【正文】 5可得，所以，2）計算換熱器換熱面積（1）計算預熱空氣在換熱器中獲得的熱量（2）計算換熱器中煙氣與空氣的平均溫壓（℃） （3）計算傳熱系數k，由《火焰爐設計計算參考資料》式（513）得 式中，—分別為煙氣側和空氣側的給熱系數—換熱器器壁熱阻，對于金屬換熱器，很小，又很大，故值可忽略不計，則 ①計算管外煙氣側給熱系數 由《火焰爐設計計算參考資料》式（514）=+a 計算輻射給熱系數由《火焰爐設計計算參考資料》式（516）=， 式中： 根據S= m，=，查《火焰爐設計計算參考資料》表54得 b 計算對流給熱系數按《火焰爐設計計算參考資料》式（520）其中：故 =+=+=② 計算管內空氣側給熱系數因為空氣中三原子氣體含量極少,其輻射給熱系數可忽略不計,只須計算，按《火焰爐設計計算參考資料》式（521）則=（+）， 其中，由于管內插入“十”字形紐帶插入件。故 所以， 傳熱系數 由于換熱器使用中可能出現積灰等現象，導致?lián)Q熱系數降低，影響空氣預熱溫度，所以實際傳熱系數用計算出的K值乘以降低系數加以修正。根據經驗選取，此處取，則 將代入《火焰爐設計計算參考資料》式（55），得換熱器換熱面積為： 結構設計1）確定換熱管長度由于該連續(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，所以對于平滑直管換熱器，換熱管的長度取決于煙道的高度。首先確定煙道尺寸（1）計算煙道流通面積，㎡ 式中：—進入煙道煙氣流量，=50900標m3/h；—煙道中煙氣流量，查《火焰爐設計計算參考資料》表61，取，則 (2) 確定煙道尺寸根據，查《火焰爐設計計算參考資料》表64（拱頂角180186。）煙道尺寸： 1972mm（寬）2482mm（高）(3) 確定換熱管長度根據換熱管長度≈煙道高度，并考慮換熱管的熱膨脹性,故換熱管長度2500mm。2) 計算換熱管根數（1）計算單根換熱管的換熱面積由設計方案確定換熱管采用鋼管，則單根換熱管換熱面積： （2）計算換熱管根數 3) 換熱管布置（1）計算垂直煙氣流動方向斷面上的換熱管列數式中：— 煙氣流量按=50900標m3/h ； —流經換熱器的煙氣流速，取=3標m/s； — 垂直煙氣流動方向斷面上的相鄰換熱管間距，=2=； —換熱管外徑，=； —換熱管長度，= m。故： ，取25根。 （2）計算沿煙氣流動方向上的換熱管排數①計算空氣流通截面上的換熱管排數式中： —空氣流量，按設計數據=54886標m3/h； —流經換熱器的空氣流速，取=8標m/s；—換熱管內徑，故： ②計算沿煙氣流動方向上的換熱器排數 （3）計算換熱器行程數 圖21 空氣換熱器示意圖 確定換熱器材質本換熱器內氣流為逆叉式，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《火焰爐設計計算參考資料》式（524）有：其中：—煙氣側和空氣側的給熱系數， 煙氣和空氣溫度, 查《火焰爐設計計算參考資料》表55，換熱管可采用兩種材質，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。 計算換熱器運行經濟指標1) 熱效率 由《火焰爐設計計算參考資料》式（525）得 2) 溫度效率 3) 換熱器煙器側阻力損失該換熱器管子排列為直（順）排，阻力損失按《火焰爐設計計算參考資料》即：其中，煙氣流速：； 煙氣平均溫度：； 由燃料燃燒計算得：；阻力系數 其中: n—沿氣流方向的管子排數,2行程, ,所以: 已知燃料燃燒計算中煙氣成分,查表,計算運動黏度:則 查《火焰爐設計計算參考資料》表68得：直排管束阻力修正系數，所以： 4) 換熱器空氣側阻力損失（1）局部阻力損失①空氣入口擴張局部損失冷空氣入口管道斷面積： 冷空氣入口風箱斷面積： 冷空氣入口氣體流速： 面積比： 查《火焰爐設計計算參考資料》表67，則 ②預熱空氣由風箱進出換熱管局部損失由圖21可見，換熱器2行程時,預熱空氣由風箱進出換熱管共4次，可近似認為阻力損失相等。換熱管中空氣流速： 換熱管中空氣平均溫度： 查《火焰爐設計計算參考資料》表67， ③ 預熱空氣在下風箱90186。拐彎阻力損失 下風箱流動斷面積：下風箱空氣流動速度：下風箱空氣平均溫度： 查《火焰爐設計計算參考資料》表67，④ 預熱空氣出口收縮局部損失出口管斷面積： 預熱空氣溫度： t空=380℃預熱空氣出口流速： 熱空氣出口風箱斷面積： 面積比： 查《火焰爐設計計算參考資料》表67， (2) 摩擦阻力損失查《火焰爐設計計算參考資料》表66， (光滑金屬管道) ,由《火焰爐設計計算參考資料》式（67）得 則：所以: 空氣管路阻力損失計算及鼓風機選擇 計算條件1) 進換熱器空氣流量（鼓風量）：；2) 出換熱器空氣流量（考慮換熱器漏風損失5%）: 3) 進換熱器空氣溫度（當地大氣平均溫度）：；4) 出換熱器空氣預熱溫度：；5) 換熱器前空氣管道中空氣流速（查《火焰爐設計計算參考資料》表61）：；6) 換熱器換熱管中空氣流速（換熱器設計值）：；7) 換熱器后空氣管道中空氣流速（查《火焰爐設計計算參考資料》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)風機出口到換熱器入口；2)換熱器；3)換熱器出口到總管分岔處4)總風管分岔處到上部加熱燒嘴供風集管；5)總風管分岔處到下加熱供風集管；6)下加熱集管到側燒嘴；7)總風管分岔處到均熱段燒嘴供風集管。 計算各區(qū)段空氣流量、管道直徑、規(guī)格及空氣流速1) 風機出口到換熱器入口 2) 換熱器出口到總管分叉處查《火焰爐設計計算參考資料》表62得，取3) 總風管分岔處到上加熱燒嘴供風集管(流量占40%)查《火焰爐設計計算參考資料》表62得，取4) 總風管分岔處到下加熱集管(流量占60%)；查《火焰爐設計計算參考資料》表62得，取5) 下加熱集管到側燒嘴(每一側占20%)；查《火焰爐設計計算參考資料》表62得，取6) 總風管分岔處到均熱段燒嘴供風集管(15%)查《火焰爐設計計算參考資料》表62得，取 確定計算阻力損失的管路系統(tǒng)根據阻力損失計算原則，確定按到下部側燒嘴管路系統(tǒng)進行阻力計算（該管路系統(tǒng)阻力最大）。則該供風管路系統(tǒng)由下列區(qū)段組成：Ⅰ段—鼓風機出口到換熱器入口；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—下加熱集管到側燒嘴。 計算阻力損失分段號1ⅠⅡⅢⅣⅤ分段名稱2風機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燒嘴通道尺寸分段長度L(m)39另行計算9208管道規(guī)格（外徑壁厚mm）41420618206142068204管道內徑（當量直徑）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氣體參數種類8冷空氣熱空氣熱空氣熱空氣密度ρ0（kg/標m3）9流量V0（標m3/h）105777554886流速W0(標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131415局部損失阻力系數：i—來源n—個數j—數值161718幾何損失地區(qū)大氣最高溫度（℃）19—414141大氣密度(kg/m3）20—氣體密度(kg/m3）21—22—+分段阻力損失(Pa)23管道總阻力損失(Pa)24采用表格計算方法，見表26。表26 空氣管路阻力損失表a) 換熱器出口后的風路，采用管外包扎，包扎后的熱風管路散熱降溫可查《火焰爐設計計算參考資料》表65。b) 第3欄和第7欄是按管路布置圖6預先設計的?！?”表示氣流上升，“”表示氣流下降。c) 第4欄和第5欄中的管道規(guī)格和內徑由上述計算查《火焰爐設計計算參考資料》表62得到。d) 第6欄氣體流動截面積由第5欄管道內徑求得。e) 第9欄0℃時的密度根據氣體種類查閱《火焰爐設計計算參考資料》表15。f) 第10欄0℃時的流量根據上述空氣流量分配求得。g) 第11欄0℃時的流速按第10欄和第6欄數據求得。h) 第12欄為各段氣體的平均溫度。對管道絕熱包扎的溫降按1℃/m計算。第Ⅲ段管道平均溫度：末端溫度：第Ⅳ段管道平均溫度：末端溫度：第Ⅴ段管道平均溫度： 末端溫度：i) 第13欄值查《火焰爐設計計算參考資料》表66。j) 第14欄由第112欄中數據求得。k) 第114欄數據相乘，再除以第5欄數據，結果填入第15欄。l) 第16欄局部系數查《火焰爐設計計算參考資料》表67。標明局部阻力系數，相同系數合并相加。m) 將以上同一分段中的局部阻力系數總和填入第17欄。n) 將第14欄與第17欄數據乘積填入第18欄。o) 第19欄數據年最高大氣溫度取41℃。p) 按第20 欄公式計算大氣密度。q) 第21欄由第12欄數據代入求得。r) 第22欄由第21欄數據代入求得。氣流向上流動用“”表示，向下流動用“+”表示。s) 將分段的第1122欄數據相加填入第23欄。t) 將換熱空氣側阻力損失（見換熱器設計計算數據）填入第23欄換熱器分段中。u) 把各段壓力損失相加得到總阻力損失，填入第24欄。 鼓風機的選擇主要是額定壓力和額定流量的選擇。鼓風機工作時，額定壓力主要用來克服下列阻力損失：1)空氣管路壓力損失：由上表得=；2)流量孔板壓力損失：因自動化部分還未計算,在這里取=1000Pa；3)流量調節(jié)蝶閥壓力損失：因自動化部分還未計算,這里取=600Pa；4)煤氣燒嘴用空氣壓力損失：本設計選擇的是DWI型燒嘴, 查出的數值是該燒嘴在且空、煤氣均不預熱條件下的燃燒能力。而現在空氣預熱溫度到350℃，煤氣低發(fā)熱值為17835kJ/標m3，所以，為了不降低燒嘴燃燒能力，必須提高空氣壓力。此時空氣壓力可按《火焰爐設計計算參考資料》式（72）、（74）計算，即： 總壓力損失： 總流量： 查《火焰爐設計計算參考資料》表610，選用919 ，P=13035Pa,V=63305標m3/h,功率410Kw。 煤氣管道阻力損失計算計算方法和步驟同空氣管路，這里省略。 煙道阻力損失及煙囪計算（引風機選擇） 計算條件1) 進煙道煙氣量：=50900標m3/h；2) 進煙道煙氣溫度：t=850℃；3) 煙氣密度：。 繪制排煙系統(tǒng)圖，見圖23圖23排煙系統(tǒng)圖 分段Ⅰ段—爐尾豎煙道；Ⅱ段—豎煙道到換熱器入口；Ⅲ段—換熱器；Ⅳ段—換熱器出口到煙囪（或引風機）入口。 各段煙道斷面尺寸確定首先預確定煙道中的煙氣流速，查《火焰爐設計計算參考資料》表61取然后計算截面積，根據截面積確定煙道尺寸。 Ⅰ段：計算每條豎煙道的斷面尺寸（共3條豎煙道），選用斷面尺寸為13921716mm故 Ⅱ段：，選用180186。拱，查《火焰爐設計計算參考資料》表64得，煙道尺寸為2436(寬)3056（高）mm故 斷面積： 當量直徑： Ⅳ段：煙道尺寸同Ⅱ段 計算各段煙氣溫度Ⅰ段：已知豎煙道入口煙氣溫度為850℃