热轧板厂180th-蓄热式步进加热炉设计--热能与动力工程毕业设计论文.docx

热能与动力工程毕业论文

题目：热轧板厂 180t/h 蓄热式步进加热炉设计

专业：热能与动力工程

摘 要

本设计题目是包钢热轧板厂 180t/h 蓄热式连续加热炉，在借鉴已有相关文献

的基础上，对加热炉进行了设计和计算， 主要包括初步设计和技术设计。 初步设

计对加热炉的选型结构做出来初步的选择； 技术设计对加热炉设计进行全面的热

力计算并确定了加热炉的主要技术参数、结构形式加热炉重要辅助设备进行选

择。通过本次毕业设计，改善蓄热式燃烧技术，节约了燃料，提高炉子热效率，

提高了产量及产品质量，同时减少了对环境的污染，达到了节能减排的目标。

由于本设计采用了先进的蓄热式高温空气燃烧技术， 该技术拥有多方面的优

势，尤其在节能降耗和环保方面取得了很大的成效， 相信在国内会拥有广阔的发

展前景。

关键词 : 加热炉；高炉煤气；蓄热式燃烧；高效节能

热能与动力工程毕业论文

ABSTRACT

In this paper, Baogang Hot MILL 180 t / h for Regenerative furnace requirements of a graduation project Reference has been in the literature on the basis of blast furnace gas to fuel the furnace design a comprehensive thermal calculation。 Including combustion, the heating time, the metal structure, masonry design, heat

balance calculation. In the projector adumbrate the blast and the air at the same time,not only

improve the thermal efficiency,but efficiedcly make use of the blast furnace gas.Focus on the selection process heating furnace, the heating time and load calculation of changes in how the changes in operating parameters were studied and discussed, the furnace important supplementary equipment selection, concluded that the design and the work of the next step Their ideas and perspectives.Through this graduate design and improve regenerative combustion technology, to improve the thermal efficiency of the stove, the goal of improving product quality, while using the stove vaporization cooling system, reducing the water pipes and India to ensure heating quality.

Because the design adopted the high temperature air combustion technology, it owned the various advantage, particularly at economized on energy to decline to consume and environmental protection to obtain the very big result， we believed that it will own vast development foreground in the domestic。

Keywords: furnace，blast furnace gas，regenerative comb ustion，high efficiency

and energy saving

河北联合大学轻工学院 毕业设计目录

目
录

引
言 ............................................................................................................................

1
1
绪论 ..........................................................................................................................

2

1.1
蓄热式燃烧技术的历史发展与现状 ..................................................................

2

1.1.1 蓄热式燃烧技术的历史 ...............................................................................

2

1.1.2 蓄热式燃烧技术的发展 ..............................................................................

2

1.2
蓄热式（高温空气）燃烧技术的特点
.............................................................
3

1.3
国内外的研究现状 .............................................................................................

4

1.3.1 国外研究现状 ..............................................................................................

4

1.3.2 国内研究现状 ..............................................................................................

5

1.4
蓄热式加热炉发趋势及展展望 .........................................................................

6

1.5
开发与应用高温空气燃烧技术的前景
.............................................................
6
2
初步设计 ..................................................................................................................

8

2.1
燃料的选择 .........................................................................................................

8

2.2
加热工艺的确定 .................................................................................................

9

2.3
炉型选择 ...........................................................................................................

10

2.4
料坯布置方式及加热方式的选择 ...................................................................

12

2.5
料坯的装出炉方式 ...........................................................................................

12

2.6
选择燃烧装置的形式及其安装位置的确定 ...................................................
13

2.7
换热装置的形式及其换向系统的确定
...........................................................
14

2.8
炉子供风和排烟系统 .......................................................................................

15

2.9
炉底水管的确定 ...............................................................................................

15

2.10 炉子的钢结构及冷却系统的确定 .................................................................

17

2.11 炉子的机械化及自动化 ..................................................................................

18
3
技术设计 ..............................................................................................................

19

3.1
燃料燃烧计算 ....................................................................................................

19

3.1.1 燃料成分及发热值 .....................................................................................

19

3.1.2 燃料所需空气量计算 ................................................................................

20

3.1.3 单位燃烧产物的计算 ................................................................................

20

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3.1.4 理论燃烧温度的计算 21

3.2 炉膛热交换计算 22

3.2.1 炉膛尺寸的确定 22

3.2.2 金属出炉参数的确定 23

3.2.3 算各段炉气平均有效射线行程 23

3.2.4 预定各段炉气温度 24

3.2.5 计算各段炉气黑度 24

3.2.6 各段炉顶和炉墙对金属的辐射角度系数 24

3.2.7 计算各段炉气的平均综合辐射系数 25

3.3 金属加热计算 25

3.3.1 温度制度的确定及边界条件 26

3.3.2 均热段炉气温度校核 26

3.3.3 金属加热的各段热流密度计算 27

3.3.4 金属加热时间的计算 28

均热段加热时间 31

3.4 炉子主要尺寸的确定 31

3.4.1 计算炉子长度 31

3.4.2 炉子结构和操作参数 31

3.4.3 炉门数量和尺寸的确定 32

3.4.4 炉膛各部分用耐火材料及其尺寸的确定 33

3.4.5 炉底水管结构尺寸 34

3.5 炉底水管强度计算 35

3.5.1 炉底水管布置特点 36

3.5.2 炉底水管强度计算原则 36

3.5.3 固定梁和步进梁的强度计算 37

3.6 炉膛热平衡和燃料消耗量的计算 43

3.6.1 炉膛热收入项 44

3.6.2 炉膛热支出项 44

3.6.3 炉膛热平衡及燃料消耗量的计算 55

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3.6.4 列炉膛热平衡表 55

3.6.5 炉子工作指标 56

3.7 燃烧器的选择与布置 56

3.7.1 选择依据 56

3.7.2 烧嘴布置情况 56

3.7.3 安装间距的参考值的计算 59

3.8 空气管路的设计计算 59

3.8.1 计算条件 59

3.8.2 计算各段管径 59

3.9 煤气管路的设计计算 63

3.9.1 计算条件 63

3.9.2 计算各段管径 63

3.10 各管道的阻力损失计算 68

3.10.1 管路阻力计算 68

3.10.2 烟道阻力计算 68

3.11 风机的选型 69

结 论 71

参考文献 72

致 谢 73

附 录 74

河北联合大学轻工学院 毕业设计引言

引 言

高温空气燃烧技术在日、美等国家简称为 HTAC 技术，在西欧一些国家简

称为 HPAC(Highly Preheated Air Combustion)技术，亦称为无焰燃烧技 (Flameless

combustion)。其基本思想是让燃料在高温低氧浓度 (体积 )气氛中燃烧。它包含两

项基本技术措施：一项是采用温度效率高达 95%，热回收率达 80%以上的蓄热

式换热装置，极大限度回收燃烧产物中的显热， 用于预热助燃空气， 获得温度为

800～ 1000℃，甚至更高的高温助燃空气。另一项是采取燃料分级燃烧和高速气

流卷吸炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为 15% ～ 3%(体

积 )的低氧气氛。燃料在这种高温低氧气氛中，首先进行诸如裂解等重组过程，

造成与传统燃烧过程完全不同的热力学条件， 在与贫氧气体作延缓状燃烧下释出

热能，不再存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区。 这种燃烧是一种动态反

应，不具有静态火焰。它具有高效节能和超低 NOX 排放等多种优点，又被称为

环境协调型燃烧技术

HTAC 技术具有高效、节能和低污染等特性，自从面世以来，就受到世界工业界和企业界的广泛关注。 它彻底打破了传统燃烧的模式， 进入到新的未知领域 —— 高温低氧燃烧领域。 它是一项既节能又利于环保且极具活力的技术， 值得大力推广和开发。对于企业界来说， 它可以大幅度降低能耗和生产成本， 提高其运行的经济性和市场竞争力。 HTAC 技术被认为是具有创造性、 实用性以及增长潜力的新的战略技术。

在钢铁工业中，加热炉是主要的耗能设备之一。 合理解决加热炉的燃料问题，提高燃料利用率，对于降低能源消耗，减少钢坯氧化烧损， 提高加热质量从而进一步提高整个轧线生产过程的经济效益，具有非常重要的意义

本设计是指导教师刘克俭根据包钢轧钢厂燃高炉煤气步进梁蓄热式加热炉拟题。

1 绪论

1.1 蓄热式燃烧技术的历史发展与现状

1.1.1 蓄热式燃烧技术的历史

蓄热式高温空气燃烧技术， 19 世纪中期就开始用于高炉热风炉、平炉、焦

炉、玻璃熔炉等规模大且温度高的炉子。 其原理是采用蓄热室余热回收装置， 交

替切换烟气和空气，使之流经蓄热体，达到在最大程度上回收高温烟气的显热，

提高助燃空气温度的效果。但传统的蓄热室采用格子砖作蓄热体，传热效率低，

蓄热室体积庞大，换向周期长，限制了它在其他工业炉上的应用。新型蓄热室，

采用陶瓷小球或蜂窝体作蓄热体，其比表面积高达 200～1000m2/m3，比老式的

格子砖大几十倍至几百倍， 因此极大地提高了传热系数， 使蓄热室的体积可以大为缩小。另外，由于换向装置和控制技术的提高，使换向时间大为缩短，传统蓄

热室的换向时间一般为 20～30min ，而新型蓄热室的换向时间仅为 0.5～ 3min。

新型蓄热室传热效率高和换向时间短，带来的效果是排烟温度低（
200℃以下），
被预热介质的预热温度高（只比炉温低
100～150℃）。因此，废气余热得到接近
极限的回收，蓄热室的温度效率可达到
85%以上，热回收率达
80%以上。随着

蓄热式燃烧技术的进步和新型耐火材料的研究开发， 高效蓄热式余热回收技术和高风温燃烧技术在不断完善中正走向成熟。

1.1.2 蓄热式燃烧技术的发展

1982 年英国 Hotwork 公司和 British Gas公司合作，首次研制出了紧凑型的陶瓷球蓄热系统 RCB(Regenerative Ceramic Burner)。系统采用陶瓷球作为蓄热体，比表面积可达 240m2/m3，因此蓄热能力大大增强、蓄热体体积显著缩小、换向时间降至 1～3min，温度效率明显提高 (一般大于 80％ )，而预热温度波动一般小于 15℃。在随后几年里，对该蓄热系统又进行了大量的实验研究并作了试用。在不锈钢退火炉、 步进梁式炉上的应用均达到了预期的效果， 取得了显著的经济效益。

日本在 1985 年前后详细考察了 RCB 的应用技术和实际使用情况后， 开始进一步研制。 20 世纪 90 年代初，日本钢管株式会社 (NKK) 和日本工业炉株式会社

(NFK) 联合开发了一种新型蓄热器，称为高效陶瓷蓄热系统 HRS(High-cycle Reg

enerative Combustion System)。在蓄热体选取上，采用压力损失小、比表面积更

大的陶瓷蜂窝体，以减少蓄热体的体积和重量。为了实现低 NOx 排放，蓄热体

和烧嘴组成一体联合工作， 采用两段燃烧法和烟气自身再循环法来控制进气， 效

果很好。 NKK 进行了多次试验，对测得的数据进行了分析。结果发现，预加热

后进入燃烧器的空气温度已接近废气排放温度。数据显示，空气预热温度达 130

0℃、炉内 O2 含量为 11%时 NOx 排放量是 40kg/m3 [1] 。HRS 的开发，不仅实现了

烟气余热极限回收及 NOx 排放量的大幅度降低，而且这种新型燃烧器还引发产

生了一种新的燃烧技术 —— 高温空气燃烧技术 HTAC(High Temperature Air Co

mbustion)。

1.2 蓄热式（高温空气）燃烧技术的特点

高温空气燃烧技术的基本特征：

1) 采用高效蓄热式余热回收技术，实现高温烟气余热的 “极限 ”回收；

2) 助燃空气预热温度超过燃料自燃点温度，燃烧稳定性扩大，为组织低氧燃烧创造条件；

3) 燃料在燃烧区高温低氧燃烧，火焰体积显著扩大，峰值温度降低，实现超低 NOx的生成与排放。

基于高温空气燃烧技术的基本特征，高温空气燃烧技术具有如下一些优势：

1) 高效节能。采用高效蓄热式烟气余热回收装置， 交替切换烟气与空气， “极

限 ”回收排烟余热。烟气热回收效率超过 80%。火焰体积成倍扩大，炉内温度分布更均匀，平均温度升高，换热 (包括辐射换热与对流换热 )进一步增强，热利用

率得以提高研究结果表明，采用高温空气燃烧技术，一般可实现节能 30%以上。

2) 低污染。主要表现在 3个方面： (1)低NOx污染。尽管助燃空气预热温度很

高，但由于燃烧区氧浓度降低，火焰体积成倍扩大，降低了燃烧的峰值温度，避

免了热力型 NOx的大量生成，实现了超低 NOx排放 (一般为 30 10 6 ～ 50 10 6 )；

(2)低 CO2 排放。节能即减少燃料消耗， 减少燃料消耗也就意味着可减少温室气体

CO2 的排放。该技术可实现 30%以上的节能，也就意味着可减少 30%以上的 CO2 排

放； (3)低燃烧噪音。火焰体积显著增大，使单位体积的燃烧强度减弱，燃烧噪

音大大降低。

3) 缩小装置尺寸。炉内换热效率的提高，可使相同产量加热炉的尺寸缩小或者同样大小加热炉的产量提高。装置尺寸缩小，从而可降低设备的初投资。

4) 燃烧稳定性好。由于助燃空气温度预热到燃料自燃点以上，燃料一进人

炉内就能着火燃烧，提高了燃烧的稳定性。

5) 燃烧区扩大。通过组织炉内低氧气氛燃烧，火焰体积成倍增大，炉内温度场分布更均匀，有利于被加热件的均匀受热。

6) 对燃料的适应性扩大。助燃空气预热温度升高，降低了对燃料热值的要求，有利于低热值燃料的有效利用。

7) 延长炉膛使用寿命。燃烧火焰峰值温度降低、可使炉壁免受高温灼烧，从而延长炉膛的使用寿命。

8) 便于燃烧控制。烟气余热的 “极限 ”回收，弱化了过剩空气对加热炉总热效率的影响，扩大了燃烧的调节范围，便于燃烧控制。

9) 经过蓄热室后的烟气温度较低，烟道和烟囱的内衬可不采用耐火材料。

10) 高温空气燃烧器结构紧凑， 体积小，安装方便，可方便地用于旧炉改造，且改造工程量不大。

由上所述，蓄热式空气燃烧技术的主要优势在于： (1) 节能潜力巨大，平均

节能 25% 以上。因而可以向大气环境少排放二氧化碳 25% 以上，大大缓解了

大气的温室效应。 (2) 扩大了火焰燃烧区域， 火焰的边界几乎扩展到炉膛的边界，从而使得炉膛内温度均匀， 这样一方面提高了产品质量， 另一方面延长了炉膛寿命。 (3) 对于连续式炉来说，炉长方向的平均温度增加，加强了炉内传热，导致

同样产量的工业炉其炉膛尺寸可以缩小
20% 以上，换句话说，同样长度的炉子
其产品的产量可以提高 20% 以上，大大降低了设备的造价。
(4) 由于火焰不是
在燃烧器中产生的，而是在炉膛空间内才开始逐渐燃烧，因而燃烧噪声低。
(5)
采用传统的节能燃烧技术，助燃空气预热温度越高，烟气中
NOX 含量越大；而
采用蓄热式高温空气燃烧技术，在助燃空气预热温度非常高的情况下，
NOX 含
量却大大减少了。 (6) 炉膛内为贫氧燃烧，导致钢坯氧化烧损减少。 (7)
炉膛内

为贫氧燃烧，有利于在炉膛内产生还原焰， 能保证陶瓷烧成等工艺要求， 以满足某些特殊工业炉的需要。

1.3 国内外的研究现状

1.3.1 国外研究现状

1982年英国的 Hotwork Deveiopment公司和 Britist.station 研究所合作开发了国

际第一座填充球蓄热式炉从此以后， 世界上一些工业发达国家相继开发和采用了

这项技术。新型蓄热式加热炉技术之所以引起普遍重视和迅速推广应用是因为它

能最大限度的回收出炉烟气的热量，大幅度的节约燃料、降低成本， 还能提高炉

子的产量， 同时大大减少二氧化碳和氮氧化物的排放量，有利环境保护，因此这

项技术在国际上被称为 21世纪的关键技术之一。

90年代以来欧、美、日等国家在蓄热式燃烧技术和应用方面取得了很大进展，

把节能和环保有机的结合起来提升为 “高温空气燃烧技术 ”。尤其是日本， 现已有

150多座工业炉采用了这项技术。日本钢管、新日铁、川崎、住友等钢铁公司都

在轧钢加热炉上采用了这项技术，收到节能 20%～30%提高产量 15%～20%的效

果。

随着蓄热式燃烧技术的进步和新型耐火材料的研究开发， 高效蓄热式余热回收技术和高风温燃烧技术在不断完善中正走向成熟。上世纪 80 年代由日本研发的 “高温空气低氧燃烧技术 ”(High Temperature Air Combustion，简称 HTAC) 得到了快速推广，造成国外高炉煤气的利用率大大提高。目前， 国外高炉煤气利用技术的发展已达到相当成熟的阶段， 尤其是蓄热式燃烧技术的发展， 为负能炼钢打下了良好的基础。

1.3.2 国内研究现状

中国自二十世纪八十年代开始有国外译文介绍， 八十年代中后期国内热工界也开始研究新型蓄热式技术，建立了专门的陶瓷球蓄热式实验装置。东北大学、北京科技大学、 机械部第五设计研究院、 冶金部鞍山热能研究院等对此技术都有研究，但是工业应用很少。 1998 年 9 月萍乡钢铁有限责任公司首次和大连北岛能源技术有限公司合作采用蓄热式燃烧技术进行轧钢连续式加热炉燃烧纯高炉煤气技术的开发研究， 并率先在萍钢棒材公司轧钢加热炉上应用， 在国内首次实

现了蓄热式技术燃烧高炉煤气在连续式轧钢加热炉上的应用。 此炉作为国内第一座蓄热式轧钢加热炉， 尽管在许多方面还不尽人意， 但应该说为国内蓄热式燃烧技术应用在冶金行业连续式加热炉开辟了先河， 此后，国内有多家公司开展蓄热式燃烧技术的研究和在国内的推广应用， 蓄热式燃烧技术逐渐成熟。 如北京神雾公司的蓄热式烧嘴加热炉， 秦皇岛设计院的蓄热式加热炉等。 在蓄热式燃烧技术方面形成了一套较完善的设计思想和方法， 蓄热式技术在工业炉上的应用， 实现了高产、优质、低耗、少污染和高自动化水平， 达到了燃烧工业炉 “三高一低 ”(高炉温、高烟温、高余热回收和低惰性 )的发展方向的要求。

1.4 蓄热式加热炉发趋势及展展望

在上个世纪早期，采用蓄热室回收烟气余热，将助燃空气预热到 1000℃的

技术就已出现，并普遍应用于炼铁热风炉、玻璃熔炉、平炉和熔铝炉等设备上，

后来在火焰加热的均热炉上得到使用。 由于这种蓄热室是用耐高温的大块格子砖

砌筑而成，故其存在的缺陷比较突出， 所以这种蓄热室回收余热的措施在工业炉

上并未得到大力发展。

随着蓄热式燃烧技术的进步和新型耐火材料的研究开发， 高效蓄热式余热回

收技术和高风温燃烧技术在不断完善中正走向成熟。

蓄热式加热炉总的发展趋势是朝着烧嘴式蓄热式加热炉方向发展，具体表现

有以下几个方面：

1) 蓄热式烧嘴加热炉和原普通加热炉相比，都是通过调整烧嘴热负荷来调节炉内温度，对于操作人员易于接受。

2) 每个烧嘴都可单独调节，上下加热烧嘴能力搭配合理，加热炉各段上下加热温度的调节非常方便。

3) 炉墙两侧留有便于检修的人孔门和扒渣门。

4) 对于高热值气体燃料，可直接冷炉点火升温。

5) 烧嘴式结构可以采用集中换向和分散换向方式，分散换向则由于换向阀靠近烧嘴，换向阀与烧嘴之间的连接管道短而小，燃烧间断时间短， 因此换向时管道内残留煤气损失较少，更有利于节能。

6) 维护工作量稍大，但检修时间短，停炉时间短。

蓄热式加热炉在我国作为一种新生事物正在蓬勃发展， 并已显示出极其广阔

的发展前景，它将使我们的环境更优美、空气更新鲜、生活更美好。

1.5 开发与应用高温空气燃烧技术的前景

从我国工业炉的能源结构来看， 尽管以煤为主体的能源结构在很长时间内难

以改变但总的发展趋势表明，煤所占的比例在逐年下降而气体燃料所占比例在

不断上升到 2050年，煤炭在一次能源消费结构中所占比重可望下降到 50%以下、

同时，固体燃料在终端能源结构中的比重将从 1990年的 66%降至 16%，这为开发

与应用高温空气燃烧技术提供了基础条件，从我国工业炉的能耗现状来看， 我

国工业炉的能源利用总体水平不高， 仅相当于国外发达国家 50～ 60年代的水平工

业炉的热效率平均不到 30%(世纪 90年代已达到 42%)，而国际上工业炉的热效率

平均为 50%以上。我国工业炉窑的这种高能耗、低效率的现状，将与我国经济的快速发展不相适应开发与应用高温空气燃烧技术，已是形势所迫，急不可待。

从我国的节能政策来看， 近年来我国政府十分重视节能工作， 坚持开发与节约并举，把节约放在首位， 成为我国能源战略的基本方针。 经计算机专家系统的测算，在全国 232家重点能耗企业中， 717座工业炉的年总能耗为 259万t 标准煤，占企业总能耗的 29.28%，烟气余热资源 30.95万t标准煤，余热回收率 33.85%，尚有 20.47万t潜力。由此可见，我国工业炉节能潜力还很大。为响应我国的节能政策，开发与应用高温空气燃烧技术，就显得十分必要了。

从我国工业炉的污染控制状况来看，控制污染的首要措施就是要降低能耗，以减少原来浪费的那部分能源所造成的污染物排放。 其次，就是要在必要的燃料消耗过程中加以控制和治理。 目前，治理污染主要关注的还只停留在粉尘排放上，至于 CO、SO2和NOx等一类污染物的治理还未提到议事日程上来。面对我国的经济迅速发展和大气环境污染状况严重恶化的局面， 应当而巳也必须在技术可行的条件下，坚持节能和污染控制两手抓，而不能总是走 “先生产、后治理 ”的老路结合我国国情，开发与应用高温空气燃烧技术， 探索一条节能与污染并重的新路子。

综上所述，开发与应用高温空气燃烧技术符合我国的国情， 在我国推广该技术有着广大的市场前景。

2 初步设计

初步设计目的根据生产及工艺等方面的要求， 确定出炉子的方案， 为技术设

计做好准备。在炉子的初步设计中，根据设计条件的要求，选择炉子的型式，燃料和各种重要辅助装置的型式及其在炉子上的布置等。 在综合考虑炉子的技术经

济指标和全厂和车间生产规模和特点的基础上，
确定炉子应采用的机械化和自动
化程度。炉子初步设计基本上确定了炉子的结构和生产概貌。为了设计完善，
可
以设定几个方案，经过分析对比，最后择优选定，之后再进行下一步设计
----技
术设计。

炉子的技术设计中， 主要做全面的计算（包括热工计算，炉体结构计算等） ，
并绘制炉体结构总图。 炉子的技术设计是施工设计的的基本技术资料和依据。
设
计已知条件：

1）蓄热式三段连续步进式加热炉，产量
120t/h

2）钢坯尺寸 150mm× 800mm× 9000 mm（含 C 量 40%）3）加热工艺要求，即钢坯的加热温度、出炉时内外温差、加热速度、炉内

气氛要求等： 1180℃ ，环境温度： 20℃

4）所能提供给炉子的热源状况：高炉煤气

5）空、煤气预热温度： >=1000℃

2.1 燃料的选择

炉子选用何种燃料受很多因素的影响。 一般考虑：产品质量的要求、炉子结构的特点、经济上合理、燃料的供应条件（生产、运输、合理利用资源等） 、操作条件（劳动条件、调节性能、自动化水平、安全）等因素。因此，燃料的合理选用不单纯是技术和经济问题， 而且要符合国家方针政策和做到资源的充分合理利用。

1）固体燃料

固体燃料一般指的是煤或焦炭，其优点是： (1) 燃烧设备简单，安全可靠；

(2) 投资省，生产费用一般比较低； (3) 运输与储存简单方便。其缺点是： (1) 加

热质量差； (2) 操作条件差，劳动强度大，环境污染大； (3) 燃烧过程不易调节；

(4) 炉子结构受燃烧条件的限制较大。

因此，固体燃料适用于对热工制度要求不高的小型炉子，当烧煤量较大时，

要有适当的机械化措施。

2）液体燃料

目前，在炉子上用的液体燃料主要是重油或渣油。液体燃料的优点是： (1)

发热量高，热量利用好，炉温高，燃烧波动小，调节范围大，有条件实现自动控

制； (2) 存运输方便，灰分少，损耗小； (3) 燃烧装置可以安装在炉子的各个部

位，易于实现不同工艺的要求。缺点是： (1) 需要增加一套燃料贮备、预热及输

送系统，动力消耗较大； (2) 炉子热工参数调节控制较复杂；炉子维护工作量较

大。

3）气体燃料

气体燃料与固体、液体燃料相比，其优点是： (1) 过剩空气系数低，燃烧完

全，容积热负荷高，燃烧过程容易调节，易于实现自动控制；
(2)
对工艺的适应
性好，可满足从低温到高温、从长火焰到短火焰的各种要求；
(3)
燃烧后无黑灰

无积灰，环境干净。其缺点是： (1) 长距离输送和贮存困难，使用范围受限制；

(2) 除钢铁厂有高炉、焦炉煤气或附近有天然气之外，采用人造气体燃料（如发生炉煤气、水煤气、城市煤气等） ，价格较高； (3) 某些煤气成分波动较大，对

自动控制不利； (4) 一般在同样预热空气的条件下，热效率比油低； (5) 按一定比例与空气混合后有爆炸危险，因此应注意操作安全，并要防止煤气中毒。 结合

本长的实际情况， 该加热炉采用高炉煤气燃料， 一方面可以将厂区内自产的高炉煤气合理利用起来，减少对环境的污染，另一方面可以降低成本，提高效益。

本加热炉采用高炉煤气。

2.2 加热工艺的确定

炉子的 “三高一低 ”(高炉温、高烟温、高余热回收、低惰性 )理论为加热炉的设计及运行指出了方向，找到了目标。十几年来，在这一理论