450立方米热风炉设计计算

450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算

热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积）

一般为80～100m2/m3或更高。前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。

蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。

蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。

根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。

热风炉结构计算实例

450m3高炉热风炉设计计算。为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。

热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。

燃烧器计算实例

假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。

焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。

高炉入炉风量V

0=Vu·i·v/1440（V

高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积，

m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V

=450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。

热风平均温度1150℃，送风期间热风带走的热焓为：363×1340=486420kcal/ min。(1250时,431.15-46.73=384.42热焓为538188 kcal/ min,供热717584 kcal/ min) 热风炉一个工作周期2.25h，送风期0.75h，燃烧期1.5h。

热风炉效率为75％时，燃烧器每分钟的供热量为1/2×648560(717584)kcal/min，假设高炉煤气的热值为800 kcal/Nm3，则燃烧器每分钟的燃气量为405(448.5) Nm3/ min，燃烧器能力24300(26910) Nm3/h。

根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，金属套筒式燃烧器烟气在燃烧室内的流速为3～3.5Nm/s，陶瓷燃烧器烟气在燃烧室内的流速为6～7Nm/s。

根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，陶瓷燃烧器空气、煤气喷口以25～300角相交。一般空气出口速度为30～40m/s，煤气出口速度15～20 m/s。

燃烧器能力27000 Nm3/h，空气量21600 Nm3/h，烟气量48600 Nm3/h。

燃烧混合室直径φ2530mm，烟气流速2.62m/h。

喉口直径Φ1780mm，烟气流速5.3m/h。

由于增加了旁通烟道,燃烧器能力提高10%,29700 Nm3/h,空气20790 Nm3/h,烟气

量50490 Nm3/h, 燃烧混合室直径φ2300mm，面积4.15m2,烟气流速3.38m/h.

喉口直径Φ1736mm，面积2.37m2, 烟气流速5.92m/h。

节能计算

450m3高炉，热风炉三个，每个热风炉烧1.5个小时，送风0.75个小时。热风平均风温为1150℃。

平均热风温度提高1150－1000=150℃，热风每提高100℃可以节约焦碳20kg/t 铁，则使用新的热风炉吨铁可节约焦碳30公斤。

每年节约焦碳为30×559125/1000=16774吨，一级冶金焦1200元/吨，则年节能效益为～2000万元。

热风炉管道计算

管道内气体流速参考数据：

冷风管道—风压大于0.9公斤/厘米2，实际流速15～20米/秒；风压小于0.5公斤/厘米2，实际流速10～15米/秒。

热风管道—风压大于0.9公斤/厘米2，实际流速30～35米/秒；风压小于0.5公斤/厘米2，实际流速25～30米/秒。

冷煤气管道—实际流速6～12米/秒。

热风围管直径φ1000mm。

使用蓄热式燃烧器的济钢—合达式热风炉的蓄热室的计算

预热空气量17000 Nm3/h，设计按空塔流速1.5m/s计算,蓄热室面积(两个蓄热室)=2×17000/3600/1.5=6.3m2,蓄热室直径2800mm.

蓄热室高度7000～10000mm,换向时间10min.

蓄热体为孔径φ10mm,壁厚5mm的蜂窝体,单位体积传热面积178 m2/ m3,流通断面积0.44 m2/ m2.

热量平衡计算

空气、煤气预热到260℃,

单位空气带进的物理热：260×0.3148=81.8kcal/m3.

单位煤气带进的物理热：～260×0.3148=81.8kcal/m3.

燃料需要量：23000 Nm3/h.