江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  工業(yè)爐和工業(yè)窯都通稱工業(yè)爐窯，主要是指那些利用燃燒反應而進行熱利用的裝置。工業(yè)爐多用于冶金和機械系統(tǒng)；工業(yè)窯則多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。

在工業(yè)爐窯的燃燒能源結構中， 主要以燒煤為主， 在冶金工業(yè)行業(yè)中約占70%， 其次是電力， 另有一部分爐窯會以油、 天然氣為燃料。對燃油、 燃氣的爐窯而言， 其燃燒效率較高； 而對燃煤的爐窯而言， 其燃燒效率較低， 且燃燒穩(wěn)定性比較差， 不易使爐內(nèi)氣氛與溫度穩(wěn)定。

1 煤的燃燒

煤是工業(yè)爐窯中的主要燃料。煤在電站鍋爐中以煤粉燃燒為主，在工業(yè)鍋爐中以層燃為主， 但在工業(yè)爐窯中還常與物料混燃。因此在工業(yè)爐中煤的燃燒更為復雜， 更加多樣化。煤顆粒的燃燒大致可以分為加熱干燥、著火、可燃物燃燒等過程。燃料進入爐內(nèi)后，受到爐內(nèi)高溫煙氣、爐墻、燃料層的輻射與對流換熱而被加熱升溫，水分逐漸逸出直至完全烘干。這一階段需要供給足夠的熱量，沒有對氧氣 （空氣）的需求。隨著溫度繼續(xù)升高，燃料開始熱分解并析出揮發(fā)分。不同燃料析出揮發(fā)分的溫度也不一致，從褐煤到無煙煤，溫度約為130~400℃。此外，揮發(fā)分的析出量還與加熱速度有關，層燃爐與煤粉爐加熱速度慢，揮發(fā)分的生成量少。揮發(fā)分達到一定濃度和溫度時就著火燃燒， 并放出大量的熱，為焦炭的燃燒提供了條件，揮發(fā)分的燃燒是擴散燃燒，其燃燒速度取決與空氣向揮發(fā)分燃燒火焰表面擴散的速度。

揮發(fā)分燃燒使溫度進一步升高，從而逐漸進入焦炭燃燒階段，焦炭燃燒是表面燃燒，其燃燒速度取決于燃料中可燃碳和氧向焦炭表面的擴散速度。當溫度低于900~1000℃時， 化學反應速度小于氧氣向反應表面的擴散速度，氧氣的供應很充分， 化學反應速度決定了總的燃燒速度。當溫度高于900~1000℃時， 化學反應速度隨溫度升高呈指數(shù)增加。到一定溫度后會超過氧向表面的擴散速度， 此時總的燃燒速度就取決于氧的輸送速度。通常的燃燒工況處于上述兩種情況的過渡區(qū)，因此燃燒溫度和氧向表面的擴散速度都對燃燒有著很重要的影響。燃料在可燃物燃盡后就形成了灰渣。燃料顆粒是由外而內(nèi)燃燒的， 因此煤粒外部會先形成灰殼?；覛ぐ∶毫?nèi)的可燃物，阻止氧氣向內(nèi)部擴散，使得燃燒難以進一步進行， 這在用灰分高的燃料時更為嚴重。

綜上所述， 燃料的燃燒是一個復雜的過程， 燃燒用空氣、 溫度和燃燒時間對燃料的燃燒有著很重要的影響，不同的燃燒階段對這三個燃燒條件的要求也各不相同， 很好的組織這些燃燒條件可以取得良好的燃燒工況。

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