【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制相關(guān)圖紙， CAD 出圖。歷時(shí)四周。 ⒏ 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。歷時(shí)一周。 4 加熱爐系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 燃料燃燒的計(jì)算 燃料的選擇 由于天然氣熱量高 ,容易控制燃燒 ,且是一種清潔能源 ,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成 很大污染 ,所以爐子燃料選擇天然氣。 [6] 燃燒所需的空氣量計(jì)算 4 ? ? ， ? 4 10 ? 2 ? 單位燃料完全燃燒后，燃料生成氣中水蒸氣冷凝為 0℃的水時(shí)，燃料所放出的全部熱量稱(chēng)為高位發(fā)熱量 Qg.. 12 4 2 6 3 8 4 1 033 9 7 . 7 6 9 6 . 6 9 9 1 . 2 1 2 8 4 . 7 = 3 9 7 . 7 9 8 + 6 9 6 . 6 0 . 4 9 9 1 . 2 0 . 3 1 2 8 4 . 7 0 . 3 = 3 9 9 3 6 . 0 1 k J /N mgQ C H C H C H C H? ? ? ?? ? ? ? ? ? 燃 燒生成器中水中氣冷卻為 20℃氣態(tài)水時(shí)燃料所反出的全部熱量稱(chēng)為低位發(fā)熱量 dQ 4 2 6 3 8 4 1 0d 3Q = 3 5 9 . 6 C H + 6 3 6 . 3 C H + 9 1 0 . 8 C H + 1 2 0 4 . 3 C H= 3 5 9 . 6 9 8 6 3 6 . 3 0 . 4 9 1 0 . 8 0 . 3 1 2 0 4 . 3 0 . 3 = 3 6 1 2 9 . 8 5 /k J N m? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于氣體燃料 =~ ? 我們?nèi)?=? 燃料所需空氣量計(jì)算 氣體燃料的單位理論空氣消耗量 0L ? ?030. 01 4. 76 4 = 0. 01 4. 76 2 98 3. 5 0. 4 5 0. 3 6. 5 0. 3 = 9. 56 04 6 /mnnL m C HNm k g????? ? ? ?????????? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計(jì)入空氣中水分時(shí)的單位實(shí)際空氣量 0 (1 0 .0 0 1 2 4 )nKL L G??? 20 ℃時(shí) ?? （查工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè) 44C? ） 31 . 1 9 . 5 6 0 4 6 ( 1 0 . 0 0 1 2 4 1 9 . 0 ) 1 2 . 5 8 /nL N m k g? ? ? ? ? 燃燒生成氣量及燃燒生成氣密度的計(jì)算 1. 單位理論燃燒生成氣量 （ =? ） ? ?? ?23 = 1 98 2 3 4 = 09 /mnCOV m C HN m K g??? ? ? ? ? ? ?? 13 ? ?230 .0 1 2 = 1 2 98 3 4 5 = 99 /mnHOnV C HN m K g???? ????? ? ? ? ? ? ? ?? 2 0230 .7 9 0 .0 1 = 0 .7 9 9 .5 6 0 4 6 0 .0 1 1 = 7 .5 6 /NV L NN m K g??? ? ? ⒉ 實(shí)際燃燒生成量 nV 2 2 2n C O H O N 3V = V + V + V = 1 . 0 0 9 + 1 . 9 9 9 + 7 . 5 6 = 1 0 . 5 6 8 N /m K g 燃燒產(chǎn)物成分 ,即 22 1 . 0 0 91 0 0 % 1 0 0 % 9 . 5 %1 0 . 5 6 8COnVCO V? ? ? ? ? ? 22 1 . 9 9 91 0 0 % 1 0 0 % 1 8 . 9 2 %1 0 . 5 6 8HOnVHO V? ? ? ? ? ? 燃燒產(chǎn)物生成密度 ? ?? ?3 19 = = /q r knG G LVm k g?? ? ? ??? ? ? ? ? ? 理論燃燒溫度和實(shí)際燃燒溫度計(jì)算 ,ne t ar k r flyyQ Q Q Qt VC? ? ?? ； 其中 3, / ,ne t arQ kJ N m? 310 1. 30 71 20 26 1. 42 /k r k kQ V C t k J Nm? ? ? ? ?，采用耐熱鑄鐵預(yù)熱器，空氣預(yù)熱到260oC 。 31. 2 20 24 /r r rQ C t k J N m? ? ? ? 14 此處 fQ 省略不計(jì)，得 ? （查文獻(xiàn) [9]表 52） ? 3 6 1 2 9 . 8 5 2 6 1 . 4 2 2 4 2 0 5 7 . 1 9 71 0 . 5 6 8 1 . 6 7 5ltC ??????℃ 查取爐 溫系數(shù) l? 為 ，得出實(shí)際燃燒 溫度 2028 1521s l lt t C? ?? ? ? ?。 爐 體基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 爐膛傳熱計(jì)算 鋼坯出爐的表面溫度 t終表 ＝ 800℃ 鋼坯入爐的表面溫度 t始表 ＝ 20℃ 經(jīng)過(guò)預(yù)熱段以后鋼坯的表面溫度 t表 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ＝ 260℃ 煙氣出爐的溫度 t氣 ＝ 760℃ 煙氣進(jìn)入預(yù)熱段的溫度 t氣 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ＝ 1000℃ 煙氣在預(yù)熱段的平均溫度 t氣 ＝ 880℃ ? ? 30 .0 5 \ 1 0 H A B t?? 公式查取自文獻(xiàn) [10] H效 — 爐子的有效高度 B— 爐寬， t氣 — 爐氣溫度 A— 系數(shù) 預(yù)熱段 ? ? 30 . 5 5 + 0 . 0 5 2 . 6 5 2 8 8 0 1 0 0 . 6H y m? ? ? ? ?，取為 。 加熱段 ? ? 30 . 6 0 . 0 5 2 . 6 5 2 1 0 0 0 1 0 0 . 7 3 3jHm ?? ? ? ? ? ?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 取為。 爐膛內(nèi)各段輻射系數(shù) 爐膛的內(nèi)表面積 ? ?2F H B L?? 預(yù)熱段 ： 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。? ? ? ?2 2 0 . 6 1 2 2 . 6 5 2 4 . 9 2 8y y yF H B L L? ? ? ? ? ? ? 15 加熱段 ： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ? ? ? ?2 2 0 . 6 1 2 2 . 6 5 2 5 . 7 4 4j j jF H B L L? ? ? ? ? ? ? : HBLS F? 預(yù)熱段 0 .6 1 2 2 .6 5 23 .6 0 .8 34 .9 2 8 yy ysmLL??? 加熱段 1 .0 2 2 .6 5 23 .6 1 .1 85 .7 4 4 jj jLL??? 爐氣黑度 22O CO H Oee ??? 預(yù)熱段： 2 550 . 1 2 2 0 . 8 3 1 0 0 . 0 7 1 1 0C O yPS ? ? ? ? ? 2 550 . 1 2 1 3 0 . 8 3 1 0 0 . 1 0 1 1 0H O yPS ? ? ? ? ? 加熱段： 2 550 . 1 2 2 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 3 4 1 0C O jPS ? ? ? ? ? 2 550 . 1 2 1 3 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 1 3 1 0H O jPS ? ? ? ? ? 預(yù)熱段溫度 880℃ 0 .1 1 .0 6 0 .1 3 0 0 .2 3 7 8Oe ? ? ? ? 預(yù)熱段溫度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe ? ? ? ? 加熱段溫度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe ? ? ? ? 綜合輻射系數(shù) 020200 205 .6 7 (1 )eec e e e?? ??， 12? 為爐壁對(duì)金屬的角系數(shù)； 12 22(1 )FF??? ? ?金壁,且 12? = 22? 砌體對(duì)鋼坯的角度系數(shù) 預(yù)熱段 12 2 0 .6 0 .24 .9 2 8 LL? ??? 加熱段 12 2 0 .6 0 .1 7 350744 L? ??? 鋼坯黑度 2 ? 16 預(yù)熱段溫度 ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 6 1 0 . 8 3 . 1 60 . 2 6 1 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6 1C ????? ? ? 預(yù)熱段溫度 1000℃ ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 3 8 0 . 8 3 . 0 60 . 2 3 8 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 3 8C ????? ? ? 加熱段溫度 1000℃ ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 6 0 . 8 3 . 1 20 . 2 6 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6C ????? ? ? 預(yù)熱段和加熱段交界處取平均值 ? ?012 0 .5 3 .1 6 3 .0 6 3 .1 1C ? ? ? ? 爐長(zhǎng)爐寬的確定 爐底有效長(zhǎng)度確定 由已知確定爐子最大產(chǎn)量： ? ?2 3 6 0 0 / 3 0 7 7 9 0 3 . 1 4 0 . 0 3 2 1 5 2 8 3 /G k g h? ? ? ? ? ? ? ?，爐子的生產(chǎn)能力 P 取? ?2350 / /kg m h，由公式 F 底 = G/P 底 =5283/350=， ?爐底有效長(zhǎng)度 nL =F底 /2L=經(jīng)計(jì)算步進(jìn)梁長(zhǎng) L=7600mm，固定梁長(zhǎng)為 7450mm，鋸齒形步進(jìn)梁表面盛放工件個(gè)數(shù)為 n=7600/90=,取 n=84塊，修正后步進(jìn)梁長(zhǎng)為 7485mm。 爐寬的確定 物 料為爐內(nèi)雙排布置，考慮爐墻的寬、長(zhǎng)均應(yīng)滿(mǎn)足 116的整數(shù)倍，因此確定坯料端面之間距離為 ，坯料與壁面之間距離為 ，得爐膛寬B=2? 1+++=。 爐溫制度確定 對(duì)于步進(jìn)式加熱爐，穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，爐內(nèi)溫度可認(rèn)為是均勻溫度場(chǎng)，不隨時(shí)間變化，只沿爐長(zhǎng)方向變化。爐膛分為預(yù)熱段與加熱段兩段，入料溫度為 20oC ，預(yù)熱段末端坯料表面溫度為 260℃，煙氣流過(guò)預(yù)熱段排出爐膛時(shí)溫度為 760℃， 17 加熱段溫度均勻?yàn)?1000℃。 爐膛各段長(zhǎng)度及加熱時(shí)間的確定 1. 依據(jù)文獻(xiàn) [8]表 1337 等相關(guān)資料，取預(yù)熱段長(zhǎng)度占總長(zhǎng)的 45%，加熱段爐長(zhǎng)為總長(zhǎng)的 55%，則相應(yīng)預(yù)熱段長(zhǎng)度為 ，加熱段長(zhǎng)度為 。 2. 總加熱時(shí)間，因 3 0 8 3 3 0 2 4 6 0 4 1 m i nn s s? ? ? ? ? ? ?， 此得出各段加熱時(shí)間為：預(yù)熱段 1 ? ，加熱段： 2 ? 。據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核計(jì)算，此加熱時(shí)間能滿(mǎn)足該爐子的上述爐溫制度。 加熱爐砌體材料與結(jié)構(gòu) 加熱爐內(nèi)襯最里層耐熱層采用耐熱粘土磚： 導(dǎo)熱率： +? 103 t ；比熱容： +? 103t 隔熱材料采用泡沫硅藻土磚 ， 允許工作范圍 900℃ ， λ=+ ? 103 T 加熱爐側(cè)墻及端墻砌磚形式 見(jiàn)圖 2： 圖 2 加熱爐側(cè)墻及端墻砌磚形式 爐底采用平爐底 上層工作面用轉(zhuǎn)為 116mm高鋁磚立鋪；下面一層為 136mm兩層耐火磚立鋪；最底層為 68mm硅藻土磚。 爐頂 為拱頂，耐火層為 230mm耐火磚，隔熱層為 116mm隔熱磚。 墻厚： 1. 獨(dú)立直墻： 耐火層（ 232mm） +隔熱層（ 116mm） +鋼板（ 4mm）=352mm 2. 支撐拱腳的爐墻： 取 A型配置 P322 表 873 耐火層（ 232mm） +隔熱層（ 116mm） +鋼板（ 4mm） =352mm 18 5 熱平衡計(jì)算 加熱段的熱平衡 熱量 收入 燃料燃燒放出的熱量 1 3 6 1 2 9 . 8 5 3 6 1 2 9 . 8 5 k c a lQ B B h? ? ? 空氣預(yù)熱器帶入的物理熱 22 3 2 5 9 . 9n k c a lQ B L C t B h??空 空 3 2 6 8 .8 4 kca lQ B C t B h??rr 熱量 損失 金屬吸收的熱量 ? ?1 2 1Q G J J?? 式中 ： 3170 /G kg h? , 21t = 2 1 0 C , J = 5 7 5 . 5 , J = 1 2 6 . 2? 代入中，51 13 .9 10 /Q kcal h?? 通過(guò)砌磚體散失的熱量 ① 加熱段爐頂?shù)臒釗p失 1000 ,tC?? ? ?2t 2 1 0 8 0