焦炉设计计算要点

焦炉设计计算要点

1 依据

在方案论证中必须指出设计依据。

设计依据分二种情况：

钢铁联合企业焦炉多为复热式焦炉，设计计算以高炉煤气加热为主。

独立焦化厂焦炉以单热式焦炉为主，设计计算以焦炉煤气加热为主。

并注意设计计算均以焦侧为主。

2 主要公式

2.1 炉孔数和炉组的最后确定

（1）焦炉的生产能力与炉孔数计算

总炉孔数N=

100G 365240.95k

V

τ

ρ

⨯⨯

⨯⨯⨯⨯⨯

式中 N——总炉孔数目，个；

G——干全焦的年产量，万吨/年；

V——炭化室有效容积，m3/孔；

ρ——堆煤密度，t/m3；

K——全焦率，%；

ϕ——考虑到炭化室检修时的减产系数，0.95；

τ——焦炉周转时间,h。注意焦炉周转时间是受多个因素影响的复杂因素，必须作充分论证讨论。

单孔装煤量G

=ρ·V t/孔。

设计好总炉孔数后，必须再复算焦炉的实际生产能力M，万吨全焦/年。（2）机械装备水平

2.2蓄热室计算

2.2.1流量分配比的确定

在焦炉设计中这部分内容是最重要的，该部分计算有错误的话，下面内容将要全部反攻重算。

高炉煤气与焦炉煤气加热计算有所不同。

（1）机、焦侧气流流量分配比（即耗热比）

L

B

V V Q Q ==机焦机焦 造成机、焦侧流量不同一般有三个主要原因： ①锥度方向引起的装煤量不同.

②装煤量不同，但机焦侧焦饼要同时成熟，故焦侧焦饼温度比机侧温度要高15～20℃

③废气热损失，焦侧比机侧大，故焦侧耗热量比机侧要大。

按经验值，后两个原因造成的差比为1.05～1.06倍，当炭化室锥度为50mm 时，气流比：

1.1141.062

475

5002525

500=⨯++==机侧气体流量焦侧气体流量n （注意各人设计炭化室宽度是不同，因而必须自己计算。）

（2）蓄热室废气流量分配比：为了使空气蓄热室和高炉煤气蓄热室的废气排出温度接近。则进入空气蓄热室和煤气蓄热室的气体流量应有一定的分配比，这样才可充分利用蓄热室的面积。

0.414(1.1571080 1.35290) 1.2580.350(1.4281080 1.34490)

()=

=

-⨯-⨯===⨯-⨯-m V c t c t V c t c t 蓄煤焦煤出煤出煤进煤进蓄

空焦空出空出空进空进进煤气蓄热室的废气量煤气经蓄热室预热所需的热量

进空气蓄热室的废气量空气经蓄热室预热所需的热量

（）

式中 V 煤焦蓄——焦侧煤气蓄热室煤气流量，m 3/s ； V 空焦蓄——焦侧空气蓄热室空气流量，m 3/s ；

c 煤进、c 煤出——为进、出口煤气蓄热室的煤气比热容，KJ/（Kg ·℃）； t 煤进、t 煤出——相应的温度，℃；

c 空进、c 空出——为进、出口空气蓄热室的空气比热容，KJ/（Kg ·℃）； t 空进、t 空出——相应的温度，℃；

现假设t 煤出=t 空出=1080℃, t 煤进=t 空进=90℃。

注意：工学士必须掌握试插法。这从假设t 煤出=t 空出=1080℃, t 煤进=t 空进=90℃开始查得：c 煤进、c 煤出、c 空进、c 空出，再通过蓄热室热平衡计算出t 空进、t 空出温度，看假设是否合理，若不合理必须从头开始再假设计算。公式中V 煤焦蓄 、V 空焦蓄流量也同样由下面公式计算才能知道。

2.2.2气流流量计算

下面是举例数据，该部分计算数据必须按自己设计参数进行计算，热量单位、压力单位必须用国际单位制，否则作为一个大错误：

1 Kcal=4.1868 KJ

1mmH 2O=9.8P a ≈10.0Pa （1）每个燃烧室所需流量：

①干、湿高炉煤气量：

335.730481000

1352/20.53927

G q V m h Q τ⨯⨯⨯=

=

=⨯⨯燃耗

干高低

干煤气

式中 G ——炭化室单孔装煤量，35.7t/孔；

3048——每千克干煤耗热量，为设计定额查设计手册所得，配煤水份10.0%；

Q 低——高炉煤气低位发热量为3927KJ/m 3； τ——周转时间，设计为20.5小时。

3135213521413/1 4.360.9564

V m h ===-燃

湿高湿煤气﹪

式中 4.36﹪——煤气饱和温度为30℃时的1m 3煤气含水百分量；

②空气量：3V L 13520.88391195/V m h =⨯=⨯=燃燃

空空干高湿空气

式中 0.8839——α=1.25时，1m 3干高炉煤气燃烧所需的湿空气量，查燃烧反

应表可得，m 3；

③废气量：3V 1352 1.782407m /h V V =⨯=⨯=燃燃

废废干高废气

式中 1.78——α=1.25时，1m 3干高炉煤气燃烧所产生的湿废气量，m 3。查燃烧反应表可得，m 3

。 （2）煤气和空气蓄热室流量分配： ①机、焦侧空气蓄热室空气流量：

3V 2211952390m /V h =⨯=⨯=蓄燃空空湿空气

②机、焦侧煤气蓄热室煤气流量：

3V 2V 214132826m /V h =⨯=⨯=蓄燃燃煤煤湿高（即）湿煤气

式中 ⨯2为每一个蓄热室空气、煤气流量要相应供给两个燃烧室用

③焦侧空气蓄热室空气流量：

3332390 1.1141

V V 0.350/sec 20.99/min 1259.4/13600(1 1.114)3600

⨯=⨯

=⨯===+⨯+n m m m h n 蓄蓄空焦空 ④焦侧煤气蓄热室煤气流量：

333n 2826 1.1141

V 0.414/sec 24.82/min 1489.2/13600(1 1.114)3600

⨯=⨯

=⨯===++V m m m h n 蓄蓄煤焦煤⑤焦侧空气蓄热室废气流量：

n 11 1.114112V 240721136001 1.1141 1.2583600

V n m =⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯

++++废燃

空焦废