湖北新冶钢170机组环形炉计算书

湖北新冶钢钢管公司170机组

φ21×4.2m环形炉蓄热式改造工程计算说明书

北京寸长技术有限公司

二00六年六月

目录

一、热平衡计算 (2)

二、加热能力计算 (11)

三、管道阻力计算 (13)

四、参考文献 (19)

第一部分、热平衡计算

一、 热量收入项目 1、 燃料燃烧的化学能量

y

D W BQ Q =1 Kcal/h

式中： B —燃料消耗量，Nm 3/h

y DW Q —燃料低位发热量，Kcal/Nm 3

设定：能耗为1.5GJ/t ，产量为G=60t/h ；已知煤气热值y DW Q =5700KJ/Nm 3

∴157895700

60

105.16=⨯⨯=B （Nm 3/h ）（按照16000 Nm 3/h 计算）

∴21786909186

.45700

160001=⨯=

Q （Kcal/h ）

2、 预热燃烧用空气带入的物理热量

02L t Bc Q k k α= Kcal/h

式中：c k 、t k —燃烧用空气的平均比热和预热温度； α—燃料燃烧时的空气过剩系数；

L 0—燃料燃烧时所需的理论空气量，Nm 3/Nm 3

∵助燃空气为常温，无预热，通过蓄热体预热空气的带入热量在支出项中消除， ∴此部分热量不计。

3、 预热煤气带入的物理热量

k k t Bc Q =3 Kcal/h

式中：c k 、t k —燃烧用煤气的平均比热和预热温度； 煤气预热温度t k =300 ℃ 查表得煤气主要成分（湿）

计算质量百分数：

87

.3018

2.42892.5128

3.10446

4.3283.2728

3.271

=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=

=

∑=n

i i

i CO

co co M

V M V g

46.6182.42892.51283.104464.3283.2744

64.31

2

22=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=

=∑=n

i i

i CO co co M

V M V g

87

.0182.42892.51283.104464.3283.272

83.101

2

22=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=

=

∑=n

i i

i H H H M

V M V g

72.58182.42892.51283.104464.3283.2728

92.511

2

22=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=

=

∑=n

i i

i N N N M

V M V g

05.3182.42892.51283.104464.3283.2718

2.41

222=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=

=∑=n

i i

i O

H O H O H M

V M V g

∴煤气的比热：

324

.0100)368.005.3314.072.58311.087.0447.046.6315.087.30(100

1

=÷⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=÷=∑=n

i i i k c g c ∴1555200300324.0160003=⨯⨯==k k t Bc Q Kcal/h

4、 钢氧化反应的化学热量

每公斤钢氧化反应的化学热量大致为1350Kcal

100

1350

4Ga

Q = Kcal/h 式中：G —炉子产量，Kg/h a —氧化烧损率，%

∵当烧损率小于1%时，此项可忽略不计 ∴此部分热量不计。 二、 热量支出项目

1、 炉料加热所需的热量

)(12'1i i G Q -= Kcal/h

式中：1i 、2i —炉料装炉和出炉时的热含量，Kcal/Kg ； 以20#钢为例，2i =1300×0.164=214 （Kcal/Kg ） 1i =0

∴12840000)0214(10603'1=-⨯⨯=Q （Kcal/h ）

2、 出炉烟气带走的热量

y y y t c BV Q ='

2 Kcal/h

式中： y V —单位燃料燃烧时产生的烟气量，Nm 3/Nm 3； y c 、y t —出炉烟气的平均比热和温度 蓄热式加热炉该项支出热量由两部分组成：

① 通过烧嘴排出炉外烟气带走热量'12-Q

110'12%

60y y t c V Q =- Kcal/h 式中：V 0—燃料燃烧理论烟气量，Nm 3/h 查表得：1y c =0.340 Kcal/Nm 3·℃ 1y t =150 ℃

∴489600150340.01600004.2%60'12=⨯⨯⨯⨯=-Q （Kcal/h ） ② 通过炉尾烟道排出烟气带走热量'22-Q

220'22%

40y y t c V Q =- Kcal/h 式中：V 0—燃料燃烧理论烟气量，Nm 3/h 查表得：2y c =0.65 Kcal/Nm 3·℃ 2y t =300 ℃

∴254592030065.01600004.2%40'12=⨯⨯⨯⨯=-Q （Kcal/h ） ∴'22'12'2--+=Q Q Q =489600+2545920=3035520 （Kcal/h ）

3、 燃料化学不完全燃烧损失的热量

100

4350'3CO

BV Q y ⨯

⨯= Kcal/h 式中：CO —烟气中CO 含量，%