步进式加热炉设计计算-模板

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 燃烧计算

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 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

2.2.7 计算燃料理论燃烧温度

产

燃燃空空低产

分

燃空低理分

C V Q t C t C L Q C V Q Q Q Q t n n n -++=

-++=

由t 空=350℃，查《燃料与燃烧》表得C 空=1.30kJ/标m 3，

由《燃料与燃烧》P 38,

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

%22'=CO P CO %O C P CO '= . .

所以%6703.72=CO P ,

%7081.222=O H P

由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得

%81.192=CO f ,%938.42=O H f

所以 未未分)(10800)(126002222O H O H CO CO V f V f Q +=

1981.0%076703.012600227081.0%938.410800⨯⨯+⨯⨯= K Kg KJ ⋅=/2487.140

所以 C

t ο7413.214967

.15161.52487

.1409335.21524993.17790=⨯-+=

理 2150≈

误差%5%38.2%1002100

2100

2150%<=⨯-=

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