热能转换与利用--热风炉设计说明书资料

内蒙古科技大学

热能转换与利用

课程设计说明书

学院: 能源与环境学院

专业：热能与动力工程

班级：热动09-1班

姓名：赵胜

学号: 0962126103

指导老师：陈伟鹏

目录

第一章热风炉热工计算 (2)

1.1热风炉燃烧计算 (2)

1.2热风炉热平衡计算 (4)

1.3热风炉设计参数确定 (7)

第二章热风炉结构设计 (8)

2.1设计原则 (8)

2.2 工程设计内容及技术特点 (8)

2.2.1设计内容 (8)

2.2.2 技术特点 (8)

2.3结构性能参数确定 (8)

2.4蓄热室格子砖选择 (9)

2.5热风炉管道系统及烟囱 (11)

2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (11)

2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (11)

2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (12)

2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (12)

2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (12)

2.6 热风炉附属设备和设施 (13)

2.7热风炉基础设计 (15)

2.7.1 热风炉炉壳 (15)

2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (15)

第三章热风炉用耐火材料的选择 (15)

3.1耐火材料的定义与性能 (15)

3.2热风炉耐火材料的选择 (16)

参考文献 (18)

第一章热风炉热工计算

1.1热风炉燃烧计算

燃烧计算采用高焦炉混合煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤气化验成分见表1-1。

表1-1 煤气成分表

热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。发生炉利用系数为2.3t/m3d，风量为2000m3/min，t热风=1100℃，t冷风=20℃，η热=90%。

热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期Tf=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=20℃。

煤气低发热量计算

查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下：

煤气低发热量：

=126.36×19.7+107.85×20.4+258.81×8.5+594.4×0.7=7305.397KJ Q

DW

空气需要量和燃烧生成物量计算

=1.1。燃烧计算见

(1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b

空

表1-2。

(2)燃烧1m3发生炉煤气的理论Lo为Lo=196.23/21≈9.34 m3。

(3)实际空气需要量La=1.1×9.34=10.28m3。

(4)燃烧1m3发生炉煤气的实际生成物量V

=9.64 m3。

产

(1)助燃空气显热Q

空=C

空

×t

空

×La

=1.319×300×10.28=4067.796KJ/ m3。

式中C空－助燃空气t空时的平均热容，t空－助燃空气温度。

(2)煤气显热：Q

煤=C

煤

×t

煤

×1=2.1×300×1=630KJ/ m3。

(3)分解热：Q

分= 12600()

22

co co

f V

未

+ 10800()

22

H0H0

f V

未

=12600×9.64×6.6%×10.2%+10800×17.352%×9.64×

2.2% =1214.68KJ/ m3。

表1-2煤气计算

(4).理论燃烧温度计算

t理=（Q

空＋Q

煤

＋Q

DW -Q分

）/V产C产

=(3529.41+4067.796+630-1214.68)/9.64×1.8=22340C (5).热风炉实际燃烧煤气量和助燃空气量计算

η

热=V

风

×（t

热

c

热

－t

冷

c

冷

）/[V

煤

×（Q

空

＋Q

煤

＋Q

DW

）]

0.9=3800×45×(1000×1.405－20×1.32)/[ V煤×1.4×(3529.41+4067.796+630)]

则V

煤

=4678.07 m3/h取4678m3/h。

V

空=V

煤

×La=4678×10.28=48089.8 m3/h。

1.2热风炉热平衡计算

1.热平衡基础参数确定

（1）周期时间和介质流量确定

Tr =1.4h,ΔT=0.1h, Tr=0.75h=45min。

煤气流量Vm=4678 m3/h。冷风流量Vr=3800 m3/min。

（2）热风炉漏风率L f，取3%。即L f=0.03

2.热平衡计算

（1）热量收入项目

①燃料化学热量：Q1=VmTr QDW=4678×1.4×35296.41=231163248.4KJ/周期。