[科普中国]-焦炉热工

焦炉热工1(thermal engineering of coke oven)是指在炼焦过程中，对焦炉的供热过程和炉体的热工状态进行监控和管理的工程技术。对供热过程的监控管理内容包括：加热煤气的燃烧和传热，气体的流动和压力分布，焦炉加然调节和温度控制。为了满足焦饼高向和长向均匀加热的需要，燃烧室立火道内的燃烧应是煤气和空气边混合边燃烧的扩散燃烧过程。

简介焦炉热工(thermal engineering of coke oven)是指在炼焦过程中，对焦炉的供热过程和炉体的热工状态进行监控和管理的工程技术。对供热过程的监控管理内容包括1：加热煤气的燃烧和传热，气体的流动和压力分布，焦炉加然调节和温度控制。为了满足焦饼高向和长向均匀加热的需要，燃烧室立火道内的燃烧应是煤气和空气边混合边燃烧的扩散燃烧过程。焦炉加热煤气的燃烧产生的热量以辐射和对流的方式传给炉墙，炉墙再以传导方式传给炭化室中的煤料，使装炉煤干馏成焦炭。焦炉加热煤气有富煤气(焦炉煤气)和贫煤气(高炉煤气、发生炉煤气、转炉煤气和水煤气)两类。燃烧废气与入炉的冷空气和贫煤气。通过定期换向在蓄热室内进行换热。由于焦炉操作和炉体热工状态均是周期性变化的。因此，焦炉备部位的传热均属不稳定传热过程。但在作近似分析时，可以按照周期变化的平均值，以稳定传热的基本原理进行计算。

伯努利方程为了合理利用煤气燃烧热，并使焦饼的温度沿高向和长向均匀分布，焦炉燃烧系统气体的流动和分配必须符合规定的要求，并按此要求进行调节。焦炉内的气体流动的规律基本上符合柏努利方程式。使用焦炉实用气体方程式，可以协调炉内压力、浮力和阻力三者之间的关系。确定合理的焦炉加热制度。为设计炉体尺寸和计算烟囱高度提供依据。焦炉内气体沿燃烧室长向和全炉的分配，如在小烟道、分烟道、加热煤气管道、集气管和两分式焦炉的水平道等部位的分配或汇合，应根据均匀变量气流原理来分析和计算。为了分析燃烧室立火道内的废气循环过程和确定合理的废气循环量，一般需将焦炉实用气体方程与动量方程式相结合进行运算和分析1。

在焦炉加热过程中，由于结焦时间、装煤最、装炉煤水分和加热煤气热值的波动，以及大气温度、湿度和风速的变化，需要及时调节供热量。焦炉如热调节是通过炉内外的调节装置来调整全炉燃烧室、立火道和蓄热室的相应温度、压力(或吸力)和流量等参数，使焦炉加热状况满足焦饼沿高向和长向均匀成熟的要求。

焦炉的热工评定焦炉的热工评定是对焦炉加热状况的判断。这是一项十分重要的基础工作。热工评定的主要内容有焦炉漏气率、焦炉物料平衡、焦炉热平衡、焦炉热工效率和炼焦耗热量的测定和计算。通过这些工作，还可以提出焦炉节能的途径和方向1。

展望自20世纪60年代以来，随着计算技术和计算机的发展，各国相继提出了不同的焦炉传热模型，用这些传热模型来研究和分析焦炉内的传热过程，能更好地模拟实际状态1。70年代后，美国、联邦德国、日本和中国等国家均先后成功地采用了焦炉加热计算机控制系统，推进了焦炉加热的自动化，减轻了繁重的人工操作，并为降低炼焦耗热量和提高焦炭质量创造了良好的条件。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学