四、工業(yè)爐和煤氣發(fā)生設(shè)備

(一)工業(yè)爐

工業(yè)爐是在工業(yè)生產(chǎn)中，利用燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)化的熱量，將物料或工件加熱的熱工設(shè)備。廣義地說(shuō)，鍋爐也是一種工業(yè)爐，但習(xí)慣上人們不把它包括在工業(yè)爐范圍內(nèi)。工業(yè)爐由工業(yè)爐砌體、工業(yè)爐排煙系統(tǒng)、工業(yè)爐預(yù)熱器和工業(yè)爐燃燒裝置等組成。

1.按供熱方式分類

(1)火焰爐(或稱燃料爐渠用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對(duì)物料或工件進(jìn)行加熱?；鹧鏍t按工作室的形狀可分為膛式火焰爐和回轉(zhuǎn)爐兩類。

膛式火焰爐的工作室叫作爐膛，由爐底、爐墻和爐頂組成。按爐底結(jié)構(gòu)不同分為車底爐、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(zhǎng)方形、圓形或楠圓形。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。在高溫火焰爐上，火焰直接進(jìn)人爐膛。如以塊煤為燃料，需單獨(dú)設(shè)置固體燃料的燃燒室。如以粉煤、煤氣或燃料油為燃料，則需用燃燒器。

回轉(zhuǎn)爐(或稱回轉(zhuǎn)窯)，用于鐵礦石的直接還原、氧化鋁礦物的焙燒、黏土礦物的焙燒，以及各種散狀原料的焙燒揮發(fā)、離析和干燥作業(yè)?；剞D(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(zhǎng)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(dòng)。由于爐體的傾斜和轉(zhuǎn)動(dòng)，爐料由高處逐漸移向低處。爐料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中逐漸升溫，并依次發(fā)生物理、化學(xué)變化。回轉(zhuǎn)爐 溫度一般控制在爐料熔點(diǎn)以下。

火焰爐的燃料來(lái)源廣，價(jià)格低，便于因地制宜采取不同的結(jié)構(gòu)，有利于降低生產(chǎn)費(fèi)用，但火焰爐難于實(shí)現(xiàn)精確控制，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，熱效率較低。

(2)電爐。在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)行加熱。按能量轉(zhuǎn)換方式，電爐又可分為電阻爐、感應(yīng)爐和電弧爐。電爐設(shè)備通常是成套的，包括電爐爐體、電力設(shè)備(電爐變壓器、整流器、變頻器等)、開(kāi)閉器、附屬輔助電器(阻流器、補(bǔ)償電容等)、真空設(shè)備、檢測(cè)控制儀表(電工儀表、熱工儀表等)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐用機(jī)械設(shè)備(進(jìn)出料機(jī)械、爐體傾轉(zhuǎn)裝置等)。大型電爐的電力設(shè)備和檢測(cè)控制儀表等一般集中在電爐供電室。同燃料爐比較，電爐的優(yōu)點(diǎn)有：爐內(nèi)氣氛容易控制，甚至可抽成真空;物料加熱快，加熱溫度高，溫度容易控制;生產(chǎn)過(guò)程較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;勞動(dòng)衛(wèi)生條件好;熱效率高;加熱質(zhì)量好等。

2.按熱工制度分類

(1)間斷式爐又稱周期式爐，其特點(diǎn)是爐子間斷生產(chǎn)，在每一加熱周期內(nèi)爐溫是變化的，如室式爐、臺(tái)車式爐、井式爐等。

(2)連續(xù)式爐，其特點(diǎn)是爐子連續(xù)生產(chǎn)，爐膛內(nèi)劃分溫度區(qū)段。在加熱過(guò)程中每一區(qū)段的溫度是不變的，工件由低溫的預(yù)熱區(qū)逐步進(jìn)入高溫的加熱區(qū)，如連續(xù)式加熱爐和熱處理爐、環(huán)形爐、步進(jìn)式爐、振底式爐等。

3.按應(yīng)用情況分類

在鑄造車間，有熔煉金屬的沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、坩堝爐等;有供烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等;在鍛壓車間，有對(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行鍛前加熱的各種加熱爐和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐;在金屬熱處理車間，有改善工件機(jī)械性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐;在焊接車間，有焊件的焊前預(yù)熱爐和焊后回火爐;在粉末冶金車間，有燒結(jié)金屬的加熱爐等。其他工業(yè)應(yīng)用，如冶金工業(yè)的金屬熔煉爐、礦石燒結(jié)爐和煉焦?fàn)t，石油工業(yè)的蒸餾爐和裂化爐，煤氣工業(yè)的發(fā)生爐，硅酸鹽工業(yè)的水泥窯和玻璃熔化、玻璃退火爐，食品工業(yè)的烘烤爐等。

(二)煤氣發(fā)生設(shè)備

1.煤氣發(fā)生設(shè)備的組成

煤氣發(fā)生設(shè)備主要包括煤氣發(fā)生爐、煤氣洗滌塔、電氣濾清器、豎管和煤氣發(fā)生附屬設(shè)備五部分。

(1)煤氣發(fā)生爐。

煤氣發(fā)生爐按不同的制氣工藝和所產(chǎn)煤氣的質(zhì)量分為單段煤氣發(fā)生爐、雙段煤氣發(fā)生爐和干餾式煤氣發(fā)生爐。

單段煤氣發(fā)生爐由加煤機(jī)、爐主體、清灰裝置等組成。它具有產(chǎn)氣量大、氣化完全、煤種適應(yīng)性強(qiáng)、煤氣熱值高、操作簡(jiǎn)便、安全性能高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是單段式煤氣發(fā)生爐效率較低，煤焦油在高溫下裂解為瀝青質(zhì)焦油，與煤氣中的粉塵混雜在一起，容易沉淀在管道內(nèi)堵塞管道。主要應(yīng)用于輸送距離較短，對(duì)燃料要求不高的窯爐及工業(yè)爐，如熱處理爐、鍋爐煤氣化改造、耐火材料行業(yè)。

雙段式煤氣發(fā)生爐，由上段煤氣和下段煤氣組成。兩段式煤氣發(fā)生爐有上下兩個(gè)煤氣出口，可輸出不同熱值的煤氣，其氣化效率和綜合熱效率均比單段爐高，煤炭經(jīng)過(guò)爐內(nèi)上段徹底干餾，下段煤氣基本不含焦油，上段煤氣含有少量輕質(zhì)焦油，不易堵塞管道，兩段爐煤氣熱值高而且穩(wěn)定，操作彈性大，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。兩段爐煤氣站煤種適用性廣，不污染環(huán)境，節(jié)水顯著，占地面積小，輸送距離長(zhǎng)，長(zhǎng)期運(yùn)行成本低。

干餾式煤氣發(fā)生爐是在一段爐的基礎(chǔ)上，借鑒兩段爐優(yōu)點(diǎn)開(kāi)發(fā)的一種更適合于煙煤用戶生產(chǎn)的爐型。它既吸收了煤炭干餾時(shí)產(chǎn)生的熱值較高的干餾煤氣和低溫輕質(zhì)焦油，又實(shí)現(xiàn)了煤炭完全氣化時(shí)生成較多的氣化煤氣，具有投資小、煤氣熱值高、施工周期短的特點(diǎn)。

(2)煤氣洗滌塔。

洗滌塔應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化、除塵等方面的前處理。洗滌塔由塔體、塔板、再沸器、冷凝器組成。由于洗滌塔是進(jìn)行粗分離的設(shè)備，所以塔板數(shù)量一般較少，通常不會(huì)超過(guò)十級(jí)。洗滌塔適用于含有少量粉塵的混合氣體分離，各組分不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，且產(chǎn)物應(yīng)容易液化，粉塵等雜質(zhì)(也可以稱之為高沸物)不易液化或凝固。

(3)電氣濾清器。

電氣濾清器是一種煤氣凈化設(shè)備，在除塵、除焦油方面效率較高。目前使用的電氣濾清器由殼體、分氣板、上下框架、絕緣子箱、沉電極和電暈極等組成。

板式電氣濾清器由殼體、沉淀極、電暈極、上下固定架組成。

套管式電氣濾清器由幾個(gè)大小不等的同心圓筒套在一起，在圓與圓之間的圓環(huán)上放置若干電暈極，其中有連續(xù)沖洗水管、絕緣子箱、沉電極等。

(4)附屬設(shè)備。

煤氣發(fā)生設(shè)備的附屬設(shè)備包括旋風(fēng)除塵器、焦油分離機(jī)、盤形閥、隔離水封、鐘罩閥、余熱鍋爐、捕滴器、煤氣排送機(jī)等。

2.煤氣發(fā)生設(shè)備安裝(以煤氣發(fā)生爐為例)

安裝時(shí)，一般按先下后上的原則安裝。安裝順序?yàn)椋孩俚撞恐蔚陌惭b;②軸承圈安裝;③灰盤安裝;④水夾套的安裝;⑤加煤機(jī)的安裝;⑥爬車軌道的安裝;⑦大、小灰刀安裝;⑧清灰機(jī)的安裝。

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