【正文】 包括爐底散熱損失，操作爐門散熱熱損失等。這些熱損失一般小于熱收入量的5%，可直接取熱收入量的2%～3%即可。這里按經(jīng)驗(yàn)選?。?=因此：=++++ 爐膛熱平衡式與燃料消耗量1）爐膛熱平衡式即： 2）燃料消耗量由爐膛熱平衡式可得燃料消耗量標(biāo) 爐膛熱平衡表 將上述計(jì)算計(jì)算數(shù)據(jù)總結(jié)，列入表25表25 爐膛熱平衡表爐膛熱收入爐膛熱支出序號(hào)項(xiàng)目熱量%序號(hào)項(xiàng)目熱量%1燃料燃燒化學(xué)熱1加熱金屬物理熱2預(yù)熱空氣帶入物理熱2出爐膛廢氣物理熱3金屬氧化放熱3冷卻水帶出物理熱44爐壁導(dǎo)熱損失55經(jīng)爐門熱損失66其它合 計(jì)100合 計(jì)100 爐子工作指標(biāo)①單位燃耗:標(biāo)/t(鋼)②單位熱耗: (鋼)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)量及燃燒能力時(shí)，即 煤氣燒嘴的選用 選擇依據(jù)1）燃料種類:焦?fàn)t煤氣；2）煤氣低發(fā)熱值:17835kJ/標(biāo)m3；3）爐子最大燃料消耗量:B=11435標(biāo)m3/h；4）爐子最大濕空氣需要量: 5）預(yù)熱空氣溫度：=350℃；6）供熱分配： 上加熱40%,下加熱60%（上加熱段40%，下加熱段40%，均熱段20%）； 燒嘴布置和燒嘴選型連續(xù)加熱爐爐溫高（加熱段爐溫為1340℃），爐溫均勻性好，因此燒嘴燃燒火焰要有一定的長(zhǎng)度的鋪展面。根據(jù)各種煤氣燒嘴的特性，決定選用低壓渦流式燒嘴。該加熱爐上加熱采用爐頂平焰燒嘴。下加熱采用側(cè)燒嘴供熱，均熱段采用端燒嘴和平焰燒嘴。選用DWI型煤氣燒嘴。①加熱段下加熱:側(cè)燒嘴個(gè)數(shù)為：，這里取16個(gè)，每側(cè)安裝8個(gè)。②加熱段上加熱：采用TP150平焰燒嘴,燃燒能力為150標(biāo)m179。/h，燒嘴個(gè)數(shù)為： 這里取32個(gè)TP150平焰燒嘴，安裝時(shí)分8列，每列安裝4個(gè)。③均熱段：采用端燒嘴, DWI8型煤氣燒嘴，其燃燒能力為190標(biāo)m179。/h，用平焰燒嘴燒嘴，燃燒能力為150標(biāo)m179。/h，則燒嘴個(gè)數(shù)為：這里取8個(gè)端燒嘴,6個(gè)平焰燒嘴。 空氣換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算 已知數(shù)據(jù)1）出爐膛煙氣溫度(由工藝給出)：t廢膛=850℃；2）出爐膛煙氣流量： 3）進(jìn)換熱器空氣溫度：t空入=10℃；4）燒嘴前要求空氣預(yù)熱溫度：t混=350℃；5）預(yù)熱空氣流量(按設(shè)計(jì)燃料消耗量B計(jì)算)： 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1）進(jìn)換熱器煙氣溫度（考慮煙道降溫?fù)p失）：=800℃；2）進(jìn)換熱器煙氣流量：m換熱器前煙氣溢氣損失系數(shù),一般m=～，這里取m=,則=50900；3）進(jìn)換熱器空氣溫度（地區(qū)大氣平均值）： t空入=10℃；4）出換熱器空氣溫度(考慮熱網(wǎng)管道降溫?fù)p失)：=380℃；5）預(yù)熱空氣流量(考慮生產(chǎn)率提高10%的可能性):V=54886標(biāo)m3/h。 設(shè)計(jì)方案1）換熱器種類：金屬換熱器；2）換熱器結(jié)構(gòu)：平滑直管金屬換熱器（帶“十”字形紐帶插入件）；3）換熱器規(guī)格：；4）換熱器布置：順（直）排，換熱管中心距，1m；5）換熱器氣流方向及流速:逆叉流，管外流煙氣,設(shè)；管內(nèi)流空氣,設(shè)。 設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算換熱器煙氣溫度 式中：—換熱器熱利用系數(shù)，； —分別為煙氣和空氣的平均比熱，查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表 15可得，所以，2）計(jì)算換熱器換熱面積（1）計(jì)算預(yù)熱空氣在換熱器中獲得的熱量（2）計(jì)算換熱器中煙氣與空氣的平均溫壓（℃） （3）計(jì)算傳熱系數(shù)k，由《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（513）得 式中，—分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的給熱系數(shù)—換熱器器壁熱阻，對(duì)于金屬換熱器，很小，又很大，故值可忽略不計(jì)，則 ①計(jì)算管外煙氣側(cè)給熱系數(shù) 由《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（514）=+a 計(jì)算輻射給熱系數(shù)由《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（516）=， 式中： 根據(jù)S= m，=，查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表54得 b 計(jì)算對(duì)流給熱系數(shù)按《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（520）其中：故 =+=+=② 計(jì)算管內(nèi)空氣側(cè)給熱系數(shù)因?yàn)榭諝庵腥託怏w含量極少,其輻射給熱系數(shù)可忽略不計(jì),只須計(jì)算，按《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（521）則=（+）， 其中，由于管內(nèi)插入“十”字形紐帶插入件。故 所以， 傳熱系數(shù) 由于換熱器使用中可能出現(xiàn)積灰等現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)降低，影響空氣預(yù)熱溫度，所以實(shí)際傳熱系數(shù)用計(jì)算出的K值乘以降低系數(shù)加以修正。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，此處取，則 將代入《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（55），得換熱器換熱面積為： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）確定換熱管長(zhǎng)度由于該連續(xù)式加熱爐采用下排煙方式，換熱器必須安裝在地下煙道中，所以對(duì)于平滑直管換熱器，換熱管的長(zhǎng)度取決于煙道的高度。首先確定煙道尺寸（1）計(jì)算煙道流通面積，㎡ 式中：—進(jìn)入煙道煙氣流量，=50900標(biāo)m3/h；—煙道中煙氣流量，查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表61，取，則 (2) 確定煙道尺寸根據(jù)，查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表64（拱頂角180186。）煙道尺寸： 1972mm（寬）2482mm（高）(3) 確定換熱管長(zhǎng)度根據(jù)換熱管長(zhǎng)度≈煙道高度，并考慮換熱管的熱膨脹性,故換熱管長(zhǎng)度2500mm。2) 計(jì)算換熱管根數(shù)（1）計(jì)算單根換熱管的換熱面積由設(shè)計(jì)方案確定換熱管采用鋼管，則單根換熱管換熱面積： （2）計(jì)算換熱管根數(shù) 3) 換熱管布置（1）計(jì)算垂直煙氣流動(dòng)方向斷面上的換熱管列數(shù)式中：— 煙氣流量按=50900標(biāo)m3/h ； —流經(jīng)換熱器的煙氣流速，取=3標(biāo)m/s； — 垂直煙氣流動(dòng)方向斷面上的相鄰換熱管間距，=2=； —換熱管外徑，=； —換熱管長(zhǎng)度，= m。故： ，取25根。 （2）計(jì)算沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向上的換熱管排數(shù)①計(jì)算空氣流通截面上的換熱管排數(shù)式中： —空氣流量，按設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)=54886標(biāo)m3/h； —流經(jīng)換熱器的空氣流速，取=8標(biāo)m/s；—換熱管內(nèi)徑，故： ②計(jì)算沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向上的換熱器排數(shù) （3）計(jì)算換熱器行程數(shù) 圖21 空氣換熱器示意圖 確定換熱器材質(zhì)本換熱器內(nèi)氣流為逆叉式，煙氣入口處和空氣出口處管壁溫度最高，煙氣出口處和空氣入口處管壁溫度最低。分別代入《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（524）有：其中：—煙氣側(cè)和空氣側(cè)的給熱系數(shù)， 煙氣和空氣溫度, 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表55，換熱管可采用兩種材質(zhì)，即表面滲鋁碳鋼管和碳鋼管。換熱管煙氣出口處12～13排換熱管采用表面滲鋁碳鋼管，其余換熱管采用碳素鋼管。 計(jì)算換熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1) 熱效率 由《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（525）得 2) 溫度效率 3) 換熱器煙器側(cè)阻力損失該換熱器管子排列為直（順）排，阻力損失按《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》即：其中，煙氣流速：； 煙氣平均溫度：； 由燃料燃燒計(jì)算得：；阻力系數(shù) 其中: n—沿氣流方向的管子排數(shù),2行程, ,所以: 已知燃料燃燒計(jì)算中煙氣成分,查表,計(jì)算運(yùn)動(dòng)黏度:則 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表68得：直排管束阻力修正系數(shù)，所以： 4) 換熱器空氣側(cè)阻力損失（1）局部阻力損失①空氣入口擴(kuò)張局部損失冷空氣入口管道斷面積： 冷空氣入口風(fēng)箱斷面積： 冷空氣入口氣體流速： 面積比： 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表67，則 ②預(yù)熱空氣由風(fēng)箱進(jìn)出換熱管局部損失由圖21可見(jiàn)，換熱器2行程時(shí),預(yù)熱空氣由風(fēng)箱進(jìn)出換熱管共4次，可近似認(rèn)為阻力損失相等。換熱管中空氣流速： 換熱管中空氣平均溫度： 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表67， ③ 預(yù)熱空氣在下風(fēng)箱90186。拐彎阻力損失 下風(fēng)箱流動(dòng)斷面積：下風(fēng)箱空氣流動(dòng)速度：下風(fēng)箱空氣平均溫度： 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表67，④ 預(yù)熱空氣出口收縮局部損失出口管斷面積： 預(yù)熱空氣溫度： t空=380℃預(yù)熱空氣出口流速： 熱空氣出口風(fēng)箱斷面積： 面積比： 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表67， (2) 摩擦阻力損失查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表66， (光滑金屬管道) ,由《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》式（67）得 則：所以: 空氣管路阻力損失計(jì)算及鼓風(fēng)機(jī)選擇 計(jì)算條件1) 進(jìn)換熱器空氣流量（鼓風(fēng)量）：；2) 出換熱器空氣流量（考慮換熱器漏風(fēng)損失5%）: 3) 進(jìn)換熱器空氣溫度（當(dāng)?shù)卮髿馄骄鶞囟龋海?) 出換熱器空氣預(yù)熱溫度：；5) 換熱器前空氣管道中空氣流速（查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表61）：；6) 換熱器換熱管中空氣流速（換熱器設(shè)計(jì)值）：；7) 換熱器后空氣管道中空氣流速（查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表61）：；8) 空氣量分配：上加熱平焰燒嘴40%；下加熱側(cè)燒嘴40%。均熱段燒嘴20%。圖22 空氣管路系統(tǒng)圖 管路分段根據(jù)管路分段原則，將圖2中所示空氣管路系統(tǒng)分段如下：1)風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口；2)換熱器；3)換熱器出口到總管分岔處4)總風(fēng)管分岔處到上部加熱燒嘴供風(fēng)集管；5)總風(fēng)管分岔處到下加熱供風(fēng)集管；6)下加熱集管到側(cè)燒嘴；7)總風(fēng)管分岔處到均熱段燒嘴供風(fēng)集管。 計(jì)算各區(qū)段空氣流量、管道直徑、規(guī)格及空氣流速1) 風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口 2) 換熱器出口到總管分叉處查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得，取3) 總風(fēng)管分岔處到上加熱燒嘴供風(fēng)集管(流量占40%)查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得，取4) 總風(fēng)管分岔處到下加熱集管(流量占60%)；查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得，取5) 下加熱集管到側(cè)燒嘴(每一側(cè)占20%)；查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得，取6) 總風(fēng)管分岔處到均熱段燒嘴供風(fēng)集管(15%)查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得，取 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，確定按到下部側(cè)燒嘴管路系統(tǒng)進(jìn)行阻力計(jì)算（該管路系統(tǒng)阻力最大）。則該供風(fēng)管路系統(tǒng)由下列區(qū)段組成：Ⅰ段—鼓風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口；Ⅱ段—換熱器；Ⅲ段—換熱器出口到總管分叉處；Ⅳ段—總管分叉處到下加熱集管；Ⅴ段—下加熱集管到側(cè)燒嘴。 計(jì)算阻力損失分段號(hào)1ⅠⅡⅢⅣⅤ分段名稱2風(fēng)機(jī)出口到換熱器換熱器換熱器出口到主分叉處主分叉處到下加熱集管端頭下加熱集管到均熱下側(cè)燒嘴通道尺寸分段長(zhǎng)度L(m)39另行計(jì)算9208管道規(guī)格（外徑壁厚mm）41420618206142068204管道內(nèi)徑（當(dāng)量直徑）d(m)5氣體流通橫截面積F(m2)6垂直管高度H(m)7+5+34+1氣體參數(shù)種類8冷空氣熱空氣熱空氣熱空氣密度ρ0（kg/標(biāo)m3）9流量V0（標(biāo)m3/h）105777554886流速W0(標(biāo)m/s)11平均溫度T均（℃）1210376361343通道阻力損失Pa 摩擦損失摩擦阻力系數(shù)131415局部損失阻力系數(shù)：i—來(lái)源n—個(gè)數(shù)j—數(shù)值161718幾何損失地區(qū)大氣最高溫度（℃）19—414141大氣密度(kg/m3）20—?dú)怏w密度(kg/m3）21—22—+分段阻力損失(Pa)23管道總阻力損失(Pa)24采用表格計(jì)算方法，見(jiàn)表26。表26 空氣管路阻力損失表a) 換熱器出口后的風(fēng)路，采用管外包扎，包扎后的熱風(fēng)管路散熱降溫可查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表65。b) 第3欄和第7欄是