步进式加热炉设计计算
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二 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=20℃
4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (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℃
表1-1 焦炉煤气干成分(%)
废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃
2.2 热工计算
2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算
查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g =
10000124.0100124.0222⨯+=
干
干
湿O
H
O
H
g g O H
100
100%%2湿
干
湿
O H X X -⨯=
由上式得 %2899.22=湿O H
00
00
25741.56100
2899.21009.57%H =-⨯
=湿
00
00
48184.24100
2899.21004.25%CH =-⨯
=湿
0000
7939.8100
2899.21009%CO =-=湿
0000428336.2100
2899.21009.2%H C =-⨯=湿
000022702.1100
2899.21003.1%N =-⨯=湿
000023909.0100
2899.21004.0%O =-⨯=湿
000020290.3100
2899.21001.3%CO =-⨯=湿
代入表2—1中，得
表2-1 焦炉煤气湿成分(%)
2.2.2 计算焦炉煤气低发热值
）
（低 +⨯+⨯+⨯+⨯⨯=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q
=
()0
00
000
8336
.2141008184
.2485505741.5625807939
.83046187.4⨯+⨯+⨯+⨯⨯
=17094.6830 KJ/m ³
误差%557.0%10017000
17000
6830.17094%=⨯-=
计算值与设计值相差很小，可忽略不计。
2.2.3 计算理论空气需要量L 0
)3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -⨯⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-++++=∑
把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
2
0103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-⨯+⨯+⨯+⨯=L
=33/3045.4m m
2.2.4 计算实际空气需要量Ln
查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入
7317.43045.41.10=⨯==nL L n 标m 3/标m 3
实际湿空气消耗量
0)00124.01nL g L n ⨯+=（湿
=7317.4)9.1800124.01(⨯⨯+
=6.0999 标m 3/标m 3
2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量
100
1
)(22⨯
++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 100
1)0290.38336.227939.88184.24(⨯+⨯++= =0.4231 标m 3/标m 3
n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.0100
1
)2(2222+⨯
+++=∑ 标m 3/标m 3 7317
.49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+=
= 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 100
79100122+⨯
= 标m 3/标m 3 7317.4100
7910012702.1⨯+⨯
= =3.7507 标m 3/标m 3
)(100
21
02L L V n O -=
标m 3/标m 3 ()3045.47317.4100
21
-=
=0.0897标m 3/标m 3
燃烧产物生成总量
2222O N O H CO n V V V V V +++=
0897.07507.32526.14231.0+++=
5161.5= 标m 3/标m 3 燃烧产物成分
%145.6%1005161
.54231.022=⨯==
'n CO V V CO %132.19%1005161
.52526
.122=⨯=
=
'n
O H V V O H %977.72%1005161
.57507.322=⨯==
'n N V V N %746.1%1005161
.50897
.022=⨯=
='n
O V V O ∑%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（%）
2.2.6 计算煤气燃烧产物重度
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 4
.22100322818644422222⨯'
++'+'+'=
O N O H SO CO 烟
ρ Kg/m 3 4
.221006261
.1329955.67287081.22186703.744⨯⨯+⨯+⨯+⨯=
=1.2063Kg/m 3