水流出200ml所需的時(shí)間（約52秒）之比值。我國(guó)重油的牌號(hào)是以50℃時(shí)油的恩氏粘度來分類的。熱值、硫分（2）閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、著火點(diǎn)：重油的重要性能指標(biāo)，它們關(guān)系到用油的安全技術(shù)及燃燒條件。閃點(diǎn)：當(dāng)有火源接近時(shí)，出現(xiàn)藍(lán)色閃光，此時(shí)的油溫；燃點(diǎn)：用火源接近油表面里藍(lán)光閃現(xiàn)后能持續(xù)燃燒（不少于5秒）；著火點(diǎn)：再繼續(xù)提高油溫，則油表面的蒸氣即使無火源接近也會(huì)自發(fā)燃燒起來，發(fā)生自燃，此時(shí)的油溫。燃油的閃點(diǎn)與組成有關(guān)：油的密度越小，閃點(diǎn)越低。閃點(diǎn)的測(cè)定方法：開口杯法（油表面暴露在大氣中）——閃點(diǎn)較高的油類閉口杯法（油表面封閉在容器內(nèi)）——閃點(diǎn)較低的油類（4）密度：重油的密度與溫度有關(guān)，常隨溫度的增加而密度略為減小。（3）凝固點(diǎn)：當(dāng)油類完全失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。一般隨蠟及水的含量的增加而提高，我國(guó)生產(chǎn)的重油的凝固點(diǎn)一般為30～45℃，原油的凝固點(diǎn)在30℃以下

。β值見書P233表4-11重油的體積膨脹系數(shù)β值與密度的關(guān)系密度（t/m3）β值（1/℃）密度（t/m3）β值（1/℃）0.93～0.93990.94～0.94990.95～0.95990.96～0.96990.97～0.97990.0006350.0006150.0005940.0005740.0005550.98～0.98990.99～0.99991.0～1.00991.01～1.01991.02～1.02990.0005360.0005180.0004990.0004820.000464（6）水分：降低燃料的發(fā)熱量，產(chǎn)生“汽塞”現(xiàn)象，使燃燒火焰不穩(wěn)定，要求油中含水量在2％以下。注意：燃油摻水與重油含水是兩個(gè)不同的概念。（7）機(jī)械雜質(zhì)：易磨損油泵及導(dǎo)致管路或噴嘴堵塞。（5）比熱：隨密度增加而減少，隨溫度增加而增大。我國(guó)規(guī)定的重油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)20號(hào)60號(hào)100號(hào)200號(hào)250號(hào)代號(hào)RZ-20RZ-60RZ-100RZ-200RZ-250恩氏粘度（0E）80℃≤5.011.015.0恩氏粘度（0E）100℃≤---5.5-9.525閃點(diǎn)（開口）（℃）≥1520253645凝固點(diǎn)（℃）≤80100120130-灰分（％）≤0.30.30.30.3-水分（％）≤1.01.52.02.0-含硫量（％）≤1.01.52.03.0-機(jī)械雜質(zhì)（％）≤1.52.02.52.5-3．氣體燃料的熱工性質(zhì)

（１）煤氣的分子量和密度煤氣在t℃、p（Pa）時(shí)的密度（Kg/Nm3）

（２）煤氣的平均比熱：c=0.01Σxici

Ci見表4-13煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度

（Kg/Nm3）

煤氣的分子量Mgas=0.01ΣxiMgas，i3.1.2.3燃料的選用原則

３．來源充足，保證供應(yīng)，能滿足生產(chǎn)需要。1．從我國(guó)燃料資源的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)國(guó)家當(dāng)前的能源政策選用燃料。應(yīng)堅(jiān)持就地取材和物盡其用的原則，充分利用地方資源和工業(yè)廢料，并設(shè)法采用低質(zhì)、劣質(zhì)燃料。２．滿足工藝要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量，并為機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)提供條件。3.1.3硅酸鹽工業(yè)常用燃料

１．褐煤

性質(zhì)：剛開采出的褐煤的水分約為20％～40％，風(fēng)干后為12～3％，Ad=0.5％～50％，發(fā)熱量約為1300～17000kJ/kg。用途：制造煤氣3.1.3.1硅酸鹽工業(yè)用固體燃料

硅酸鹽工業(yè)對(duì)燃料要求熱值高，滿足生產(chǎn)工藝對(duì)熱量,溫度的要求；燃燒產(chǎn)物便于利用,對(duì)人體、設(shè)備、產(chǎn)品無害；貯量豐富，便于開采，成本低；便于貯存與運(yùn)輸；燃燒過程容易控制。2．煙煤性質(zhì)：揮發(fā)物10％～45％，固定碳35％～75％，灰分7％～30％；水分3％～18％；發(fā)熱量21000～29000kＪ/kg；著火溫度400～500℃。用途：適合于水泥回轉(zhuǎn)窯作燃料。３．無煙煤性質(zhì)：含固定碳高，可達(dá)90％以上；揮發(fā)分少，一般小于10％；水分和灰分一般也較低；發(fā)熱量一般為25000～29000kJ/kg；著火溫度較高（一般為650～700℃）。用途：適用于水泥立窯作燃料。３．劣質(zhì)固體燃料：發(fā)熱量低于12600kJ/kg的煤。用途：可以同優(yōu)質(zhì)燃料搭配使用，有的可作為原料與配制生料。3.1.3.2硅酸鹽工業(yè)用液體燃料液體燃料：石油及石油加工產(chǎn)品。硅酸鹽工業(yè)用：重油。

3.1.3.3硅酸鹽工業(yè)用氣體燃料天然氣：近油田或煤田的地層中逸出的天然燃料。氣體燃料人造煤氣：種類多，多數(shù)是工業(yè)產(chǎn)品的副產(chǎn)品。硅酸鹽工業(yè)用:天然氣、液化石油氣和發(fā)生爐煤氣。3.2燃料燃燒計(jì)算3.2.1計(jì)算的內(nèi)容及基本概念3.2.1.1計(jì)算內(nèi)容目的：為了設(shè)計(jì)窯爐的需要；為了操作窯爐的需要。內(nèi)容：（1）空氣量的計(jì)算：鼓風(fēng)機(jī)選型計(jì)算的依據(jù)（2）煙氣量的計(jì)算：排風(fēng)機(jī)選型、煙囪計(jì)算的依據(jù)（3）煙氣成分的計(jì)算：通過空氣系數(shù)判斷燃燒操作情況（4）燃燒溫度的計(jì)算：分析影響因素，改進(jìn)燃燒條件，提高燃燒溫度3.2.1.2基本概念

1．幾個(gè)假設(shè)（1）氣體的體積都用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0℃、1atm）（2）計(jì)算涉及的氣體都是理想氣體（22.4Bm3/Kmol）（3）計(jì)算溫度的基準(zhǔn)點(diǎn)是0℃（4）空氣看成由氧氣和氮?dú)饨M成體積比：O2：N2＝21：792、幾個(gè)基本概念（1）完全燃燒與不完全燃燒燃料中可燃成分與空氣中氧起化學(xué)反應(yīng)生成不再可燃的產(chǎn)物（CO2、H2O、SO2)完全燃燒不完全燃燒的危害造成燃料損失降低燃燒溫度、影響爐內(nèi)氣氛、影響產(chǎn)品質(zhì)量燃料中可燃成分與空氣中氧化合不完全生成的產(chǎn)物中有可燃成分（CO、H2)不完全燃燒化學(xué)不完全燃燒由于空氣不足或燃料與空氣混合不好而造成部分燃料未參加燃燒反應(yīng)或燃燒不好由于機(jī)械設(shè)備原因而使燃料未參加燃燒反應(yīng)即被排走機(jī)械不完全燃燒（2）過剩空氣系數(shù)

影響過?？諝庀禂?shù)的因素：①燃料的種類②燃料燃燒前的加工狀態(tài)氣體燃料α＝1.05～1.10液體燃料α＝1.08～1.20固體燃料煤粉α＝1.1～1.25煤塊α＝1.3～1.7③燃燒設(shè)備的構(gòu)造和操作方法實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Va0

的比值：CO<2%—弱還原性CO3-5%—強(qiáng)還原性（3）火焰的氣氛中性焰α＝1，燃燒產(chǎn)物中沒有過?？諝?，也沒有可燃?xì)怏w氧化焰α＞1，燃燒產(chǎn)物中有過剩空氣還原焰α＜1，燃燒產(chǎn)物中含有CO、H2、CH4

等可燃?xì)怏w從理論上講溫度最高3.2.2.1分析計(jì)算法分析計(jì)算法

據(jù)燃料的成分分析進(jìn)行計(jì)算。(一)固體和液體燃料1．理論空氣和實(shí)際空氣量的計(jì)算(1)理論空氣量：燃料完全燃燒時(shí)所需的最低空氣量（Bm3/Kg)?；鶞?zhǔn)：1Kg收到基燃料，其組成為：3.2.2空氣需要量、煙氣生成量及成分及密度的計(jì)算需從空氣中獲得的氧

：共需氧量：理論干空氣量：

(2)實(shí)際空氣量：理論濕空氣量：

若已知空氣的濕含量x（Kg水蒸氣/Kg干空氣）

空氣系數(shù)的選擇見P243理論煙氣量：2．煙氣生成量的計(jì)算（1）理論煙氣量：

指單位燃料與理論空氣進(jìn)行完全燃燒生成的煙氣（Bm3/Kg)。（2）實(shí)際煙氣量3、煙氣組成及密度計(jì)算組成：密度：（二）氣體燃料1．

理論空氣量和實(shí)際空氣量：（1）理論空氣量理論需氧量：理論空氣量：（2）實(shí)際空氣量：2．煙氣量及煙氣組成的計(jì)算（1）理論煙氣量

煙氣中CO2含量來源于燃料中CO、CH4、CmHn中碳的燃燒及氣體燃料原有的CO2：理論煙氣量：（２）實(shí)際煙氣量：

煙氣密度也可以按煙氣成分計(jì)算，與固、液燃料相同。３．密度計(jì)算3.2.2.2近似計(jì)算1．用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算液體燃料：氣體燃料*3.2.2.3操作計(jì)算2．估計(jì)空氣量與煙氣量1．實(shí)際煙氣量與空氣量的計(jì)算已知燃料組成及煙氣組成，利用碳平衡（燃料中C＝煙氣中C＋灰渣中C）可計(jì)算煙氣量；利用氮平衡（燃料中N2＋空氣中N2＝煙氣中N2)可計(jì)算空氣量。見書例題4-52、空氣過剩系數(shù)的計(jì)算（1）、氧平衡法：①完全燃燒時(shí)：燃料的K值見表4-17②不完全燃燒時(shí)：（2）、氮平衡法：煙氣中的N2量=實(shí)際空氣中的N2量+燃料中的N2量實(shí)際空氣中的N2量=煙氣中的N2量-燃料中的N2量①固、液燃料：N2↓可忽略②含氮量高的燃料（如發(fā)生爐煤氣）：見書例題4-6【例】已知某燒煤窯出窯煙氣的成分(%)為CO2COO2N210.81.08.080.2【解】據(jù)公式得：求過?？諝庀禂?shù)。3．漏入空氣量的計(jì)算①測(cè)得窯爐排煙系統(tǒng)不同點(diǎn)的煙氣組成，可計(jì)算兩點(diǎn)間的漏入空氣量②測(cè)定二測(cè)點(diǎn)煙氣中過剩的O2含量可計(jì)算漏風(fēng)率3.2.3燃燒溫度的計(jì)算理論燃燒溫度tth、實(shí)際燃燒溫度tp、量熱計(jì)式溫度tm基準(zhǔn)：1Kg或1Nm3燃料，0℃收入的熱量：（1）燃料的化學(xué)熱（即燃料的低位發(fā)熱量）Qnet；（2）燃料帶入的物理熱：Qf=cftf；（3）空氣帶入的物理熱：Qa=Vacata。支出的熱量：（1）燃燒產(chǎn)物所含的物理熱：Q=Vctp；（2）由燃燒產(chǎn)物傳給周圍物體的熱量：Ql；（3）由于機(jī)械不完全燃燒造成的熱損失：Qml；（4）由于化學(xué)不完全燃燒造成的熱損失：Qch；（5）燃燒產(chǎn)物中部分CO2和H2O在高溫下熱分解反應(yīng)消耗的熱量：Qdi；（6）灰渣帶走的物理熱：Qas。1．實(shí)際燃燒溫度據(jù)熱平衡方程可得：

按照實(shí)際燃燒情況，考慮到各種熱損失時(shí)，燃料燃燒生成的煙氣所達(dá)到的溫度。

燃料在穩(wěn)定燃燒時(shí)，其氣態(tài)產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫燃燒溫度。

2．量熱計(jì)式燃燒溫度：tm前提：假定燃料在絕熱系統(tǒng)中完全燃燒，并且不考慮燃燒產(chǎn)物在高溫下的熱分解。燃料完全燃燒放出的熱量和燃料及空氣帶入的物理熱全部用于加熱煙氣，在此情況下達(dá)到的煙氣溫度。即燃料在燃燒過程中沒有任何熱損失時(shí)，煙氣所達(dá)到的溫度。燃料理論發(fā)熱溫度（發(fā)熱溫度、產(chǎn)熱度）：當(dāng)tf、ta均為0℃，且α=1時(shí)，則此時(shí)算出的燃燒溫度。產(chǎn)熱度只與燃料性質(zhì)有關(guān)，是從燃燒溫度的角度評(píng)價(jià)燃料性質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)，產(chǎn)熱度越大的燃料，其燃燒溫度也越高。

3．理論燃燒溫度：tth前提：假定燃料在絕熱系統(tǒng)中完全燃燒，與量熱計(jì)式燃燒溫度相比，理論燃燒溫度要考慮高溫時(shí)燃燒產(chǎn)物中部分CO2和H2O分解反應(yīng)消耗的熱量。硅酸鹽窯爐內(nèi)的燃燒溫度：高溫系數(shù)：具體見表4-19(三）燃燒溫度的計(jì)算方法：①先求出理論燃燒溫度②選取高溫系數(shù)，求出實(shí)際燃燒溫度理論燃燒溫度的計(jì)算：步驟：①首先確定tth′，查得相應(yīng)溫度下的c`值，得煙氣的熱量：②③若Q1=Q，則tth合適。

內(nèi)插法：【例】已知重油的元素分析收到基組成（%）：Car＝86.70，Har＝12.6，Oar＝0.09，Nar＝0.30，Sar＝0.18，Aar＝0.03，Mar＝0.10，Qnet,ar=42377kJ/kg。（1）計(jì)算重油燃燒所需的空氣量（α＝1.2）、煙氣量、煙氣的組成及密度；（2）設(shè)助燃空氣為20℃、重油為100℃，高溫系數(shù)為0.80，求重油的實(shí)際燃燒溫度?！窘狻浚?）空氣量、煙氣量、煙氣組成及密度

①理論空氣量

Va0=0.089Car+0.267Har+0.033(Sar-Oar)=0.089×86.7＋0.267×12.6＋0.033（0.18－0.09）=11.083（Bm3/kg)②實(shí)際空氣量

Va=αVa0=1.2×11.083=13.3(Bm3/kg)③理論煙氣量

VL0=VCO2+VH2O+VSO2+VN2=1.163+1.412+0.0013+8.758=11.784(Bm3/kg)④實(shí)際煙氣量VL=VL0+(α－1)Va0=11.784+(1.2－1)×11.083=14.00(Bm3/kg)⑤實(shí)際煙氣的組成CO2=VCO2/VL=1.613/14.00=11.52(%)H2O=VH2O/VL=1.412/14.00=10.09(%)SO2=VSO2/VL=0.0013/14.00=0.009(%)N2=VN2/VL=10.509/14.00=75.06(%)O2=VO2/VL=0.465/14.00=3.32(%)⑥煙氣密度（2）實(shí)際燃燒溫度

①理論燃燒溫度20℃空氣的比熱：ca=1.300kJ/kg100℃重油的比熱：cf=2.00kJ/kg據(jù)公式：設(shè)tL1=1800℃，查表得cL1=1.65kJ/Bm3.℃，則Q1=VLcL1tL1=14×1.65×1800=41580(kJ/kg)又設(shè)tL2＝1900℃，查表得cL2=1.67kJ/Bm.℃，則Q2=VLcL2tL2=14×1.67×1900=44422(kJ/kg)由上可知Q2>Q>Q1，則：（四）影響燃燒溫度的因素1．燃料的發(fā)熱量或產(chǎn)熱度α＝1，tf=ta=0℃條件下的理論燃燒溫度稱為產(chǎn)熱度，即：2．燃料和空氣的溫度由公式可知：tf↑，ta↑，tL↑。3、過?？諝庀禂?shù)α↓，空氣量不足，tL↓；α↑，過?？諝饬看?，tL↓4．燃燒速度與散熱損失Qs=K·A·△t·τ

燃燒速度快，散熱時(shí)間短，燃燒溫度高；散熱面積大，散熱速度快，燃燒溫度低；火焰與周圍環(huán)境的溫度差大，散熱系數(shù)大，燃燒溫度低加強(qiáng)窯爐保溫，減少散熱損失，燃燒溫度高。5．氧氣濃度O2<40%，O2↑，tL↑↑O2>40%，O2↑，tL↑，成本↑↑6、煙氣的體積V3.3

燃燒過程的基本理論概念可燃物質(zhì)組成：可燃?xì)怏w、固定碳

燃燒：燃料中的可燃物與空氣產(chǎn)生劇烈的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量并伴隨著有強(qiáng)烈的發(fā)光現(xiàn)象。

燃燒的兩種類型：1、普通的燃燒；

2、爆炸性燃燒。燃燒條件：燃料、空氣、著火溫度3.3.1著火溫度燃燒過程兩個(gè)階段：“著火”及“燃燒”著火溫度：由緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯×业难趸磻?yīng)的瞬間，轉(zhuǎn)變時(shí)的最低溫度。著火、燃燒過程：熱源——燃料局部被加熱、引燃——傳熱給周圍的燃料——溫度升高到著火溫度——周圍燃料持續(xù)燃燒影響著火溫度的因素：燃料性質(zhì)、散熱條件ⅠⅡⅢⅣQ放或Q散溫度T，KQ放Q散Q’散Q’’散ABCT0TAT’0TCT’’0TB著火點(diǎn)3.3.2著火濃度范圍概念：氣體燃料與空氣混合后，體積比必須在一定的范圍內(nèi)，才能著火燃燒，這一范圍稱為著火濃度范圍或著火極限。影響因素：

混合物溫度↑，著火濃度范圍↑氣體燃料組成：著火濃度范圍隨燃料組成變化而變化著火濃度范圍計(jì)算3.3.3固態(tài)碳的燃燒3.3.3.1固態(tài)碳的燃燒機(jī)理反應(yīng)機(jī)理一

C+O2=CO2（一次反應(yīng)）

CO2+C=2CO（二次反應(yīng)）反應(yīng)機(jī)理二

2C+O2=2CO（一次反應(yīng)）2CO+O2=2CO2（二次反應(yīng)）=mCO+nCO2

xC+yO2

=CxOyCxOy

CxOy+O2

m、n與溫度有關(guān)900~1200℃：4C+3O2=2CO+2CO2

1450℃以上：3C+2O2=2CO+CO2C的燃燒過程：反應(yīng)機(jī)理三：——氧向碳表面擴(kuò)散碳與氧反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物向外擴(kuò)散——3.2.3.2固態(tài)碳的燃燒速度燃燒速度的影響因素碳的氧化反應(yīng)速度空氣燃燒產(chǎn)物擴(kuò)散速度碳粒的形狀燃料與空氣的混合程度表面溫度<800℃，為動(dòng)力燃燒表面溫度>1000℃時(shí)，為擴(kuò)散燃燒化學(xué)反應(yīng)速度：擴(kuò)散速度：平衡時(shí)碳的燃燒速度：燃燒速度VC：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位表面積燃燒的炭量。m的數(shù)值在0.375~0.75范圍內(nèi)變化：當(dāng)燃燒產(chǎn)物中只有CO時(shí)，m=0.75;當(dāng)燃燒產(chǎn)物中只有CO2時(shí)，m=0.375.低溫時(shí)，約800℃以下，化學(xué)反應(yīng)速度系數(shù)非常?。寒?dāng)溫度位于800~1000℃時(shí)，擴(kuò)散速度與化學(xué)反應(yīng)速度相差不大：動(dòng)力燃燒區(qū)擴(kuò)散燃燒區(qū)高溫時(shí)，約1000℃以上，擴(kuò)散速度系數(shù)非常?。哼^渡區(qū)復(fù)雜3.3.4可燃?xì)怏w的燃燒

可燃?xì)怏w的燃燒按鏈鎖反應(yīng)的方式進(jìn)行的。H、O、OH等為連鎖反應(yīng)刺激物，是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件生成連鎖刺激物的反應(yīng)如下：

H2→2HO2→2OH+O2→OH+OO+H2→OH+H3.3.4.1氫的燃燒鏈鎖反應(yīng)過程（產(chǎn)生三個(gè)刺激物H原子）

HO+H2H2OH+O2OH+H2

H2OH+H2H2O

HHH總反應(yīng)H+3H2+O2→2H2O+3H速度最慢3.3.4.2一氧化碳的燃燒H和OH為鏈鎖刺激物

O+COCO2H+O2

OH+COCO2H連鎖反應(yīng)過程總反應(yīng)2CO+O2+H→2C2O+H氫氣和水氣所產(chǎn)生的刺激物H、OH可加速一氧化碳的燃燒3.3.4.3氣態(tài)烴的燃燒CH4的連鎖反應(yīng)過程

OCH4+OCH4O+O2H2OH2OCH4O2HCOOHHCHO+O2CO+OCO2O總反應(yīng)：O活性原子為鏈鎖反應(yīng)的刺激物

O+CH4+2O2→2H2O+CO2+O氣體燃燒特點(diǎn)：延遲著火——混合并加熱到著火溫度之后，要經(jīng)過一定的感應(yīng)期，才能迅速燃燒3.3.5火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

火焰?zhèn)鞑ァ紵婷娌粩嘞蛭慈細(xì)怏w移動(dòng)的現(xiàn)象稱為火焰的傳播（擴(kuò)散）現(xiàn)象火焰?zhèn)鞑ニ俣取獑挝粫r(shí)間內(nèi)，在火焰單位面積上所燒掉的氣體體積。方向與焰面垂直，又稱為法向火焰?zhèn)鞑ニ俣取＋@得穩(wěn)定火焰的條件：流速與火焰?zhèn)鞑ニ俣却笮∠嗟?、方向相反影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩兀夯旌衔锏慕M成、溫度、壓力、水分及燃燒管道的尺寸等可燃?xì)怏w的含量與火焰?zhèn)鞑ニ俣戎g的關(guān)系

A、H2的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺燃淄椋–H4）、乙烷（C2H6）大的很多，因H2的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于后者；B、存在著火焰?zhèn)鞑サ臉O限值；C、空氣過剩系數(shù)α接近于1而略小于1時(shí)，速度最大；

D、提高氣體混合物的溫度、增加燃燒管的尺寸、減少燃燒的熱損失，均能使鄰近的可燃?xì)怏w較快地達(dá)到著火溫度而燃燒，從而提高火焰?zhèn)鞑サ乃俣取、回火與脫火幾種可燃?xì)怏w組成的可燃?xì)怏w，其最大法向火焰?zhèn)鞑ニ俣纫妶D4-6見例4-93.4.1固體燃料的燃燒過程3.4固體燃料燃燒技術(shù)準(zhǔn)備階段燃燒階段燃燼階段干燥、預(yù)熱和干餾揮發(fā)分和焦炭燃燒固體燃料所特有的階段燃燒過程燃料中的可燃物與空氣中的氧產(chǎn)生劇烈的氧化反應(yīng)，放出大量的熱量并伴隨有強(qiáng)烈發(fā)光現(xiàn)象的物理化學(xué)過程。燃燒準(zhǔn)備階段：燃料的干燥、預(yù)熱和干餾燃料干燥（110℃，物理水）預(yù)熱升溫干餾<400℃分解揮發(fā)物焦炭ΔVt準(zhǔn)備階段，燃燒尚未開始，基本上不需要空氣，是吸熱過程，一般希望準(zhǔn)備階段越短越好。燃燒階段：揮發(fā)物和焦炭的燃燒。揮發(fā)物：主要是C、H化合物，比焦炭易著火，先于焦炭著火燃燒。決定著火溫度。焦炭：主要燃質(zhì)，是燃燒過程中放出熱量的主要來源。保證：要保持較高的溫度條件，供給充足的空氣，并且要使空氣和燃料很好地混合（高溫、富氧）。燃燼階段（灰渣形成階段）固體燃料所特有的保證：高溫，一定時(shí)間（粉狀可縮短時(shí)間）層燃燃燒法粉煤噴流燃燒法3.4.2層燃燃燒

3.4.2.1層燃的燃燒過程

層燃：把煤塊放在爐篦上堆成一定厚度的煤層進(jìn)行燃燒。燃燒過程：新燃料層加入燃燒室時(shí),開始處于燃料層表面,隨后由于燃燒的進(jìn)行逐漸下沉,自上而下依次進(jìn)行準(zhǔn)備、燃燒和燃燼三個(gè)階段，完成燃燒過程。還原層：CO2+C→2CO一次空氣爐篦灰渣層焦碳層新燃料層火焰氧化層：主要進(jìn)行氧化反應(yīng)燃料層主要與燃料粒度大小、揮發(fā)分和灰分多少及燃燒層溫度高低等因素有關(guān)

空氣過剩系數(shù)α=

1.3~1.7助燃空氣一次空氣：供給焦炭燃燒的需要二次空氣：供給揮發(fā)物、CO以及部分被氣流揚(yáng)起的細(xì)小煤粒等燃燒層燃燃燒的三項(xiàng)主要操作：加煤、撥火和除渣。按機(jī)械化程度：機(jī)械化燃燒室半機(jī)械化燃燒室人工操作燃燒室一次空氣爐篦灰渣層焦碳層新燃料層火焰3.4.2.2層燃的方式在燃料層中，發(fā)生氧化放熱反應(yīng)：

C+O2─→CO2+熱量2C+O2─→2CO+熱量2CO+O2─→2CO2+熱量1．直火式（完全燃燒式）

直火式層燃的特點(diǎn)：（1）燃料層?。?）一次空氣量充足：占總空氣量的85%～90%左右（3）燃燒室空間大：供揮發(fā)物及細(xì)煤粒燃燒煙煤——100～200mm無煙煤——60～150mm燃料層溫度高>1300℃2.半煤氣式

燃料層氧化層；厚度與直火式相同，進(jìn)行氧化反應(yīng)。還原層：

CO2+C→2CO-熱量半煤氣層燃的特點(diǎn)：（4）燃燒室空間小：溫度約1000~1100℃的半煤氣產(chǎn)物去窯爐與二次空氣混合后燃燒。（1）燃料層較厚：為直火式的2~3倍，（2）一次空氣量不足：占總空氣量的40%~70%；（3）燃料層內(nèi)的溫度比直火式低：氧化層內(nèi)約為1200℃；半煤氣的成分：CO7%~20%；H25%~12%；CH40~2%；N250%~60%；CO210%~15%；Qnet,ar2500~4000kJ/Bm3

3.全煤氣式(固體燃料的氣化)

全煤氣式層燃的特點(diǎn)：（1）燃料層厚度為直火式三倍以上，一次空氣不足，二次空氣為零，燃燒產(chǎn)物中可燃?xì)怏w占35%~48%；（2）將煤制成煤氣，易滿足窯爐內(nèi)火焰的氣氛和溫度要求，燃燒溫度較直火式、半煤氣式溫度高；（3）勞動(dòng)條件好，環(huán)境污染少；（4）可使用劣質(zhì)煤，燃料費(fèi)用低。氧化層：厚度與直火式基本相同還原層：CO2+C─→2CO-熱量厚度比半煤氣式厚燃料層

3.4.2.3層燃燃燒室1．人工操作燃燒室燃燒室機(jī)械操作燃燒室人工操作燃燒室加煤、撥火和除渣由人工完成加煤、撥火和除渣由機(jī)械完成（1）水平爐柵燃燒室工作過程：如圖。設(shè)混合室的人工操作水平爐柵燃燒室1—爐膛；2—看火孔；3—加煤口；4—清灰門；5—灰坑；6—爐柵；7—冷風(fēng)門；8—混合室；9—擋火墻；10—噴火口；11—回轉(zhuǎn)烘干機(jī)爐柵（爐篦）的作用：用于支撐燃燒的燃料層；并使一次空氣均勻的穿過燃料層；灰渣從爐柵孔排出。板式梁式爐柵的類型

爐柵的有效面積：通風(fēng)孔隙的總面積

有效面積與爐柵總面積的比：

自然通風(fēng)：20～25%機(jī)械通風(fēng)：7～10%爐柵的通風(fēng)空隙的大小和多少，對(duì)通風(fēng)的均勻性及燃燒室的操作有很大的影響。人工加煤燃燒室的爐條（a）（b）梁式爐條；（c）（d）板式爐條；（2）傾斜爐柵燃燒室爐柵由階梯傾斜爐條和水平爐條組成，爐柵的傾斜角度約30o~50o。（1）著火條件好，對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，金屬耗量少。（2）加煤、撥火、清灰等操作全靠人工進(jìn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大，煤的不完全燃燒損失大，過?？諝庀禂?shù)大（α=1.3～1.7），爐溫呈周期性波動(dòng)，因此熱效率低，燃燒不穩(wěn)定

工作過程：如圖。傾斜爐柵燃燒室1-爐膛；2—板狀爐條；3—梁式爐條；4—水池；5，8—橫梁；6—加煤口；7—抽磚（清灰用）人工操作燃燒室的特點(diǎn)：2．機(jī)械操作燃燒室（1）回轉(zhuǎn)爐柵燃燒室（鏈條爐）

主要結(jié)構(gòu)部件：一條無端的鏈狀爐柵工作過程：借助爐柵的回轉(zhuǎn)作用進(jìn)行加煤、撥火及除渣的操作。如圖：回轉(zhuǎn)爐柵燃燒室中燃燒過程示意圖Ⅰ—新燃料干燥預(yù)熱區(qū)；Ⅱ—揮發(fā)物逸出、燃燒區(qū)；Ⅲa—焦炭燃燒氧化區(qū)；Ⅲb—焦炭燃燒還原區(qū)；Ⅳ—灰渣燃燼區(qū)燃料是在隨爐柵不斷運(yùn)動(dòng)過程中依次進(jìn)行干燥、預(yù)熱、著火、燃燒和燃燼等過程的。（2）傾斜推動(dòng)爐柵燃燒室主要結(jié)構(gòu)部件：傾斜推動(dòng)爐柵

工作過程：借助爐柵的推動(dòng)作用進(jìn)行加煤、撥火及除渣的操作。水平爐柵：供灰渣燃燼之用爐柵傾斜爐柵

板狀活動(dòng)爐條：安裝在框架上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)固定梁狀爐條

傾斜推動(dòng)爐柵示意圖

1—活動(dòng)爐條；2—固定爐條

1活動(dòng)爐條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使煤沿爐柵而緩緩地向爐柵下端移動(dòng)中依次進(jìn)行干燥、預(yù)熱、燃燒和燃燼過程。3.4.2.4層燃燃燒室的計(jì)算1.燃燒室的熱力強(qiáng)度爐膛容積熱力強(qiáng)度qV爐柵面積熱力強(qiáng)度qF熱力強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)、在單位面積爐柵上燃料燃燒所放出的熱量

單位時(shí)間內(nèi)、單位容積的爐膛空間內(nèi)燃料燃燒所放出的熱量燃燒室爐柵面積熱力強(qiáng)度qF(kW/m2)通風(fēng)方式及煤種燃燒室型式人工操作燃燒室回轉(zhuǎn)爐柵燃燒室傾斜推動(dòng)爐柵燃燒室振動(dòng)爐柵燃燒室人工通風(fēng)煙煤無煙煤810～930930～1050930～1050580～810810～930810～930930～1160900～1160自然通風(fēng)煙煤無煙煤350～580470～700------520～700520～700------爐膛容積熱力強(qiáng)度qV一般為290～350kW/m2。燃用煙煤時(shí)可取低值，而燃用無煙煤時(shí)可取高值。2.燃燒室的計(jì)算步驟（1）確定燃燒室發(fā)出熱量或燃煤量；需考慮燃燒室的熱效率。（2）按要求選擇燃燒室的型式：燃煤量<200kg/h—采用人工操作燃燒室，燃煤量大于200kg/h—采用機(jī)械化燃燒室（4）計(jì)算爐膛容積

（3）計(jì)算爐柵面積人工操作燃燒室：80%機(jī)械操作燃燒室：85～90%燃燒室效率：扣除由于不完全燃燒及通過燃燒室爐墻向外散失等損失的熱量之后的熱量占全部發(fā)熱量的份額。燃燒室效率參考表4-27。（1）人工操作燃燒室:爐柵寬度不宜超過1.2m，需要較寬爐柵時(shí)，則應(yīng)每隔1.0~1.2m設(shè)一個(gè)爐門，深度不宜大于2m。（2）機(jī)械化燃燒室:爐柵的尺寸應(yīng)盡量符合國(guó)家定型產(chǎn)品的尺寸。（3）自然通風(fēng)，自由空間的高度≥0.3～1.0m，機(jī)械通風(fēng)時(shí)更大。注意事項(xiàng)：爐膛高度一般H>0.3-1.0m3.4.3噴燃燃燒

優(yōu)點(diǎn)：燃燒速度快、燃燒效率高、燃燒溫度高、煤耗低、調(diào)節(jié)方便。噴燃：把塊煤磨成煤粉噴入窯爐內(nèi)進(jìn)行懸浮燃燒。

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的噴燃3.4.3.1煤粉的制備比較：（1）球磨的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作可靠、對(duì)煤種的適應(yīng)性好；（2）立式磨設(shè)備體型小，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、噪音低、單位電耗低、但不宜磨硬質(zhì)煤。煤粉制備設(shè)備球磨機(jī)立式磨HRM立式磨球磨機(jī)煤粉制備系統(tǒng)直吹式系統(tǒng)：不設(shè)中間貯倉中間倉式系統(tǒng)：設(shè)有中間貯倉

比較：（1）直吹式特點(diǎn):流程簡(jiǎn)單，占廠房面積小，動(dòng)力消耗也較低；但煤磨與窯互相牽制，兩者的操作要很好的配合，煤磨往往不能滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）中間倉式單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：適用于濕法回轉(zhuǎn)窯雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：適用于SP、NSP窯特點(diǎn):煤磨操作不受窯的干擾，可額定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，粉磨效率高，較易控制，且煤粉細(xì)度較穩(wěn)定，但該系統(tǒng)需要較多的設(shè)備和較大的廠房，風(fēng)管流體阻力比直吹式系統(tǒng)大。3.4.3.2煤粉的燃燒過程

煤粉隨空氣噴入窯爐或燃燒室后呈懸浮狀態(tài)，煤粉一邊隨氣流流動(dòng)，一邊依次進(jìn)行干燥、預(yù)熱、揮發(fā)分逸出及燃燒、焦炭粒子燃燒及燃燼等過程。1．燃燒過程：助燃空氣一次空氣：隨煤粉一起進(jìn)入燃燒室或窯爐的空氣二次空氣：?jiǎn)为?dú)供給的空氣煤粉在窯內(nèi)燃燒形成火焰過程示意圖2．煤粉噴燃時(shí)的注意事項(xiàng)（1）一、二次空氣的比例要合適一次風(fēng)的作用

攜帶煤粉入窯形成風(fēng)煤流股供揮發(fā)物燃燒一次風(fēng)量一般回轉(zhuǎn)窯：25～30%立波爾窯：15～20%ＳＰ、ＮＳＰ窯：<15%供煤粉的焦炭粒子燃燒二次風(fēng)的作用（3）控制適當(dāng)?shù)倪^剩空氣系數(shù)（2）恰當(dāng)?shù)囊?、二次空氣的溫度一次風(fēng)溫度t一次↑，煤粉易著火，對(duì)燃燒有利，t一次↑↑，煤粉有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)?？刂疲簍一次≤150℃。二次風(fēng)溫度t二次↑，對(duì)燃燒有利，愈高愈好。取決于冷卻機(jī)的熱效率。

α↓，燃燒不完全，燃燒溫度低；α↑↑，過剩空氣多，燃燒溫度低。過剩空氣系數(shù)（4）控制合適的一次風(fēng)噴出速度一次風(fēng)速↑

：黑火頭長(zhǎng)，一次風(fēng)速過大，產(chǎn)生離焰，甚至“熄火”；一次風(fēng)速↓：產(chǎn)生“回火”。黑火頭：煤粉和空氣的混合物從燒嘴噴出到著火燃燒所走過的軌跡。燃焰：著火以后，熾熱的炭粒所走過的軌跡。一般回轉(zhuǎn)窯：W一次=40～80m/s一次風(fēng)速對(duì)火焰長(zhǎng)度的影響：一次風(fēng)速大，強(qiáng)化焦炭燃燒，火焰縮短。

一次風(fēng)速大，煤粉射程長(zhǎng)，火焰伸長(zhǎng)；（8）爐膛空間的大小和形狀要適當(dāng)（5）制備細(xì)度合格、粒度均勻的煤粉

（6）保持較高的爐膛溫度爐內(nèi)溫度高，煤粉燃燒速度快，才能保證燃燒在爐內(nèi)基本燃燼。（7）使用合適的煤粉燒嘴

合適的煤粉燒嘴能加強(qiáng)風(fēng)煤混合，加速燃燒。煤粉細(xì)，燃燒速度快；粒度均勻，有利于燃燒。細(xì)度控制：4900孔篩篩余為8～15%適當(dāng)大小和形狀的爐膛空間，以使煤粉在其中有足夠的停留時(shí)間以保證其能充分燃燼。3.4.3.3煤粉的燃燒設(shè)備1.煤粉燒嘴（1）旋流式煤粉燒嘴:裝有使氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)流葉片固定式：旋流程度不能調(diào)節(jié)

可調(diào)式：旋流程度可以調(diào)節(jié)類型旋流式燒嘴的空氣動(dòng)力工況1—一次風(fēng)；2—二次風(fēng)；工作原理：如圖。(煙煤）一次風(fēng)速：20～26m/s二次風(fēng)速：20～30m/s

這種燒嘴形成的火焰在爐膛中充滿程度好，射程短。適用于燃燒室。（2）直流式煤粉燒嘴（a）直筒式：出口風(fēng)速小，風(fēng)煤混合差，黑火頭長(zhǎng)，火焰短。適用于燒燃燒速度慢的煤。（b）拔哨式：噴出速度大，燃燒速度快，火焰形狀粗短，不規(guī)則，易燒窯皮。適用于燒燃燒速度快的煤。（d）帶風(fēng)翅的噴煤嘴（內(nèi)部裝上一定角度的風(fēng)翅）：風(fēng)煤旋轉(zhuǎn)，增強(qiáng)一二次風(fēng)的混合及相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有利于燃燒。火焰粗短，易燒窯皮。（c）拔哨導(dǎo)管式：火焰形狀規(guī)則且加長(zhǎng)。（e）多風(fēng)道噴嘴多風(fēng)道煤粉燃燒器的原理：如圖。（1）內(nèi)外凈風(fēng)出口速較大（70~150m/s），有利于提高煤粉的燃燒速度和燃燼程度；（2）內(nèi)外風(fēng)的配合有利于煤粉的燃燒；火焰形狀規(guī)整，有利于保護(hù)窯襯；（3）一次風(fēng)量?。?2～14%），有利于燃燒溫度的提高及余熱的有效利用。（4）火焰形狀調(diào)節(jié)靈活，可調(diào)幅度大，對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)。（5）NOx有害氣體低。三風(fēng)道燃燒器的特點(diǎn)：直流式燒嘴的使用特點(diǎn)：（1）流體阻力較小，噴出的煤粉氣流射程遠(yuǎn)，高溫?zé)煔獾幕亓髁恳采?，致使著火延遲，爐膛火焰充滿度差。（2）空氣噴出速度一般比旋流式燒嘴所用風(fēng)速大。2.煤粉燃燒室立式：燃料由頂部噴入燃燒室—高:寬=1:1臥式：燃料由側(cè)壁噴入燃燒室—高:寬:深=1:1:3類型臥式煤粉燃燒

1—煤粉燒嘴；2—除灰門；3—防爆閥；4—風(fēng)量調(diào)節(jié)器；5—熱風(fēng)管；6—混合室立式煤粉燃燒室1—煤粉燒嘴；2—防爆閥；3—風(fēng)量調(diào)節(jié)器；4—爐門；5—除灰門；6—混合室qV

=140×103~230×103W/m3﹡3.4.4沸騰燃燒沸騰燃燒是基于固體顆粒流態(tài)化技術(shù)，將其應(yīng)用于碎煤燃燒的一種新型燃燒方法，它是利用空氣動(dòng)力作用使煤在沸騰狀態(tài)下完成傳熱、傳質(zhì)和燃燒過程。

沸騰燃燒室1—沸騰層；2—懸浮層；3—爐體；4—煙氣出口；5—支架；6—U形燃燼室；7—布風(fēng)裝置；8—冷渣管；9—一次風(fēng)管；10—風(fēng)機(jī)；11—前爐門；12—二次風(fēng)管；13—喂煤系統(tǒng)(1)供煤系統(tǒng)：由錘鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)、斗式提升機(jī)喂煤倉、喂煤機(jī)和喂煤管等組成。(2)鼓風(fēng)系統(tǒng)：由離心式風(fēng)機(jī)、一次和二次風(fēng)管、風(fēng)室、布風(fēng)板及風(fēng)帽等組成。(3)燃燒室:由爐膛和混合室構(gòu)成，設(shè)加煤口、下煤管、爐門、冷風(fēng)門、清灰門、密封裝置。沸騰燃燒室的組成及構(gòu)造：沸騰燃燒的特點(diǎn)：（1）煤粒與空氣之間能充分混合?？諝膺^剩系數(shù)小，燃燒速度非常迅速；（2）熱效率高，可達(dá)95%以上；（3）燃燒溫度穩(wěn)定，可保持在960~1050℃范圍內(nèi)；（4）可充分利用各種劣質(zhì)燃料；（5）沸騰燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、易于調(diào)節(jié)、自動(dòng)化程度高及操作環(huán)境好；（6）空氣動(dòng)力消耗大，煙氣中飛灰量較多；（7）操作不當(dāng)時(shí)，不完全燃燒造成的熱損失大；（8）煤的結(jié)焦性強(qiáng)時(shí)，排渣困難。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號(hào)基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對(duì)比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號(hào)的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大小）

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長(zhǎng)TR長(zhǎng)TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對(duì)出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號(hào)判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對(duì)小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對(duì)較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長(zhǎng)1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場(chǎng)均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾病（如MS），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對(duì)肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動(dòng)脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動(dòng)圖無優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃溃缙诠撬柩?、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢(mèng)魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)間？定