一级造价工程师

四、工业炉和煤气发生设备

(一)工业炉

工业炉是在工业生产中，利用燃料燃烧或电能转化的热量，将物料或工件加热的热工设备。广义地说，锅炉也是一种工业炉，但习惯上人们不把它包括在工业炉范围内。工业炉由工业炉砌体、工业炉排烟系统、工业炉预热器和工业炉燃烧装置等组成。

1.按供热方式分类

(1)火焰炉(或称燃料炉渠用固体、液体或气体燃料在炉内的燃烧热量对物料或工件进行加热。火焰炉按工作室的形状可分为膛式火焰炉和回转炉两类。

膛式火焰炉的工作室叫作炉膛，由炉底、炉墙和炉顶组成。按炉底结构不同分为车底炉、推料式炉、步进炉、辊底炉、链式炉、环形炉等。熔炼用火焰炉(如炼铜)的炉底是凹下的熔池，用以存放熔融金属。熔池的形状呈长方形、圆形或楠圆形。熔池底部有液体金属的排出口。炉墙上有炉门、窥视孔、出渣口等。炉顶结构有拱顶和吊顶两种。前者用于宽度较小的炉子，后者用于较宽的炉子。在高温火焰炉上，火焰直接进人炉膛。如以块煤为燃料，需单独设置固体燃料的燃烧室。如以粉煤、煤气或燃料油为燃料，则需用燃烧器。

回转炉(或称回转窑)，用于铁矿石的直接还原、氧化铝矿物的焙烧、黏土矿物的焙烧，以及各种散状原料的焙烧挥发、离析和干燥作业。回转炉的炉体呈圆筒形，用厚钢板制成，筒内衬以耐火材料。炉体横架在支座的滚轮上，稍倾斜(4%?6%)。炉体长度与直径之比在12 : 1到30 : 1之间。操作时炉体匀速转动。由于炉体的倾斜和转动，炉料由高处逐渐移向低处。炉料在运动过程中逐渐升温，并依次发生物理、化学变化。回转炉 温度一般控制在炉料熔点以下。

火焰炉的燃料来源广，价格低，便于因地制宜采取不同的结构，有利于降低生产费用，但火焰炉难于实现精确控制，对环境污染严重，热效率较低。

(2)电炉。在炉内将电能转化为热量进行加热。按能量转换方式，电炉又可分为电阻炉、感应炉和电弧炉。电炉设备通常是成套的，包括电炉炉体、电力设备(电炉变压器、整流器、变频器等)、开闭器、附属辅助电器(阻流器、补偿电容等)、真空设备、检测控制仪表(电工仪表、热工仪表等)、自动调节系统、炉用机械设备(进出料机械、炉体倾转装置等)。大型电炉的电力设备和检测控制仪表等一般集中在电炉供电室。同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制，甚至可抽成真空;物料加热快，加热温度高，温度容易控制;生产过程较易实现机械化和自动化;劳动卫生条件好;热效率高;加热质量好等。

2.按热工制度分类

(1)间断式炉又称周期式炉，其特点是炉子间断生产，在每一加热周期内炉温是变化的，如室式炉、台车式炉、井式炉等。

(2)连续式炉，其特点是炉子连续生产，炉膛内划分温度区段。在加热过程中每一区段的温度是不变的，工件由低温的预热区逐步进入高温的加热区，如连续式加热炉和热处理炉、环形炉、步进式炉、振底式炉等。

3.按应用情况分类

在铸造车间，有熔炼金属的冲天炉、感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等;有供烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等;在锻压车间，有对钢锭或钢坯进行锻前加热的各种加热炉和锻后消除应力的热处理炉;在金属热处理车间，有改善工件机械性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉;在焊接车间，有焊件的焊前预热炉和焊后回火炉;在粉末冶金车间，有烧结金属的加热炉等。其他工业应用，如冶金工业的金属熔炼炉、矿石烧结炉和炼焦炉，石油工业的蒸馏炉和裂化炉，煤气工业的发生炉，硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化、玻璃退火炉，食品工业的烘烤炉等。

(二)煤气发生设备

1.煤气发生设备的组成

煤气发生设备主要包括煤气发生炉、煤气洗涤塔、电气滤清器、竖管和煤气发生附属设备五部分。

(1)煤气发生炉。

煤气发生炉按不同的制气工艺和所产煤气的质量分为单段煤气发生炉、双段煤气发生炉和干馏式煤气发生炉。

单段煤气发生炉由加煤机、炉主体、清灰装置等组成。它具有产气量大、气化完全、煤种适应性强、煤气热值高、操作简便、安全性能高的优点。缺点是单段式煤气发生炉效率较低，煤焦油在高温下裂解为沥青质焦油，与煤气中的粉尘混杂在一起，容易沉淀在管道内堵塞管道。主要应用于输送距离较短，对燃料要求不高的窑炉及工业炉，如热处理炉、锅炉煤气化改造、耐火材料行业。

双段式煤气发生炉，由上段煤气和下段煤气组成。两段式煤气发生炉有上下两个煤气出口，可输出不同热值的煤气，其气化效率和综合热效率均比单段炉高，煤炭经过炉内上段彻底干馏，下段煤气基本不含焦油，上段煤气含有少量轻质焦油，不易堵塞管道，两段炉煤气热值高而且稳定，操作弹性大，自动化程度高，劳动强度低。两段炉煤气站煤种适用性广，不污染环境，节水显著，占地面积小，输送距离长，长期运行成本低。

干馏式煤气发生炉是在一段炉的基础上，借鉴两段炉优点开发的一种更适合于烟煤用户生产的炉型。它既吸收了煤炭干馏时产生的热值较高的干馏煤气和低温轻质焦油，又实现了煤炭完全气化时生成较多的气化煤气，具有投资小、煤气热值高、施工周期短的特点。

(2)煤气洗涤塔。

洗涤塔应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理。洗涤塔由塔体、塔板、再沸器、冷凝器组成。由于洗涤塔是进行粗分离的设备，所以塔板数量一般较少，通常不会超过十级。洗涤塔适用于含有少量粉尘的混合气体分离，各组分不会发生反应，且产物应容易液化，粉尘等杂质(也可以称之为高沸物)不易液化或凝固。

(3)电气滤清器。

电气滤清器是一种煤气净化设备，在除尘、除焦油方面效率较高。目前使用的电气滤清器由壳体、分气板、上下框架、绝缘子箱、沉电极和电晕极等组成。

板式电气滤清器由壳体、沉淀极、电晕极、上下固定架组成。

套管式电气滤清器由几个大小不等的同心圆筒套在一起，在圆与圆之间的圆环上放置若干电晕极，其中有连续冲洗水管、绝缘子箱、沉电极等。

(4)附属设备。

煤气发生设备的附属设备包括旋风除尘器、焦油分离机、盘形阀、隔离水封、钟罩阀、余热锅炉、捕滴器、煤气排送机等。

2.煤气发生设备安装(以煤气发生炉为例)

安装时，一般按先下后上的原则安装。安装顺序为：①底部支撑的安装;②轴承圈安装;③灰盘安装;④水夹套的安装;⑤加煤机的安装;⑥爬车轨道的安装;⑦大、小灰刀安装;⑧清灰机的安装。

（责任编辑：gx）

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