步进式加热炉设计计算模板

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步进式加热炉设计计算

2.1 热工计算原始数据

（1） 炉子生产率：p=245t/h （2） 被加热金属：

1） 种类：优质碳素结构钢（20#钢）

2） 尺寸：250 >2200 >3600 （mm ）（板坯） 3） 金属开始加热（入炉）温度：t 始=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料

1） 种类：焦炉煤气

2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C

表1-1焦炉煤气干成分（％）

⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C

⑸空气预热温度（烧嘴前）：t

空

=350 C

2.2燃烧计算

2.2.3 计算理论空气需要量L c

1 1

m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m

2 2

4

把表2-1中焦炉煤气湿成分代入

1 1

3

3

3

-H 2S O 2 2

2

3

3)

10 (m /m )

L0 4.76 8.7939 険5741 2 24・8184 3 2・8336。碍

2

10 =4.3045m3/m3

V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2

224计算实际空气需要量Ln

查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入

L n

nL o

1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3

实际湿空气消耗量

L n 湿(1

0.00124g) nL o

=(1 0.00124 18.9) 4.7317

=6.0999 标 m 3/标 m 3

2.2.5计算燃烧产物成分及生成量

V c°2

(CO

nC n H m CO 2) 100

1

79

1.2702 丄 79 4.7317

100 100

=3.7507

标m 3/标m 3

V 02

(L n

L 0)标 m /标 m

100 21

4.7317 4.3045 100

=0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量

(56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 100

0.00124 18.9 4.7317

标m 3/标m 3

标m 3/标m 3

(24.8184 8.7939 2 2.8336

3.0290)

1 100

=0.4231 标 m 3/标 m 3

V H 2O (H 2

m C H

n m

2

H 2S H 2O)

1 100

0.00124gL n 标 m 3/标 m 3

V N 2

N 2

100 100 Ln 标说标

m

=1.2526

0.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161 标 m 3/标 m 3

燃烧产物成分

V Co i

100% 6.145%

V n 5.5161

V H O 1 2526 上上空6

100% 19.132% V n 5.5161 皿 37507

100% 72.977% V n

5.5161

O 2 纟 00897

100% 1.746%

V n 5.5161

100%

将燃烧产物生成量及成分列于下表

表2-2焦炉煤气燃烧产物生成量（标 m 3/标m 3）及成分（%）

成 4

名称7^

CO 2 H 2O N 2 O 2 合计

生成量（标m 3） 0.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161

体积含量（%）

7.6703 22.7081 67.9955

1.6261

100

按燃烧产物质量计算

把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入

44CO 2 64SO 2

18H 2O 28N 2

32O 2

100 22.4

44 7.6703 18 22.7081 28 67.9955 32 1.6261

100 22.4

=1.2063Kg/m 3

2.2.7计算燃料理论燃烧温度

由t 空=350 C ，查《燃料与燃烧》表得 C 空=1.30kJ/标m 3,由《燃料与燃烧》P as ,

Kg/m 3

V n C 产

Q 低L n C 空t 空C 燃 t 燃Q 分

得燃烧室（或炉膛）内的气体平衡压力接近1个大气压（大多数工业炉如此）,那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等）即

P CO2 CO2 %

P CO CO %

所以P CO2 7.6703% ,

P H2O 22.7081%

由《燃料与燃烧》附表8,附表9,得

f co219.81% , f H2o 4.938%

所以Q分12600 f co2(V co2)未10800 f H2o(V H2o)未

10800 4.938% 0.227081 12600 0.076703% 0.1981

140.2487KJ / Kg K

t 17790.4993 2152.9335 140.2487 所以理 5.5161 1.67

2149.7413 C

2150

误差% 2150 2100 100% 2.38% 5%

2100

在误差范围内，故不必再假设。

因此，可满足步进式加热炉加热工艺要求

2.3 炉膛热交换计算

2.4金属加热计算

金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。按炉子有效长度分成三个区段