两段推钢式连续加热炉说明书

东北大学毕业设计（论文）

第三章燃烧计算

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3.1设计计算基本技术数据

以碳素钢标准坯尺寸，20€冷装，天然气不预热为标准计算

3.1.1加热金属

料坯种类：普碳钢（20#钢） 尺寸规格：90 X 90 X 2400mm

金屈开始加热（入炉时）平均温度：20比 金屈加热终了（出炉时）表面温度：1250T 金屈加热终了（出炉时）横断面温差：S35OC

3.1.2炉子生产率：

P=22t/h

3-1.3燃料

燃料种类：天然气： 成分（干）:

表3.1天然气干成分（％）

夭然气预热温度：t 燃=20比O

3.1.4出炉膛烟气温度:

t 烟气=650°C

3.1.5助燃空气预热温度（烧嘴前）：

t 空=300°C

3.2燃料燃烧计算

321天然气的干、湿成分换算

根据热发生炉煤气温度t 混=400-C 时,

査表得g ； = 35g/Nm3（干气体），干湿煤气的转换系数为:

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K d0 + 0・g 「S0 + gx35®584

东北大学毕业设计（论文）第三章燃烧计算&= 0.9584,代入"漫=kxM干，结果见下表:

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表3. 2天然气湿成分（％）

322计算天然气湿成分

计算天然气低位发热值

Q 低=126.15C0湿 + 107.26H2湿 + 356.51CH4湿 + 233.45H2S 湿 + 634.73C2H6湿

=126.15 X 0.01 + 107.26 X 0.086 + 356.51 X 93.119 + 634.73 X 0.460 =33500.3KJ/Nm3

323理论空气需要B Lo ：

21- 0.5 X 0.086 + 0.5 X 0.01 +2 X 93.119 + 1.5 x0 + 3.5 X 0460 - 0

21 -

=8・95Nm3/Nm3

324实际空气需要量Ln ：

取 n=L05 ,有：

Ln = nLo = 1.05 X 8.95 = 940Nm3/Nm3

耳湿=(1+ 0・00124x35) X940 = 9・81Nm3/Nm3

325计算燃烧产物生成量及成分

= 0.01(CO 湿 + CO2 湿 + CH4 湿 + 2C2H6 湿)

=0.01 X (0.01 + 0.297 + 93.119 + 2X 0460)

=0・943Nm3/Nm3

4

巧 2 =O.21(n-l)Lo

= 0.21X(1.05-1)X8.95

=0・094Nm3/Nm3

V 屮=(N2 + 79LJ X0.01 = (1.869 + 79x 9,81)x 0.01

_ 0.5CO 湿 + 0.5H2湿 + 2CH4湿 + I.5H2S 湿 + 3.5(2卅6湿-O?湿

L 0 =

C02

=7・768Nm3/Nm3

V ；20 =(出湿 + 2CH4湿 + HgS 湿 + 3C2H6湿 + 0.124g 器 Ln) X 0.01

=(0.086 + 2 X

93.119 + 4.159 + 3 X 0460 + 0.124 X 35 X 9,81) X 0.01

=2.344Nm3/Nm3

Vn= 0.9434-0.094 + 7.768 4-2.344 = 11.15NmVNm\

表3. 3天然气燃烧产物生成量（Nm7W ）及成分（％）

326计算天然气燃烧产物密度

44CO' +18H.O* + 28N ； + 320；

44x&47 +18x21.02 +28x69・67 + 32x0・84

22.4x100

=1.22 kg / Nm'

327计算燃料理论燃烧温度

由 1空=350 "C ,査表得：C 空= 1.296 kJ/ (Niii^'C) o 设上产=1800〜2100°C,

査表得：3 = 1.672 kJ/ (Nm^ T) 设Q 分=0,

t —

+

空t 空+C 血-Q 分

产

335003 + 9,81x1.296x300

11,15x1,672

=2002 °C o

HjO P 烟=

22.4x100

因此，可以满足连续加热炉加热工艺要求。

3.2.8计算

结果

1.实际空气需要量：Ln = 9.81Nm3/Nm3。燃烧产物生成量：Vn= ll・15Nm3/Nm6

2.

3. 燃烧产物重度：P烟=1.22 kg/Nm^

第四章金属的加热计算

金屈加热是连续加热炉全部热工计算的核心，其主要目的是确定金属在炉内的加热 时间。

4.1炉膛热交换计算

计算目的是确定炉气经过炉壁对金属的导來辐射系数CgKM kJ/(m2.h.K4)o 4・1・1预确定炉膛主要尺寸

1)炉膛宽度

本加热炉中，料坯厚度5 = 90mm,料坯长度L= 2.4m, 一般当料坯厚度6 V 100mm 时，采用两段连续加热炉。故本设计采用两段连续加热炉。

一股当料坯厚度6 > 60mm 时，料坯长度L> 1000mm 时，适宜采取双面加热。故本 设计中，料坯采用双面加热。

査表3-16.对于中型加热炉，取H = 550kg/(m2.h)：取推钢比E= 200,代入公式

P

n = ---------

H.L. 2S. E

式中：n —炉内料坯摆放排数； P —炉子设计生产率，kg/h ： H-有效炉底强度，kg/(m2.h)；

L 一料坯长度， 2S —料坯厚度， E —推钢比；

故：

n =

= 0 926

—550 X 2.4 X 0.09 x 200 —'

将n=l 代入公式B =nl+ (n+l)a,得炉膛内宽：

B =1x2.4 + ( 1 + 1) X 0.25 = 2.9m

对于砌砖炉体结构，为砌筑施匸方便，炉体宽度应为耐火砖厚度(0.116m)的整数倍。 经过计^?2.9一 0.116 = 25,满足耐火砖为整数倍的要求。所以，取 B = 2.9m = 2900mm 。

2) 炉膛各段高度

査表2・2,对燃气屮型加热炉，取

H 加上=1600mm, H 预卜=900mm o

4)

拱顶。

5) 4.1.2计算各段(60°拱顶)平均有效射线行程

1) 计算各段充满炉气的炉膛体积，根据公式得：

V 加=(H 加上B - O.O434B2)L 加=(1.6 X 2.9 - 0.0434 X 2.9^)^, = 4.28L 加

m ： m

22000

炉膛各段长度：设加热段长度为L 加(L 加双+ L 体)，预热段长度为L 预。 炉顶结构：因为加热拟采用端供热，炉膛内宽V4m,为降低投资确定为60°砖砌 3) 出料方式：侧出料