【正文】 爐必須配制余熱回收裝置，而且預(yù)熱助燃風(fēng)溫度應(yīng)在350℃以上。目前國內(nèi)的加熱爐絕大多數(shù)采用傳統(tǒng)的耐火磚砌筑形式，爐襯的散熱和蓄熱占爐子總能耗的 20％～40％。 4)對環(huán)境的影響性 在燃料使用過程中，必然伴有廢棄物的產(chǎn)生和擴(kuò)散，影響環(huán)境清潔。對于大量小型加熱爐而言，只配備溫度指示儀表外，一般為人工憑經(jīng)驗(yàn)操作。（2）正確控制爐膛壓力加熱爐是一個(gè)不嚴(yán)密的熱工設(shè)備。特別應(yīng)避免火焰下部低溫氣層的存在，否則將阻礙向爐料的傳熱，影響爐子生產(chǎn)率的提高。h因此使用燃料的種類以及燃料的成分和發(fā)熱量的變動，在生產(chǎn)上都是常見的事。除有特殊要求采用活動連接外，一般采用焊接結(jié)構(gòu)。金屬煙囪一般用5～10mm厚鋼板焊成，其壽命低，但修建快，造價(jià)低，在小爐子上常采用。以免它們受煙道溫度的影響。大于此寬度時(shí)用吊頂。一般隨爐子跨度增大，拱頂厚度也應(yīng)適當(dāng)?shù)脑龊?。爐頂按其結(jié)構(gòu)型式可分為拱頂和吊頂兩種。爐膛過大還易使火焰偏向某一邊，使火焰貼著爐頂或鋼坯流動。因此單位爐底面積的產(chǎn)量比三段式加熱爐有大幅度提高。為減小水冷滑軌造成的料坯下部的“黑印”，近年來采用了使料坯與水管之間具有隔熱作用的“熱滑軌”。 102．方案論證 14 14 15 15 15 15 15 163．熱工計(jì)算 16 16 16 16 19 22 29 31 37 38 45 50結(jié)論 55致謝 56參考文獻(xiàn) 57英文原文 58英文翻譯 75共84頁 第 57 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備?，F(xiàn)在幾乎不用，鋼坯沿著爐子單面加熱，因此鋼坯的上下面的溫差很大。加熱爐一般由爐子熱工工藝系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)、熱工檢測及自動控制系統(tǒng)等三部分組成。因此，要求構(gòu)成爐頂 、爐墻和爐底等所用的材料，結(jié)構(gòu)形式和尺寸等都必須適應(yīng)這一特點(diǎn)，以保證爐子的正常工作。拱頂?shù)墓敖菫?60~180176。槽磚吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和砌筑比較簡單，更換方便。爐底結(jié)構(gòu)型式和所用材料決定于工藝過程和爐內(nèi)的工作溫度及化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。煙道閘板的型式從結(jié)構(gòu)特征上來分，有蝶式、升降式和百葉窗式等。爐子的基礎(chǔ)一方面要承受整個(gè)爐子的質(zhì)量不致下沉或倒塌；一方面還要防止?fàn)t底受潮或遭受地下水的侵襲，保證爐子的正常工作。根據(jù)能量守恒定律，任何一座爐窯或其他熱工設(shè)備的熱量收支是平衡的，即爐子熱收入諸項(xiàng)目的總和等于熱支出諸項(xiàng)的總和，這就是爐子熱平衡。爐子的生產(chǎn)率是爐子的一個(gè)重要生產(chǎn)指標(biāo)，用符號 P 表示，它是指單位時(shí)間內(nèi)爐子的生產(chǎn)量。 由上式可見影響爐子生產(chǎn)率的熱工因素主要有下列四點(diǎn)： 1）爐氣和爐料間的輻射溫壓； 2)爐氣、爐壁對爐料的導(dǎo)來輻射系數(shù)σ； 3)爐料受熱面積； 4）爐氣對爐料的對流傳熱熱流q。在其它條件一定時(shí)，傳給爐料的熱量與爐料受熱面積成正比，所以增加爐料受熱面積，是提高爐子生產(chǎn)率的一個(gè)重要途徑。使?fàn)t子在正常的生產(chǎn)條件下，零壓面保持在爐門坎水平面上，并使?fàn)t內(nèi)壓力分布均勻。我國工業(yè)爐節(jié)能還存在很大潛力。正確的使用高效燃燒器可以節(jié)能5％以上。 1) 澆注料爐襯的導(dǎo)熱系數(shù)比磚體爐襯小，爐體氣密性好，使用壽命長，從而提高了爐子的作業(yè)率，因此可以全面改善爐子的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。助燃空氣預(yù)熱對爐子熱工產(chǎn)生極好的影響，甚至可以在一般的爐子上使用發(fā)熱值較低的煤氣。為此又出現(xiàn)一些控制軟件技術(shù)予以彌補(bǔ)，如 自尋優(yōu)控制，多目標(biāo)專家尋優(yōu)控制等方法控制配比。爐門、爐車和爐體的密封是燃料爐密封的難點(diǎn)，硅酸鋁纖維的應(yīng)用為解決爐子的密封提供了有利條件。 本設(shè)計(jì)中加熱分配為：上加熱占40%，下加熱占60%；同時(shí)爐子長度上分配為：加熱段占80%，均熱段占20%。詳細(xì)計(jì)算過程如下：首先將三段式加熱爐用4個(gè)界面分成三個(gè)區(qū)段，即金屬入爐處為0界面；預(yù)熱段終了加熱段開始為1界面；加熱段向均熱段過渡處為2界面；—1為預(yù)熱段；1—2為加熱段；2—、：1 2 3 4 預(yù)熱段加熱段（雙面加熱）均熱段（雙面加熱）計(jì)算4界面處金屬加熱有關(guān)參數(shù)1) 已知金屬表面溫度和金屬斷面溫差，用公式 式中：—均熱度，可以在設(shè)計(jì)手冊上查圖310可得，一般取0 .6，即相當(dāng)于取0 .242) 加熱時(shí)間 其中 S—金屬透熱深度 —金屬導(dǎo)溫系數(shù)查表37得，1250℃時(shí)，20鋼的導(dǎo)溫系數(shù)= m/h則由金屬加熱工藝可知，出爐時(shí)鋼坯斷面溫差為30℃，則加熱終了是鋼坯平均溫度℃3）加熱終了時(shí)鋼坯表面的熱流查表31得，1230℃時(shí)鋼的導(dǎo)溫系數(shù)= KJ/（℃）KJ/（m）4）均熱段爐氣溫度： t℃計(jì)算結(jié)果與假設(shè)均熱段爐氣溫度相差很小，所以不需要重新計(jì)算.計(jì)算3界面處金屬有關(guān)參數(shù)前面已經(jīng)計(jì)算得F=由式（326） KJ/（℃） 根據(jù)F 查表313得 =1240℃按式（85）得： =172551 2)加熱段爐氣溫度 =1358℃與假設(shè)相差的不大，不需要重新計(jì)算。那么均熱段爐頂硅磚與硅藻土磚交界處實(shí)際溫度：℃均熱段爐頂外表溫度：℃同理可計(jì)算其他部位爐壁導(dǎo)熱損失，計(jì)算如表3—7：5) 經(jīng)爐門輻射熱損失（A)經(jīng)爐門的輻射熱損失：表3—7 爐壁導(dǎo)熱損失爐膛部位爐墻內(nèi)表面積()導(dǎo)熱損失(kJ/h)爐壁外表溫度(℃)均熱段爐頂290940133均熱段爐墻14920399加熱段爐頂484396123加熱段爐墻35149795預(yù)熱段爐頂35125783預(yù)熱段爐墻19131877合計(jì)1 .81910102a）經(jīng)出料爐門的輻射熱損失：均熱段爐氣溫度：=1314+273=1587爐門開啟面積：出料爐門，取單位開啟時(shí)間；遮蔽系數(shù)則：b）進(jìn)料爐門的輻射熱損失，選進(jìn)料爐門的遮蔽系數(shù)，爐門開啟面積：預(yù)熱段爐氣溫度 T=800+273=1073K 則：所以由： （B)經(jīng)爐門溢氣熱損失由于本設(shè)計(jì)溢氣量比較小，所以經(jīng)爐門的溢氣損失可忽略所以，6）其它熱損失這些熱損失包括爐底導(dǎo)熱損失、操作爐門散熱損失等，這可按經(jīng)驗(yàn)取因此：3 .爐子熱平衡式與燃料消耗量：1）爐膛熱平衡式：2）燃料消耗量：由爐膛熱平衡式可得燃料的消耗量 4 .爐膛熱平衡表：見表3—85 .爐子的工作指標(biāo)：1) 單位燃料消耗：2) 單位熱量消耗：3) 爐膛熱效率： 4) 爐子熱效率： 注：為了給爐子提高生產(chǎn)率留有余量，在選擇燒嘴數(shù)量以及燃燒能力時(shí)，爐子實(shí)際燃料消耗量可為計(jì)算值的1 .1倍來確定，即：1 .選擇依據(jù)1) 燃料的種類： 混合煤氣；2) 混合煤氣的低發(fā)熱值：；3) 爐子的最大燃料消耗量：；4) 爐子最大的濕空氣需要量：；5) 預(yù)熱空氣溫度：；6) 供熱量的分配：加熱段上加熱20％，加熱段下加熱60％，均熱段上加熱10%，均熱段下加熱10%。6)第10欄0℃的流量根據(jù)上述空氣流量分配求得。1 .計(jì)算條件1 )進(jìn)煙道煙氣量：；2)進(jìn)煙道煙氣溫度：=800℃3)煙氣密度：.2 .繪制排煙系統(tǒng)圖。%，%。結(jié)論通過一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對加熱爐有了一個(gè)全新的認(rèn)識。21)把各段分壓力損失相加得到總阻力損失，填入第24欄。 1)風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口 取 2)換熱器出口到總管分岔處=41554取 3)總風(fēng)管分岔處到上加熱端燒嘴供風(fēng)集管(20%) 取 4)總風(fēng)集管分岔處到下加熱集管(60%) 取 5) 總風(fēng)管分岔處到均熱燒嘴供風(fēng)集管(20%)取6）下加熱集管到側(cè)燒嘴(流量各占30％) 取7）均熱集管到側(cè)燒嘴（每側(cè)各占10%） 取5 .確定計(jì)算阻力損失的管路系統(tǒng)根據(jù)阻力損失計(jì)算原則，：Ⅰ—鼓風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口；Ⅱ—換熱器；Ⅲ—換熱器出口到總管分岔處；Ⅳ—總管分岔處到下加熱集管；Ⅴ—下加熱集管到側(cè)燒嘴。2)預(yù)熱段長度 3)加熱段長度 4)均熱段長度 5)爐子總長 按式83，取A＝2000mm則， 2 .爐門選擇和尺寸的確定1）進(jìn)料爐門B對連續(xù)加熱爐通常采用端進(jìn)料方式，所以其寬度等于爐膛內(nèi)寬，即：B=6612mm。計(jì)算的目的是確定爐氣經(jīng)過爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)計(jì)算方法和步驟如下：預(yù)確定爐膛主要尺寸爐膛寬度 查工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊，對于中型加熱爐，加熱爐爐底強(qiáng)度H可取550kg/（mh），取推鋼比E=220，代入公式： 其中 P—爐子生產(chǎn)率，kg/h H—爐子有效爐底強(qiáng)度，kg/（mh） L—料坯長度，m E—推鋼比，可取200~250得n== 可取n=2則采用雙排料；將n=2代入公式B=nl+（n+1）a式中：L—料坯長度，mm a—料坯端頭與爐墻內(nèi)表面的距離，一般取200~250mm（取200mm）則：B=23 +(2+1)=對砌磚爐體結(jié)構(gòu)，為了砌筑施工方便，爐體寬度應(yīng)為耐火磚寬度（0 .116m）：，可以取B==，： B==6612mm爐膛高度：查資料，對于燃?xì)獾闹行图訜釥t，取H＝1600mm，H＝1750mm，H＝900mm，H＝1000mm，H＝1200mm3) 爐膛長度：設(shè)均熱段長度為L，加熱段長度L，預(yù)熱段長度L。（5） 三段式爐型均熱段末端火壓較低，可減少出料門吸風(fēng)?？刂茽t膛壓力能保證爐子工況穩(wěn)定，提高工件加熱質(zhì)量，減少熱量損失，提高爐子熱效率。最簡單的辦法是按流量測量值控制配比。將其噴涂于爐襯內(nèi)表面，形成03～0．5mm的涂層，利用涂層的紅外輻射性能，達(dá)到增加熱效、減少能耗、延長爐襯壽命的作用。（2）優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu) 工業(yè)爐爐襯材料分為磚砌爐襯、澆注料爐襯和纖維爐襯。 3)使用的低效性 在使用過程中必然伴有部分能量損失，其損失程度依被使用的方式、過程情況和控制水平等不同而異。雖然一些較大的臺車式護(hù)，環(huán)形爐和步進(jìn)爐，基本實(shí)現(xiàn)了流量、壓力，溫度的自動檢測與過程控制，但據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中有近 l/3的爐子，由于執(zhí)行元件和控制儀表性能不穩(wěn)定、維護(hù)不及時(shí)、操作人員培訓(xùn)不到位而不能堅(jiān)持使用。其最佳值的大小，將隨爐子不同而不同。由式（1）可見，在其他條件一定的情況下，導(dǎo)來輻射系數(shù)C（σ）愈大，傳給爐料的熱量愈多，爐子生產(chǎn)率愈高，除在特定條件下，例如要在爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)定向傳熱或分層燃燒等外，在爐子設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免在爐內(nèi)有低溫氣層存在。K)； —爐壁和爐料表面的溫度K； —爐料受熱面積，㎡； a—爐氣對爐料的對流給熱系數(shù)，KJ/(㎡爐子使用什么燃料，不僅取決于工藝和熱工上的要求，而且在很大程度上取決于一個(gè)國家的能源資源和生產(chǎn)情況，以及一個(gè)工廠和一個(gè)地區(qū)乃至國家的燃料平衡。各個(gè)獨(dú)立的鋼件之間必須相互連接起來。煙囪底部應(yīng)設(shè)人孔，以備烘烤煙囪、扒灰和修理內(nèi)襯之用。煙道布置要盡量縮短長度和減少煙氣流動阻力距離，要與廠房柱基，設(shè)備基礎(chǔ)和電纜保持一定的距離?！?米的一般用拱頂。拱頂?shù)暮穸群筒馁|(zhì)與爐子跨度和爐內(nèi)溫度條件有關(guān)。爐頂是否牢固可靠，對爐子工作有重大影響。爐膛過大將使火焰末尾以后的低溫氣流返流到這個(gè)低壓區(qū)，低溫氣流和火焰混合使火焰溫度降低，不利于鋼料加熱。其目的是為了提高加熱能力。爐底水管通常用隔熱材料包覆，以減少熱損失。在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上是指把金屬加熱到軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐。因爐溫一段控制，操作不靈活。三個(gè)系統(tǒng)互相配合，使?fàn)t子正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）爐墻爐子四周的圍墻稱為爐墻，分為側(cè)墻和端墻。之間。為了避免掛磚的工字鋼溫度過高，磚的上表面不允許敷設(shè)絕熱層。加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基本有兩種：固定式爐底和移動式爐底。從冷卻方式上分，有水冷式、風(fēng)冷式和無冷卻式等。根據(jù)爐子的大小和土質(zhì)的好壞，爐子基礎(chǔ)可采用不同材料和結(jié)構(gòu)來砌筑。熱平衡是評價(jià)爐子工作和設(shè)計(jì)、研究爐子時(shí)不可缺少的，特別是在分析爐子燃料消耗，尋求節(jié)能途徑時(shí)更是需要的。為了尋求提高爐子生產(chǎn)率的途徑，必須了解影響爐子生產(chǎn)率的各種因素及其作用。 下面從這方面著手來討論提高爐子生產(chǎn)率的方法:在工藝一定的條件下，決定平均輻射溫壓，并構(gòu)成影響爐子生產(chǎn)率的部分熱工因素主要有：1）燃料入爐時(shí)的燃燒溫度（）。為了增加爐料的受熱面積，往往牽涉到爐子結(jié)構(gòu)的變動，一般采用雙面加熱采增大受熱面。（3）改善爐內(nèi)傳熱條件當(dāng)向爐內(nèi)供入的熱量一定時(shí)，在爐內(nèi)傳給爐料的熱量愈多，出爐廢氣溫度就愈低。對工業(yè)爐加熱技術(shù)和裝備水平的評價(jià)，主要從滿足工藝要求 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、合理利用能源、保護(hù)環(huán)境以及改善勞動條件等幾個(gè)方面進(jìn)行。目前，我國工業(yè)爐上普遍采用的是 20世紀(jì)70～80年代以前的高壓噴射燒嘴和低壓渦流式燒嘴。近年來澆注料在品種、質(zhì)量上均有長足進(jìn)步，在很大程度上滿足了爐子耐高溫、耐急冷急熱、耐沖腐等要求。利用煙氣預(yù)熱爐料和燃料受諸多因素制約，對燃料爐而言最有效和應(yīng)用最廣的是預(yù)熱助燃空氣。脈沖式燃燒供熱技術(shù)近幾年被廣泛采用。利用硅酸鋁纖維的柔軟和富有彈性的特點(diǎn)，制成了鋼性對柔性的密封面，采用彈簧或汽缸壓緊，使?fàn)t膛成為一個(gè)