《旋风炉及其灰渣综合利用》

目录1

第一篇 基本原理11

第一章 旋风室气流动力场特性11

1-1 强旋转射流的场特性11

1-1-1 速度场分布特性11

1-1-2 流场模型试验结果偏差程度14

1-1-3 静压场特性16

1-2 旋风室结构特性对流场的影响17

1-2-1 结构特性参数17

1-2-2 筒体入口条件对流场的影响18

1-2-3 筒体出口条件对流场的影响20

1-2-4 入口和出口条件对筒体阻力特性的影响22

1-3 旋风室旋转射流的紊流特性22

1-3-1 紊流运动的一般概念和紊流参数23

1-3-2 旋风室内气流的紊流结构和筒体结构特性对它的影响24

1-4 前置室着火段流场特性26

1-4-1 一次风粉射流特性26

1-4-2 燃烧器叶片型式对风粉射流的影响27

1-4-3 着火段回流空间的几何特性29

1-4-4 前置室中心回流特性30

第二章 旋风室燃烧过程31

2-1 燃烧理论的基本概念31

2-1-1 燃烧动力学31

2-1-2 旋风燃烧过程的一般图式34

2-2 旋风室空间燃烧过程34

2-2-1 燃料颗粒的运动受力状况34

2-2-2 空间燃烧过程中颗粒运动的阻力特性、换质特性及其直径减小过程35

2-2-3 空间燃烧过程中颗粒运动性状36

2-2-4 燃料颗粒空间燃烧过程的性状40

2-2-5 工况条件对空间燃烧过程的影响41

2-3 旋风室壁上燃烧过程44

2-3-1 燃料颗粒的着膜过程44

2-3-2 燃料颗粒的壁上燃烧过程46

2-3-3 结构和工况条件对壁上燃烧过程的影响47

2-4 前置室的着火和燃烧过程48

2-4-1 保证两面点火的着火段结构条件48

2-4-2 保证终端达到最高温度的着火段结构条件50

2-4-3 最佳一次风参数的确定51

2-4-4 前置室燃尽段燃烧过程的特点及进风方式的影响54

3-1 二次室流场特性56

3-1-1 二次室横断面和侧纵断面上的流场分布56

第三章 二次室气流动力场特性和热工况56

3-1-2 后墙下折焰角改善流场的作用和推荐尺寸57

3-2 二次室热工况及其与形状因素的关系59

3-2-1 热工况及其表征参数59

3-2-2 二次室形状和热力特性参数的关系60

3-2-3 形状参数的合理取值62

3-3 三次风引入方式64

3-3-1 三次风射流在二次室中的沉没规律64

3-3-2 三次风引入方式的确定原则65

3-4 捕渣管束布置位置对二次室热工况的影响66

第四章 熔渣捕集过程68

4-1 旋风室捕集过程68

4-1-1 与旋风室捕集过程有关的准则68

4-1-2 旋风室分离和捕集过程的模化方法和结果70

4-2 燃尽室捕集过程72

4-3-1 管束捕渣的机理和模化试验73

4-3 捕渣管束的捕集过程73

4-3-2 捕渣管束的合理布置方式74

4-3-3 捕渣管束布置位置对捕渣效果的影响75

4-4 燃料灰分和工况因素对捕集过程的影响75

4-4-1 灰分含量和熔融特性对捕集过程的影响75

4-4-2 工况因素对捕集效果的影响78

第五章 炉内热交换过程79

5-1 旋风炉炉内换热计算原理（ВТИ法）79

5-1-1 旋风室炉内过程79

5-1-2 捕渣管束换热过程92

5-1-3 二次室辐射换热过程93

5-2 双室炉辐射换热过程的整体计算方法（ЦКТИ法）96

5-2-1 单室炉换热过程计算原理96

5-2-2 双室炉换热过程计算方法96

5-2-3 捕渣管束换热过程计算方法97

第六章 炉衬热工况及其热稳定条件98

6-1 炉衬热工况和分析计算方法98

6-1-1 炉衬热工况98

6-1-2 炉衬热工况的分析计算方法99

6-1-3 炉衬热工况计算程序、有关参数确定方法和计算示例106

6-2 炉衬的热稳定条件112

6-2-1 炉衬热稳定性分析112

6-2-2 衬料的热物性和许用条件115

6-2-3 销钉热稳定条件117

6-2-4 关于炉衬作用的商榷意见118

第七章 灰渣流变特性和旋风炉煤种适用范围120

7-1 灰渣的熔融特性120

7-1-1 基本概念120

7-1-2 灰渣熔融特性123

7-1-3 煤灰成分对熔融特性的影响125

7-1-4 助熔添加剂127

7-1-5 灰熔点的估算方法128

7-2 灰渣的粘度特性130

7-2-1 灰渣粘度特性130

7-2-2 灰渣成分对粘度特性的影响132

7-2-3 灰渣粘度特性的估算方法134

7-3 旋风炉煤种适用范围138

7-3-1 煤种适用性的判定方法138

7-3-2 判定煤种适用性的其它问题141

第二篇 设计计算、结构及运行142

第八章 结构设计及特性参数的选择142

8-1 旋风室设计及其特性参数142

8-1-1 断面热强度和容积热强度的选取142

8-1-2 几何尺寸的确定144

8-2-1 立式前置式旋风炉燃烧器和二次风口的设计147

8-2 燃烧器和二次风口的设计147

8-2-2 卧式旋风炉燃烧器和二次风口的设计161

8-3 过渡烟道和捕渣管束的设计164

8-4 二次室的设计和布置165

8-5 关于小容量旋风炉的布置和特性参数选择的商榷166

8-5-1 小容量旋风炉的特殊问题167

8-5-2 关于小容量旋风炉的改型问题172

第九章 炉内热力计算174

9-1 炉内热力计算的几种方法174

9-2 热力计算程序184

9-3 燃料特性的计算184

9-4 空气及燃烧产物的体积和焓187

9-4-1 空气及燃烧产物的体积187

9-4-2 空气及燃烧产物的焓188

9-4-3 空气过剩系数和漏风系数190

9-5 锅炉机组的热平衡192

9-5-1 燃料输入热量193

9-5-2 锅炉机组的热损失194

9-5-3 锅炉机组的输出热量196

9-5-4 燃料消耗量196

9-6 炉内换热计算197

9-6-1 炉内换热推荐计算方法（ВТИ法）197

9-6-2 75吨／时立式前置式旋风炉热力计算示例214

9-6-3 炉内换热整体计算方法（ПКТИ法）220

第十章 本体结构232

10-1 旋风室232

10-2 二次室和捕渣管束237

10-3-1 管组工艺和紧固结构242

10-3 旋风炉的密封242

10-3-2 旋风室的固定方式和膨胀244

10-3-3 炉墙结构246

10-3-4 冷却结构247

10-4 燃烧器、二次风口和三次风喷口249

10-4-1 燃烧器249

10-4-2 二次风口251

10-4-3 三次风喷口256

10-4-4 点火油喷嘴260

10-5 炉衬制作工艺260

10-5-1 销钉261

10-5-2 磷酸铝—碳化硅衬料266

10-5-3 铝矾土衬料270

11-1 排渣部件和除渣设备271

11-1-1 排渣部件271

第十一章 附属设备271

11-1-2 除渣设备273

11-2 吹灰设备275

11-2-1 蒸汽与压缩空气为介质的吹灰装置277

11-2-2 水为介质的吹灰装置280

11-2-3 振动除灰281

11-2-4 钢珠除灰282

11-2-5 受热面的综合吹扫285

11-3 除尘与烟气处理设备286

11-3-1 文丘里型烟气净化装置的工作原理287

11-3-2 文丘里型烟气净化装置的主要设计参数288

11-3-3 文丘里型烟气净化装置的设计计算步骤291

11-3-4 文丘里管的供水喷嘴294

11-3-5 文丘里管和旋风分离器的内衬材料297

11-4-1 直吹式制备系统300

11-4 燃料制备系统300

11-4-2 储仓式制备系统303

11-4-3 开式制粉系统303

11-5 通风设备305

11-5-1 通风设备结构305

11-5-2 锅炉烟道的阻力计算305

11-5-3 锅炉风道的阻力计算314

11-5-4 离心通风设备的选择316

第十二章 旋风炉的运行321

12-1 运行特性321

12-1-1 负荷特性321

12-1-2 煤种适应性324

12-1-3 空气过剩系数327

12-1-4 风率（供风系数）、风速和布风方式328

12-1-5 煤粉细度335

12-1-6 卧式旋风炉燃烧煤屑的运行特性336

12-2 运行操作338

12-2-1 点火和启动339

12-2-2 运行控制和调节340

12-2-3 停炉342

12-3 运行中的主要问题和解决措施343

12-3-1 燃烧器烧损343

12-3-2 二次风口结渣345

12-3-3 排渣口结渣堵塞和渣井堆渣346

12-3-4 二次室堆结渣348

12-3-5 对流受热面积灰-结渣349

第十三章 析铁与高温腐蚀363

13-1 炉内析铁问题363

13-1-1 析铁的来源及其危害363

13-1-2 炉内过程中铁的形态变化（析铁过程）364

13-1-3 防止析铁的技术对策367

13-2 炉内高温烟侧腐蚀问题368

13-2-1 管壁附着层结构和腐蚀反应相态的类型368

13-2-2 高温硫腐蚀过程370

13-2-3 高温氯化氢腐蚀373

13-2-4 附烧磷肥后发生的水冷壁烟侧高温腐蚀374

13-2-5 防止水冷壁高温腐蚀的技术措施377

第三篇 综合利用381

第十四章 附烧熔融磷肥381

14-1 原理和流程381

14-1-1 基本概念381

14-1-2 熔融磷肥的生产原理383

14-1-3 旋风炉附烧磷肥的工艺流程384

14-2 磷肥成分对质量的影响385

14-3-1 料粉配比、成肥组分及发热量388

14-3 旋风炉附烧熔融磷肥的预计算方法388

14-3-2 料粉配比的预计算方法392

14-3-3 成肥消耗热量的计算方法393

14-3-4 原煤、原矿和成肥产率的计算398

14-3-5 旋风炉附烧熔融磷肥的预计算示例399

14-4 旋风炉附烧磷肥带来的特殊问题和技术对策407

14-4-1 附烧磷肥中运行特性改变带来的问题407

14-4-2 环境污染状况和烟气处理装置407

14-4-3 高温腐蚀、管道磨损和炉衬侵蚀问题412

第十五章 旋风炉附烧水泥412

15-1 利用液态渣制作水泥的原理413

15-1-1 煤粒化渣的活性413

15-1-2 激发剂及其作用415

15-1-3 粒化渣水泥的硬化原理415

15-1-4 煤粒化渣的成分对水泥质量的影响417

15-2 煤粒化渣水泥418

15-2-1 炉外煤粒化渣水泥418

15-2-2 增钙煤粒化渣水泥419

15-2-3 各种煤粒化渣水泥生产途径的简略比较420

15-3 旋风炉附烧水泥的配料和热平衡计算原则421

第十六章 分析和试验方法修正422

16-1 混合料工业分析和可磨性系数422

16-1-1 混合料工业分析422

16-1-2 混合料的可磨性系数425

16-2 燃烧供风系数监测和灰渣平衡426

16-2-1 燃烧供风系数的监测和计算426

16-2-2 灰渣平衡和捕渣率计算原则428

16-3 附烧磷肥模拟（小型）试验方法430

参考文献433