【正文】 （413）假設蓄熱體的傳熱表面積不考慮輻射傳熱[16]，把空氣和煙氣的對流傳熱系數(shù)代入下面步驟6中，得綜合傳熱系數(shù)K= W/（m2K），帶入步驟7中， m2，則：蓄熱體表面溫度為：K (414)同上計算出蓄熱體表面溫度下：= ==+= （415）= = W/（m2K）=+=+= W/(m2K) （416） 6)綜合傳熱系數(shù)K蓄熱室總則傳熱系數(shù)為: （417）把S=, =,= W/(m2K)，=(m2K),Z=52s=:K= W/(m2K)7)蓄熱室傳熱表面積計算得蓄熱室對數(shù)平均溫差為=136℃，A=Q/ZK=26417000/(52136)= m2 （418）與步驟5的假設基本相符,故以個蓄熱室的傳熱面積為: m2取93m28)計算蓄熱體需要量設蜂窩體的高度為h,孔為33mm2,則比表面積為: 1000=831 m2/m3 （419）得一個蓄熱室的蓄熱體的體積V為:V=== m3 （420）9)計算蓄熱室?guī)缀纬叽缫粋€蓄熱室水平截面積FF=== m2 （421）（300mm300mm）與假設相符。蓄熱室高度HH=== m共選用規(guī)格為150150150mm3，孔為33mm2的蜂窩體24塊。10)蓄熱室保溫層設計由內(nèi)到外依次為：耐火纖維澆注料（114mm），耐火纖維氈（30mm），鋼板（6mm）。大致計算出熱損失q800 W/ m2,散熱損失較少[18]，保溫效果好。圖41為網(wǎng)狀陶瓷蜂窩蓄熱體 爐前管道直徑計算助燃空氣需要量：Vk=Ln Bmax=152=1549 m3/h （422）爐子總廢氣生成量（排煙量）：Bmax=152=1722 m3/h （423）(1)空氣主、支管道直徑：考慮到蓄熱燃燒系統(tǒng)中助燃空氣管，同時也是排煙管，且煙氣流量大于空氣流量，因此，空氣管道的選擇以煙氣流量為標準。1)求空氣總管直徑DK總，根據(jù)手冊查得，冷空氣管道流速為8～12m/s，取空氣流速為12 m/s，則空氣總管直徑為：DK總== （424）選擇φ2454 mm2)求出蓄熱室空氣管直徑DK支和每組燒嘴的空氣支管道直徑DK支分，為使天然氣與空氣充分混合，按經(jīng)驗取其出口速度為15m/s， 15 =18m/s則出蓄熱室空氣管徑為：DK支== （425）選擇φ1945 mm每組空氣支管直徑為：DK支分== （426）選擇φ1144 .0 mm空氣出口環(huán)形斷面面積f空氣斷面== （427）空氣出口環(huán)形斷面小圓孔噴口直徑在環(huán)形斷面上開六個大小相同的圓孔，每個小圓噴口直徑為：D圓孔== （428）考慮環(huán)形斷面小孔的開設空間，取小孔直徑為22mm。(2)天然氣主、支管道直徑：1)求天然氣總管直徑DR總,根據(jù)手冊查得，天然氣管道流速為15～30m/s，取天然氣流速為15 m/s，則天然氣總管直徑為：DR總== （429）選擇φ60 mm2)求每組燒嘴的煤支管道直徑DR支，全爐六個燒嘴，則DR支== （430）選取φ48 風機的選擇風量即實際空氣需要量為1733m3/h，本系統(tǒng)選用一臺風機同時充當引風和送風功能，其楊程根據(jù)系統(tǒng)壓力選擇。系統(tǒng)壓力包括以下各項：燒嘴前壓力P1，蓄熱室壓力損失P2,換向閥阻力損失P3,被預熱前直角拐彎壓力損失P4(1)燒嘴前空氣壓力為2000Pa；(2)蓄熱室壓力根據(jù)埃根方程計算蓄熱室壓力損失： （431） 對于此蓄熱室，高度為L=。比表面積為s0=831m2/m3；為蓄熱室的空床速度，（氣體的體積流量除以料層總的截面積），此處為:==（432）、為氣體在定性溫度510下的物性參數(shù)，=105Pas；=； （433）代入上述數(shù)據(jù)得蓄熱室壓力損失為：2480Pa(3)換向閥阻力損失=122=217Pa() （434）(4)三個直角拐彎壓力損失=1=260 Pa（） （435）(5)預熱前進蓄熱室突擴的壓力損失 （436）h== Pa （437）(6)出蓄熱室突縮引起的壓力損失 （438）h=2182=30Pa （439）(假設由蓄熱室預熱后進入空氣管徑DK支和由空氣管徑DK支進入管徑DK支分的阻力系數(shù)相同)(7)流入小孔的阻力損失。因自動化部分還未計算，在這里取h=100 Pa(8)流量調(diào)節(jié)蝶閥壓力損失。因自動化部分還未計算，在這里取h=500 Pa總壓力損失：h總=2000+2480+217+260+50+30+1000+600=6637 Pa （440）系統(tǒng)選用風機富裕度按50%富裕計算，則查表[10]，P=7182 Pa ，V=2263 m3/h，功率11kW。 蓄熱式燃燒系統(tǒng)（1）工作原理圖在天然氣管道上設置的儀表和閥門分別為：手動閥、壓力表、流量計、壓力開關、電磁閥、電動調(diào)節(jié)閥，在蓄熱室入口設置電磁閥、手動閥?？諝夤艿郎?設置的儀表和閥門為：手動閥、電動調(diào)節(jié)閥、四通換向閥、壓力表等，同時控制換向閥轉(zhuǎn)動的汽缸連接空壓機。本系統(tǒng)選用一套風機裝置，同時實現(xiàn)送風與抽吸煙氣的功能。：（2）系統(tǒng)安裝罩式爐所用的儀表主要包括：空氣管路上﹑天然氣管路上﹑爐膛上的壓力表，檢測并記錄爐膛及蓄熱室溫度的熱電偶，測量空氣及天然氣流量用電動調(diào)節(jié)閥控制，其中天然氣管路還裝有常閉電磁閥，控制天然氣管路的開關，用于在線記錄天然氣流量﹑流速的渦輪流量計。把蓄熱式燃燒系統(tǒng)的各部分組裝起來，包括燃燒器﹑天然氣部分﹑空氣部分以及控制部分組成。 1——手動閥（天然氣管道） 2——壓力表 3——渦輪流量計 4——壓力開關5——電動調(diào)節(jié)閥（天然氣管道） 6——電磁閥 7——燒嘴 8——熱電偶9——電動調(diào)節(jié)閥（空氣管道） 10——換向閥 11——手動閥（空氣管道） 12—風機圖42蓄熱燃燒系統(tǒng)工作原理 壓力表手動閥流量計壓力開關電磁閥電磁閥電磁閥調(diào)節(jié)閥手動閥手動閥燒嘴燒嘴天然氣圖43天然氣系統(tǒng)儀器儀表安裝示意圖空氣風機手動閥調(diào)節(jié)閥換向閥壓力表熱電偶蓄熱室熱電偶壓力表燒嘴汽缸空壓機空氣圖44空氣系統(tǒng)儀器儀表安裝示意圖東北大學畢業(yè)設計 第5章 結論第5章 結論本文在介紹和討論蓄熱式燃燒技術的優(yōu)點之后，將其較合理的應用到了傳統(tǒng)的熱處理爐上[18]，并對內(nèi)罩中板卷最終溫差與加熱時間做了Excel數(shù)學模型試驗研究。概括起來，可以得到如下結論:（1）經(jīng)過熱平衡計算，得到罩式爐熱處理爐天然氣最大消耗量為162m3/h，空氣需求量為1733m3/h，廢氣生成量為1898 m3/h，并以此為依據(jù)，設計天然氣管道和空氣管道。（2）采用蓄熱式燃燒技術，燒嘴采用DT80式低壓燒嘴。設計成雙燒嘴式，一側3個燒嘴用于燃燒，一側3個燒嘴用于排煙。對應的設計出雙蓄熱室結構。換向閥采用旋轉(zhuǎn)式四通換向閥，其切換由自動控制系統(tǒng)進行控制。（3）本文對鋼板卷在爐內(nèi)的傳熱計算，進行了Excele數(shù)學模型實驗，結果表明，影響板卷最終加熱溫差的主要因素是板卷的冷裝與熱裝。冷裝板卷的最終溫差相對熱裝板卷最終溫差較高一些。（4）傳統(tǒng)的單垛卷罩式熱處理爐，操作較方便，但熱效率極低僅30%，占地面積達，生產(chǎn)量低。采用蓄熱燃燒技術后，其效率可由傳統(tǒng)爐型的30%提高到40%，不僅大幅度降低了能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本，更是減輕了對環(huán)境的污染，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。（5）蓄熱燃燒系統(tǒng)在熱處理爐上的應用空間廣闊例如在輥底式熱處理爐、在不銹帶鋼退火爐、在輻射管式爐等，目前都已經(jīng)在開發(fā)，蓄熱式熱處理爐因燃料在爐內(nèi)擴散燃燒，降低了NOX在高溫狀態(tài)下的生成條件,爐氣中NOX的含量明顯減少。國內(nèi)很多企業(yè)的熱處理爐，在以氣代油、以高熱值的天然氣代替低熱值煤氣、在爐窯節(jié)能改造方面；在選擇合理爐型，優(yōu)先用先進的加熱手段簡化工廠設備、提高產(chǎn)量、降低產(chǎn)，品成本等方面，完全可以大膽采用該技術。東北大學畢業(yè)設計 參考文獻參考文獻[1] 閆文紅. 蓄熱式高溫空氣燃燒技術在熱處理爐上的應用[J].冶金管理，2004（8）：4849.[2] 溫治，代朝紅. 蓄熱式高溫空氣燃燒技術的研究現(xiàn)狀及應用前景分析[J]. 河南冶金，2002(6)：67.[3] 吳長壽 ，唐彬桂 ，——21世紀節(jié)能環(huán)保新利器[J].江西能源，2003(3)：3132.[4] [J].冶金能源，2001.[5] [J].革新與改造.[6] [M].機械工業(yè)出版社，1996.[7] [J].(06). [8] [D].東北大學，2008.[9] [M].東北大學，1994.[10] 趙渭國，杜濤，[M].東北大學，2005.[11] [J].冶金工業(yè)出版社.[12] BM蒂姆恰克，BJI古索夫斯基著，于鳳任，[M].機械工業(yè)出版社，1989.[13] 楊世銘，[M].高等教育出版社，2006.[14] , 1999 : 194～196.[15] [J].工業(yè)爐,1998 , 20(3) : 9～10.[16] 王皆騰，[J].工程熱物理學報2003.[17] 史美中，[M].東南大學出版社，2003.[18] W特林克斯，MH莫欣尼，[M].冶金工業(yè)出版社，1978.東北大學畢業(yè)設計 附錄