傳熱與傳質(zhì)、燃料及燃燒、（氣體動力學(xué)）、熱工設(shè)備、熱工儀表及控制
1.燃料的發(fā)熱量（熱值）
定義：單位質(zhì)量/體積的燃料完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時所放出的熱量（一般室溫25℃）。
依據(jù)燃燒產(chǎn)物中水蒸氣（包括燃料中所含水生成的水蒸氣和燃料中的氫燃燒時生成的水蒸氣）的不同形態(tài)，分為兩種發(fā)熱量：高溫發(fā)熱量、低位發(fā)熱量
高位發(fā)熱量（高位熱值）：燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽全部凝結(jié)為液態(tài)水時所放出的熱量
低位發(fā)熱量（低位熱值）：燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽仍以氣態(tài)存在時所放出的熱量。
即它們的區(qū)別僅是：水的狀態(tài)不同，25℃水的汽化熱2440‐2500KJ/kg
實際燃燒時，因溫度很高，燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣均以氣態(tài)形式存在，不可能凝結(jié)為水，故一般所測定的為低位發(fā)熱量（低位熱值）。
天然氣的發(fā)熱量（低位熱值）一般為8000～8500×4.18KJ/Nm3
2.基本傳熱方式
傳熱是由溫度差引起的。只要有溫度差存在，熱量就會自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移。
傳熱有三種方式：對流、導(dǎo)熱、輻射
在預(yù)熱段低溫區(qū)，以對流傳熱為主；在高溫區(qū)，以輻射傳熱為主。
3.氣體燃料燃燒的基本條件
（1）有燃料（如天然氣）
（2）有空氣（助燃風(fēng)）
（3）達(dá)到著火溫度－燃燒所需的低溫度
4.氣體燃料燃燒的過程
（1）混合－燃料與空氣的混合
（2）著火
（3）燃燒
5.依據(jù)燃?xì)馀c空氣的混合情況，分為三種燃燒方法
（1）長焰燃燒－燃?xì)夂涂諝庠谌紵鲀?nèi)不混合，噴出后靠擴散作用進(jìn)行邊混合邊燃燒，火焰長。
（2）短焰燃燒－燃?xì)庠谌紵鲀?nèi)與部分空氣（一次空氣）混合，噴出后燃燒并進(jìn)一步與二次空氣混合燃燒，火焰較短
（3）無焰燃燒－燃?xì)馀c空氣在燃燒器內(nèi)（或進(jìn)燃燒器前）完全混合，在燃燒器內(nèi)（或噴出后）燃燒，火焰短而透明，幾乎無火焰。
6.燃燒的幾個概念
（1）完全燃燒：燃料中的全部可燃成分在空氣充足的情況下達(dá)到完全氧化，燃燒產(chǎn)物中沒有游離的C及CO、H2、CH4等可燃成分。
（2）不完全燃燒：燃料中的可燃成分沒有完全氧化，燃燒產(chǎn)物中尚存在一些可燃成分，如游離的C及CO、H2、CH4等。
（3）空氣過剩系數(shù)：燃料完全燃燒需要供應(yīng)一定量的空氣。根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式計算出來的單位燃料完全燃燒時所需的空氣量為理論空氣量。實際供應(yīng)的空氣量一般大于理論空氣量，稱為實際空氣量。實際空氣量與理論空氣量的比值稱為空氣過剩系數(shù)（α）。一般氣體燃料的空氣過剩系數(shù)為1.05~1.15
（4）火焰的氣氛：根據(jù)燃燒產(chǎn)物的氣氛性質(zhì)，燃料燃燒的火焰有氧化焰、還原焰、中性焰之分。
氧化焰－空氣過剩系數(shù)α＞1。燃燒產(chǎn)物中不含可燃成分如CO等，有過剩的氧；
還原焰－空氣過剩系數(shù)α＜1。燃燒產(chǎn)物中含可燃成分如CO等
中性焰－空氣過剩系數(shù)α＝1.燃燒產(chǎn)物中沒有過剩的氧，也沒有可燃成分。理論上中性焰的溫度高。
7.影響實際燃燒溫度的因素
（1）燃料種類：與燃料熱值及燃燒的產(chǎn)物量有關(guān)，熱值越高、燃燒產(chǎn)物量越低，燃燒溫度越高。
（2）燃料和助燃空氣的溫度：它們的溫度越高，直接帶入的顯熱越多，可提高燃燒溫度。
（3）空氣過剩系數(shù)：適當(dāng)?shù)目諝膺^剩系數(shù)，可以保證有較高的燃燒溫度。一般α略大于1（過小，不完全燃燒；過大生成的煙氣量多，會使燃燒溫度降低）
（4）助燃風(fēng)中氧氣的濃度：提高氧氣濃度，將使燃燒產(chǎn)物減少，可以提高燃燒溫度。
（5）爐體散熱狀況及爐內(nèi)產(chǎn)品傳熱速度。
8.關(guān)于NOx煙氣中的氧化氮通稱NOx，以N2O、NO、NO2、N2O4多種氮的氧化物存在，主要為NO2和NO。一般環(huán)保排放基準(zhǔn)中涉及的NOx均指NO和NO2
來源：（1）熱力NOx－高溫時空氣中的氮與氧化合形成NO，進(jìn)一步氧化形成NO2其生成速度與下列因素有關(guān)
A．與燃燒溫度有關(guān)。當(dāng)燃燒溫度低于1400℃時熱力NOx生成速度較慢，當(dāng)溫度高于1400℃反應(yīng)明顯加快（爐溫不均勻時，局部高溫會產(chǎn)生大量的NOx）。
B．與空氣過剩系數(shù)有關(guān)。氧濃度增加，NOx生成量也增加。當(dāng)出現(xiàn)15％的過量空氣時：當(dāng)過量空氣超過15％時。由于NOx被稀釋，燃燒溫度下降，反而會導(dǎo)致NOx生成減少。
C．與煙氣在高溫區(qū)的停留時間有關(guān)。停留時間越長，NOx越多。這是因為在窯爐燃燒溫度下，NOx的生成反應(yīng)還未達(dá)到平衡，因而NOx的生成量將隨煙氣在高溫區(qū)的停留時間增長而增加。
（2）燃料NOx－燃料中的氮，在燃燒時與空氣中的氧化合，生成NO和NO2。燃料氮轉(zhuǎn)化為NOx量主要取決于空氣過剩系數(shù)，空氣過剩系數(shù)降低，NOx的生成量也降低，這是因為在缺氧狀態(tài)下，燃料中揮發(fā)出來的氮與碳、氫競爭不足的氧，由于氮缺乏競爭能力，而減少了NOx的形成。

減少NOx的措施
（1）降低火焰峰值溫度，在保證燃燒完全的情況下減少空燃比，縮短燃燒氣體在高溫區(qū)域中滯留的時間。
（2）盡量使燃?xì)馔耆紵怪蒀O2和H2O，減少煙氣中碳?xì)浠衔锏暮俊?br style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: 宋體; font-size: 12px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>（3）優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)，使燃燒溫度均勻，避免火焰局部高溫；采用較低的空氣過剩系數(shù)即可實現(xiàn)完全燃燒。
（4）采用新型的燃燒技術(shù)，如脈沖燃燒技術(shù)、高溫空氣燃燒技術(shù)、富氧燃燒技術(shù)等。脈沖燃燒技術(shù)是近年來開發(fā)的一項行之有效的降低NOx的技術(shù)，燒嘴采用間斷燃燒的方式，一旦工作，就處于滿負(fù)荷狀態(tài)。當(dāng)需要升溫時，燒嘴燃燒時間加長，間斷時間減少；需要降溫時，燒嘴燃燒時間減少，間斷時間加長。通過調(diào)節(jié)燃燒時間的占空比實現(xiàn)窯爐的溫度控制，燃料流量可通過壓力調(diào)整預(yù)先設(shè)定，無需在線調(diào)整，即可實現(xiàn)空氣過剩系數(shù)的控制。故脈沖燃燒技術(shù)傳熱效率高、能耗低、爐內(nèi)溫度場均勻性好，這些均有利于減少NOx的生成。
9.爐子熱效率工件或物料加熱時吸收的有效熱量與供入爐內(nèi)的熱量之比，稱為爐子的熱效率
10.爐用風(fēng)機類型一般采用離心式通風(fēng)機，包括引風(fēng)機和鼓風(fēng)機等。
鍋爐引風(fēng)機－如排煙風(fēng)機等，抽排窯爐煙氣
離心鼓風(fēng)機－吸入環(huán)境空氣，加壓后作為助燃風(fēng)、冷卻風(fēng)等。