[科普中國(guó)]-焦?fàn)t熱工

焦?fàn)t熱工1(thermal engineering of coke oven)是指在煉焦過(guò)程中，對(duì)焦?fàn)t的供熱過(guò)程和爐體的熱工狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理的工程技術(shù)。對(duì)供熱過(guò)程的監(jiān)控管理內(nèi)容包括：加熱煤氣的燃燒和傳熱，氣體的流動(dòng)和壓力分布，焦?fàn)t加然調(diào)節(jié)和溫度控制。為了滿足焦餅高向和長(zhǎng)向均勻加熱的需要，燃燒室立火道內(nèi)的燃燒應(yīng)是煤氣和空氣邊混合邊燃燒的擴(kuò)散燃燒過(guò)程。

簡(jiǎn)介焦?fàn)t熱工(thermal engineering of coke oven)是指在煉焦過(guò)程中，對(duì)焦?fàn)t的供熱過(guò)程和爐體的熱工狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理的工程技術(shù)。對(duì)供熱過(guò)程的監(jiān)控管理內(nèi)容包括1：加熱煤氣的燃燒和傳熱，氣體的流動(dòng)和壓力分布，焦?fàn)t加然調(diào)節(jié)和溫度控制。為了滿足焦餅高向和長(zhǎng)向均勻加熱的需要，燃燒室立火道內(nèi)的燃燒應(yīng)是煤氣和空氣邊混合邊燃燒的擴(kuò)散燃燒過(guò)程。焦?fàn)t加熱煤氣的燃燒產(chǎn)生的熱量以輻射和對(duì)流的方式傳給爐墻，爐墻再以傳導(dǎo)方式傳給炭化室中的煤料，使裝爐煤干餾成焦炭。焦?fàn)t加熱煤氣有富煤氣(焦?fàn)t煤氣)和貧煤氣(高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和水煤氣)兩類。燃燒廢氣與入爐的冷空氣和貧煤氣。通過(guò)定期換向在蓄熱室內(nèi)進(jìn)行換熱。由于焦?fàn)t操作和爐體熱工狀態(tài)均是周期性變化的。因此，焦?fàn)t備部位的傳熱均屬不穩(wěn)定傳熱過(guò)程。但在作近似分析時(shí)，可以按照周期變化的平均值，以穩(wěn)定傳熱的基本原理進(jìn)行計(jì)算。

伯努利方程為了合理利用煤氣燃燒熱，并使焦餅的溫度沿高向和長(zhǎng)向均勻分布，焦?fàn)t燃燒系統(tǒng)氣體的流動(dòng)和分配必須符合規(guī)定的要求，并按此要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。焦?fàn)t內(nèi)的氣體流動(dòng)的規(guī)律基本上符合柏努利方程式。使用焦?fàn)t實(shí)用氣體方程式，可以協(xié)調(diào)爐內(nèi)壓力、浮力和阻力三者之間的關(guān)系。確定合理的焦?fàn)t加熱制度。為設(shè)計(jì)爐體尺寸和計(jì)算煙囪高度提供依據(jù)。焦?fàn)t內(nèi)氣體沿燃燒室長(zhǎng)向和全爐的分配，如在小煙道、分煙道、加熱煤氣管道、集氣管和兩分式焦?fàn)t的水平道等部位的分配或匯合，應(yīng)根據(jù)均勻變量氣流原理來(lái)分析和計(jì)算。為了分析燃燒室立火道內(nèi)的廢氣循環(huán)過(guò)程和確定合理的廢氣循環(huán)量，一般需將焦?fàn)t實(shí)用氣體方程與動(dòng)量方程式相結(jié)合進(jìn)行運(yùn)算和分析1。

在焦?fàn)t加熱過(guò)程中，由于結(jié)焦時(shí)間、裝煤最、裝爐煤水分和加熱煤氣熱值的波動(dòng)，以及大氣溫度、濕度和風(fēng)速的變化，需要及時(shí)調(diào)節(jié)供熱量。焦?fàn)t如熱調(diào)節(jié)是通過(guò)爐內(nèi)外的調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)整全爐燃燒室、立火道和蓄熱室的相應(yīng)溫度、壓力(或吸力)和流量等參數(shù)，使焦?fàn)t加熱狀況滿足焦餅沿高向和長(zhǎng)向均勻成熟的要求。

焦?fàn)t的熱工評(píng)定焦?fàn)t的熱工評(píng)定是對(duì)焦?fàn)t加熱狀況的判斷。這是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作。熱工評(píng)定的主要內(nèi)容有焦?fàn)t漏氣率、焦?fàn)t物料平衡、焦?fàn)t熱平衡、焦?fàn)t熱工效率和煉焦耗熱量的測(cè)定和計(jì)算。通過(guò)這些工作，還可以提出焦?fàn)t節(jié)能的途徑和方向1。

展望自20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，各國(guó)相繼提出了不同的焦?fàn)t傳熱模型，用這些傳熱模型來(lái)研究和分析焦?fàn)t內(nèi)的傳熱過(guò)程，能更好地模擬實(shí)際狀態(tài)1。70年代后，美國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、日本和中國(guó)等國(guó)家均先后成功地采用了焦?fàn)t加熱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，推進(jìn)了焦?fàn)t加熱的自動(dòng)化，減輕了繁重的人工操作，并為降低煉焦耗熱量和提高焦炭質(zhì)量創(chuàng)造了良好的條件。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)