焦爐熱工(thermal engineering of coke oven)是指在煉焦過程中，對焦爐的供熱過程和爐體的熱工狀態進行監控和管理的工程技術。對供熱過程的監控管理內容包括：加熱煤氣的燃燒和傳熱，氣體的流動和壓力分布，焦爐加然調節和溫度控制。為了滿足焦餅高向和長向均勻加熱的需要，燃燒室立火道內的燃燒應是煤氣和空氣邊混合邊燃燒的擴散燃燒過程。
基本介紹
- 中文名：焦爐熱工
- 外文名：thermal engineering of coke oven
- 領域：工程技術
- 學科：冶金工程
簡介,伯努利方程,焦爐的熱工評定,展望,
簡介
焦爐熱工(thermal engineering of coke oven)是指在煉焦過程中，對焦爐的供熱過程和爐體的熱工狀態進行監控和管理的工程技術。對供熱過程的監控管理內容包括：加熱煤氣的燃燒和傳熱，氣體的流動和壓力分布，焦爐加然調節和溫度控制。為了滿足焦餅高向和長向均勻加熱的需要，燃燒室立火道內的燃燒應是煤氣和空氣邊混合邊燃燒的擴散燃燒過程。焦爐加熱煤氣的燃燒產生的熱量以輻射和對流的方式傳給爐牆，爐牆再以傳導方式傳給炭化室中的煤料，使裝爐煤乾餾成焦炭。焦爐加熱煤氣有富煤氣(焦爐煤氣)和貧煤氣(高爐煤氣、發生爐煤氣、轉爐煤氣和水煤氣)兩類。燃燒廢氣與入爐的冷空氣和貧煤氣。通過定期換向在蓄熱室內進行換熱。由於焦爐操作和爐體熱工狀態均是周期性變化的。因此，焦爐備部位的傳熱均屬不穩定傳熱過程。但在作近似分析時，可以按照周期變化的平均值，以穩定傳熱的基本原理進行計算。
伯努利方程
為了合理利用煤氣燃燒熱，並使焦餅的溫度沿高向和長向均勻分布，焦爐燃燒系統氣體的流動和分配必須符合規定的要求，並按此要求進行調節。焦爐內的氣體流動的規律基本上符合柏努利方程式。使用焦爐實用氣體方程式，可以協調爐內壓力、浮力和阻力三者之間的關係。確定合理的焦爐加熱制度。為設計爐體尺寸和計算煙囪高度提供依據。焦爐內氣體沿燃燒室長向和全爐的分配，如在小煙道、分煙道、加熱煤氣管道、集氣管和兩分式焦爐的水平道等部位的分配或匯合，應根據均勻變數氣流原理來分析和計算。為了分析燃燒室立火道內的廢氣循環過程和確定合理的廢氣循環量，一般需將焦爐實用氣體方程與動量方程式相結合進行運算和分析。
在焦爐加熱過程中，由於結焦時間、裝煤最、裝爐煤水分和加熱煤氣熱值的波動，以及大氣溫度、濕度和風速的變化，需要及時調節供熱量。焦爐如熱調節是通過爐內外的調節裝置來調整全爐燃燒室、立火道和蓄熱室的相應溫度、壓力(或吸力)和流量等參數，使焦爐加熱狀況滿足焦餅沿高向和長向均勻成熟的要求。
焦爐的熱工評定
焦爐的熱工評定是對焦爐加熱狀況的判斷。這是一項十分重要的基礎工作。熱工評定的主要內容有焦爐漏氣率、焦爐物料平衡、焦爐熱平衡、焦爐熱工效率和煉焦耗熱量的測定和計算。通過這些工作，還可以提出焦爐節能的途徑和方向。
展望
自20世紀60年代以來，隨著計算技術和計算機的發展，各國相繼提出了不同的焦爐傳熱模型，用這些傳熱模型來研究和分析焦爐內的傳熱過程，能更好地模擬實際狀態。70年代後，美國、聯邦德國、日本和中國等國家均先後成功地採用了焦爐加熱計算機控制系統，推進了焦爐加熱的自動化，減輕了繁重的人工操作，並為降低煉焦耗熱量和提高焦炭質量創造了良好的條件。
