【正文】 參考文獻(xiàn)[1] .[2]韓昭滄主編 .燃料及燃燒 .第二版 .北京： .
。因此我領(lǐng)悟了很多，凡是要辦成某件事，必須在許多人的關(guān)心和幫助下才能順利完成，這就是所謂的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在以后的工作和學(xué)習(xí)中我將保持這種方式。致謝本課程設(shè)計(jì)是在我們的導(dǎo)師胡愛鳳老師的悉心指導(dǎo)下完成的，時(shí)間歷經(jīng)四個(gè)月，通過本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)推鋼式加熱爐的知識(shí)有了更深刻的了解，不但是結(jié)構(gòu)上的，而且還包括其工作原理的認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)提高爐子熱效率的有效途徑如下：1） 預(yù)熱空氣到350℃，使得廢氣帶走的熱量盡量返回爐膛；2） 減少爐膛內(nèi)的熱損失（爐墻的導(dǎo)熱損失，水管冷卻水帶走的熱量）；3） 減少廢氣帶走的熱量，使廢氣的熱量盡可能的留在爐膛。期間搜集整理了大量的相關(guān)資料，對(duì)加熱爐的設(shè)計(jì)過程有了應(yīng)有的了解。設(shè)摻大氣后混合煙氣溫度t=250℃，大氣溫度t=39℃,按式（630）得摻大氣后煙氣實(shí)際體積 V= =158793m/h根據(jù)V=158793m/h，h=查表612 ，V=40298Pa,P=3232Pa,功率為75W。設(shè)比熱不隨煙氣溫度變化，那么該段煙氣平均溫度：℃ 末端溫度：℃6 .計(jì)算各段煙氣流速Ⅰ段：Ⅱ段：Ⅲ段：，換熱器另行計(jì)算Ⅳ段：7 .阻力損失計(jì)算(表格化計(jì)算)，見表3108 .煙囪計(jì)算1) 計(jì)算煙囪出口直徑 按式(619)，取煙囪出口流速3煙囪出口截面積： 煙囪出口直徑： 2) 確定煙囪平均直徑取煙出：,3）計(jì)算煙囪中煙氣的平均溫度：℃，預(yù)設(shè)煙囪高度，煙囪降溫3℃/ 則：℃ ℃表310煙道阻力損失計(jì)算表分段號(hào)1分段名稱2爐尾豎煙道豎煙道到換熱器換熱器換熱器到煙囪或排煙機(jī)入口通道尺寸分段長度L(m)32 .59另行計(jì)算見前面部分15斷面尺寸(mm)4139217162436305424363054斷面積F(m2)5當(dāng)量直徑d(m)6 垂直高度H(m)72 .5——?dú)怏w參數(shù)種類8燃燒煙氣燃燒煙氣燃燒煙氣密度ρ0(kg/標(biāo)m3)91 .2841 .2841 .284流量V0(標(biāo)m3/h)10164594937754315流速W0(標(biāo)m/s)11 平均溫度(℃)12793767391通道阻力損失Pa摩擦損失摩擦阻力系數(shù)λ130 .050 .050 .0514 15 局部損失阻力簡圖阻力系數(shù)I—來源（表中的序號(hào)）n— 個(gè)數(shù)j——數(shù)值16ζ2b=0 .5ζ52a=1 .5ζ27=1 .1ζ27=1 .1ζ27c=1 .0ζ59=4Σζ170 .52 .66 .118 幾何壓頭地區(qū)大氣最高溫度t大氣(℃)19393939大氣密度 (kg/ m3)ρD=1 .293/(1+βt大氣)201 .1311 .1311 .131氣體密度(kg/ m3)ρg=ρ0 /(1+βt均)210 .330 .340 .53h幾=177。 該段煙氣平均溫度：=800－0 .5(62 .5)=793℃末端溫度：=800－62 .5=785℃ Ⅱ段：查表65取溫將4℃/m. 該段煙氣平均溫度：=785－0 .5(49)=767℃末端溫度：=785－49=749℃Ⅲ段：換熱器另行計(jì)算(見前面設(shè)計(jì)計(jì)算).出換熱器煙氣溫度為463℃。故：斷面積，當(dāng)量直徑Ⅳ段：煙道尺寸同Ⅱ段。 Ⅰ段：計(jì)算每條豎煙道的斷面的端面尺寸（共3條豎煙道）。3 .分段Ⅰ段—爐尾煙氣豎煙道；Ⅱ段—豎煙道到換熱器入口；Ⅲ段—換熱器；Ⅳ段—換熱器出口到煙囪入口。 總壓力損失：總流量：所以，查表610選用919系列No .16D4號(hào)鼓風(fēng)機(jī)。表9管道阻力損失計(jì)算表分段號(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岔處主分岔處到下加熱集管端頭下加熱集管端頭到下側(cè)燒嘴通道尺寸分段長度L（m）39另行計(jì)算見本章?lián)Q熱器計(jì)算9208管道規(guī)格（外徑*壁厚）41220615206122069204管道內(nèi)徑（當(dāng)量直徑）51 .5081 .2080 .912氣體流通橫截面積F（m）61 .7851 .1460 .653垂直管高度H（m ）75+34+1氣體參數(shù)種類8冷空氣熱空氣熱空氣熱空氣密度（Kg/標(biāo)m）91 .2931 .2931 .2931 .293流量（標(biāo)m/h）1043741415542493212466流速（標(biāo)m/s）11平均溫度1220361347摩擦損失摩擦阻力系數(shù)130 .040 .040 .040 .041415通道阻力損失局部損失阻力系數(shù)：16＝2 .0 .7＝20 .7=20 .7171 .81 .42 .71 .818幾何壓頭地區(qū)大氣最高溫度19—393939大氣密度（kg/標(biāo)m）20—1 .1311 .1311 .131氣體密度（kg/標(biāo)m）21—22—分段阻力損失23管道總阻損失（Pa）247 .鼓風(fēng)機(jī)的選擇主要是額定壓力和額定流量的選擇。20)換熱器空氣阻力損失見前面計(jì)算數(shù)據(jù)，填入第23欄換熱器分段中。18)第22欄由第21欄數(shù)據(jù)代入求得。16)按第20欄公式計(jì)算大氣密度。14)將第14欄與第17欄數(shù)據(jù)乘積填入第18欄。11)第114欄數(shù)據(jù)相乘，在除以第5欄數(shù)據(jù)，結(jié)果填入第15欄.12)第16欄局部阻力系數(shù)查表。7)第11欄0℃是的流速按第10欄和第6欄數(shù)據(jù)求得。5)第9欄0℃時(shí)的密度根據(jù)氣體種類查閱有關(guān)圖表。6 .計(jì)算阻力損失：：1)換熱器出口后的風(fēng)路，采用管外包扎，包扎后的熱風(fēng)管路散熱降溫可查表：2)第3欄和第7欄是按管路布置圖預(yù)先估計(jì)的.“+”表示氣流上升，“－”表示氣流下降。4 .計(jì)算各區(qū)段空氣流量、管道內(nèi)徑、規(guī)格及空氣流速。換熱管中空氣流速： 換熱管中空氣平均溫度： ℃ 查表67，=0 .5，= c)預(yù)熱空氣在上下風(fēng)箱90拐彎阻力損失上下風(fēng)箱流動(dòng)截面積：下風(fēng)箱空氣流動(dòng)速度：下風(fēng)箱空氣平均溫度 =200℃ 查表67，=2 .0， h=d)預(yù)熱空氣出口收縮局部損失出口管斷面積：f=預(yù)熱空氣溫度：=380℃ 預(yù)熱空氣出口流速：熱空氣出口風(fēng)箱斷面積： 面積比： = 查表67，=0 .36，=(B)摩擦阻力損失查表66，=0 .04，=0 .05，℃ 由式(67)得，所以1 .計(jì)算條件1) 進(jìn)換熱器空氣流量（鼓風(fēng)量）：=43741；2) 出換熱器空氣流量（考慮換熱器漏風(fēng)損失5%）：=41554；3) 進(jìn)換熱器空氣溫度（當(dāng)?shù)仄骄髿鉁囟龋?20℃ 4) 出換熱器空氣預(yù)熱溫度：=380℃ ；5) 換熱器前空氣管道中空氣流速： =10；6) 換熱器換熱管中空氣流速（換熱器設(shè)計(jì)值）：=8；7) 換熱器后空氣管道中空氣流速：=6；8) 空氣量分配：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 .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管壁溫度最高，（5—24）得： ℃ 所以：℃查表55，換熱管可采用兩種材質(zhì)，即表面滲鋁碳鋼管和碳鋼管，換熱器煙氣入口處換熱管采用表面滲鋁碳鋼管，其余換熱管采用碳鋼管。4 .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)取0 .9，煙氣和空氣的比熱查表15得=(標(biāo)m℃)、=C= KJ/(標(biāo)m℃)設(shè)=400~700℃，C= KJ/(標(biāo)m℃)則： ℃ 2)計(jì)算換熱器換熱面積(A)計(jì)算預(yù)熱空氣在換熱器中獲得的熱量＝ = 43741（3801 .296－201 .296）=10(B)計(jì)算換熱器中煙氣與空氣的平均溫壓按式(57)、(58)：當(dāng)空氣預(yù)熱溫度小于300~400℃時(shí)取1(C)計(jì)算傳熱系數(shù)k，由式(513)得： a)計(jì)算管外煙氣側(cè)面給熱系數(shù)： 先計(jì)算輻射給熱系數(shù)：=(+)/2=(750＋463)/2=607℃根據(jù)S=0 .203m，=607℃ ，查表54得：=26 .73再計(jì)算對(duì)流給熱系數(shù)，按式(520)其中：=607℃，,，故：＝+＝+210＝(B)計(jì)算管內(nèi)空氣側(cè)給熱系數(shù)，按式(521)其中：=(380+20)/2=200℃,則：由于管內(nèi)插入“—”字形紐帶插入件，對(duì)流系數(shù)是光管的1 .81倍.所以，=1 .81=1 .81134=243傳熱系數(shù)由于換熱器使用中可能產(chǎn)生積灰等現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)降低，影響空氣預(yù)熱溫度，=0 .85則：將℃，代入公式5 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)確定換熱管長度 由于該連續(xù)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，換熱管的長度取決于煙道的高度.（A）煙道流通面積.式中：—進(jìn)入煙道煙氣流量，=49377； —煙道中煙氣流速，查表61，取.則： =49377/（36002）=（B）確定煙道尺寸根據(jù)=，查表64（拱頂角180）得煙道尺寸：2436mm（寬）3054mm（高）（C）確定換熱管長度根據(jù)換熱管長度近似于煙道高度，故取換熱管長度=3050.2)計(jì)算換熱管根數(shù)（A）單根換熱管的換熱面積由設(shè)計(jì)方案確定換熱管采用605鋼管，則單根換熱管換熱面積： (B)計(jì)算換熱管根數(shù)根3)換熱管布置（A）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=49377；—流經(jīng)換熱器的煙氣流速，??； —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，=0 .06；—換熱管長度，=.故： 根，取25根.（B）計(jì)算沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向上的換熱管排數(shù)a)空氣流通截面上的換熱管排數(shù) 則： 根b)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向上的換熱管排數(shù) ，取31根。1）加熱段上加熱采用端側(cè)供熱燒嘴選用DW—I—9型，最大燃燒能力為600，供熱量：；需要燒嘴量：，每側(cè)分別取個(gè)，端部取3個(gè)。表3—8爐膛熱平衡表爐膛熱收入爐膛熱支出序號(hào)項(xiàng) 目熱量kJ/h%序號(hào)項(xiàng) 目熱 量kJ/h％123燃料燃燒化學(xué)熱預(yù)熱空氣帶入熱金屬氧化放熱123456加熱金屬物理熱出爐膛廢氣物理熱冷卻水帶走物理熱爐壁的導(dǎo)熱損失經(jīng)爐門熱損失其它熱損失合計(jì)100合計(jì)1002 .燒嘴選型及安裝連續(xù)加熱爐爐溫高，爐溫均勻性好，因此燒嘴的燃燒火焰要有一定的長度和鋪展面。根數(shù)：所以n取2，由于是雙排料，故n=22=4所以取根縱水管4根，規(guī)格： 2）橫水管間距：為了減少水冷損失，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在加熱段、均熱段橫水管的間距取2320mm，預(yù)熱段用基墻支撐.規(guī)格：按經(jīng)驗(yàn)取.根數(shù)：根5．爐子結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)1）有效爐底面積： 2）鋼壓爐底面積：3）爐底利用系數(shù)： 4）有效爐底強(qiáng)度： 5）鋼壓爐底強(qiáng)度：設(shè)車間內(nèi)平均環(huán)境溫度20℃1．爐膛熱收入1）燃料燃燒化學(xué)熱，設(shè)爐膛燃料消耗量為則： 預(yù)熱空氣進(jìn)入爐膛物理熱查表15得， =1 .296(35020)=833 3）金屬氧化放熱按式44得，取a=0 .015 所以： 2．爐膛熱支出1）加熱金屬帶出物理熱查表33得 1250℃、20℃時(shí)，鋼的比熱分別是： 、所以： 2）爐膛廢氣帶出的物理熱損失 式中：℃，℃，查表15得： 所以： 3）爐底冷卻水管帶出的物理熱損失 按理論法計(jì)算，冷卻水的入口溫度為40℃，出口溫度為60℃所以管壁平均溫度為℃因?yàn)椋瑹煔馄骄鶞囟取姘词剑?8）℃所以，由公式℃；即4）爐壁導(dǎo)熱損失（A）爐壁內(nèi)表面平均溫度的計(jì)算 a)均熱段已知，＝1297℃ b)加熱段已知，＝1207℃c)預(yù)熱段已知，＝971℃（B）環(huán)境平均溫度℃（C）爐壁導(dǎo)熱損失計(jì)算a）均熱段爐頂已知：℃ ，℃，設(shè)：硅質(zhì)