【正文】 b) 第3欄和第7欄是。 計算阻力損失分段號1ⅠⅡⅢⅣⅤ分段名稱2風(fēng)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(cè)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(nèi)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(shù)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(shù)131415局部損失阻力系數(shù)：i—來源n—個數(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—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。 計算各區(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)計計算參考資料》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)計計算參考資料》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)計計算參考資料》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)計計算參考資料》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(jù)阻力損失計算原則，確定按到下部側(cè)燒嘴管路系統(tǒng)進行阻力計算（該管路系統(tǒng)阻力最大）。均熱段燒嘴20%。換熱管中空氣流速： 換熱管中空氣平均溫度： 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表67， ③ 預(yù)熱空氣在下風(fēng)箱90186。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。 （2）計算沿?zé)煔饬鲃臃较蛏系膿Q熱管排數(shù)①計算空氣流通截面上的換熱管排數(shù)式中： —空氣流量，按設(shè)計數(shù)據(jù)=54886標m3/h； —流經(jīng)換熱器的空氣流速，取=8標m/s；—換熱管內(nèi)徑，故： ②計算沿?zé)煔饬鲃臃较蛏系膿Q熱器排數(shù) （3）計算換熱器行程數(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。2) 計算換熱管根數(shù)（1）計算單根換熱管的換熱面積由設(shè)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(shù) 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(shù)式中：— 煙氣流量按=50900標m3/h ； —流經(jīng)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。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(shè)計計算參考資料》表61，取，則 (2) 確定煙道尺寸根據(jù)，查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表64（拱頂角180186。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，所以實際傳熱系數(shù)用計算出的K值乘以降低系數(shù)加以修正。 設(shè)計方案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)。/h，則燒嘴個數(shù)為：這里取8個端燒嘴,6個平焰燒嘴。③均熱段：采用端燒嘴, DWI8型煤氣燒嘴，其燃燒能力為190標m179。②加熱段上加熱：采用TP150平焰燒嘴,燃燒能力為150標m179。選用DWI型煤氣燒嘴。該加熱爐上加熱采用爐頂平焰燒嘴。這里按經(jīng)驗選?。?=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 爐膛熱平衡表 將上述計算計算數(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項目熱量%序號項目熱量%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100合 計100 爐子工作指標①單位燃耗:標/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，即 煤氣燒嘴的選用 選擇依據(jù)1）燃料種類:焦爐煤氣；2）煤氣低發(fā)熱值:17835kJ/標m3；3）爐子最大燃料消耗量:B=11435標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度的鋪展面。取=1則：所以， 綜上：6）其他熱損失 這些熱損失包括爐底散熱損失，操作爐門散熱熱損失等。取=1則：② 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表15，t氣=850℃時, 。 —爐門在單位時間內(nèi)的開啟時間； —溢出的爐氣溫度，℃； —分別為爐氣在0℃和0℃之間的平均比熱容,kJ/標m3.℃ 其中：式中：—流量系數(shù)，—爐門的開啟高度，米 b—爐門的寬，米—空氣和爐氣在各自溫度下的密度，kg/標t氣—溢出的爐氣的溫度，—氣體膨脹系數(shù)， g—重力加速度① 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表15，t氣=1298℃時, 。那么：預(yù)熱段爐墻粘土磚與硅藻土磚交界處實際溫度： 預(yù)熱段爐墻外表溫度： ②同理可計算出其他部位爐墻及爐頂導(dǎo)熱損失，計算結(jié)果列于表24。 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表33得， 則 ： 2） 出爐膛廢氣帶出的物理熱損失Q 式中: —單位燃料燃燒時產(chǎn)生的煙氣量 t—爐膛廢氣溫度、 —分別為廢氣在0～t和0～t之間的平均比熱容 t=850℃， t=10℃ 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表（15）得 所以，3）爐壁導(dǎo)熱損失由《火焰爐設(shè)計計算參考資料》式（414） 式中:t壁—爐壁內(nèi)表面溫度, T環(huán)—爐子周圍環(huán)境溫度 S—各層耐火材料砌筑厚度 λ—各層耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù) —爐墻外表面向周圍大氣傳熱熱阻, F—爐壁外表面積(1) 爐膛內(nèi)表面平均溫度的計算 ①均熱段已知: g均= M均= ，代入得②加熱段已知: = g加= M加=,代入得③預(yù)熱段已知: = g預(yù)= M預(yù)= ，代入得(2)環(huán)境平均溫度: =10℃(3)爐壁導(dǎo)熱損失的計算①預(yù)熱段爐墻導(dǎo)熱損失的計算本設(shè)計爐墻選用348mm(3塊)粘土磚和116mm(1塊)絕熱磚,其中絕熱磚選用硅藻土磚。由于是雙排料，因此n縱=4根規(guī)格：按經(jīng)驗取2）橫水管間距：為了減小水冷損失，加熱段橫水管間距取2320mm，預(yù)熱段采用基墻支撐規(guī)格：按經(jīng)驗取根數(shù)：3）管子強度校核 管子單重為縱水管管徑選擇與強度計算 當橫水管間距為2320mm時，每根縱水管受力（P）及彎矩（Mmax）計算 選用鋼管，W= 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）有效爐底強度：5）鋼壓爐底強度： 爐膛熱平衡與燃料消耗量計算基準溫度為車間內(nèi)環(huán)境平均溫度，設(shè)其為℃。根數(shù)：由《火焰爐設(shè)計計算參考資料》式（88）得 根當n2時取2根，n2時取3根。為了滿足鋼坯不“掉道“的要求，一般，即。）當時，計算得，取。它與鋼料厚度、懸出長度、鋼料溫度及停留時間長短等因素有關(guān)?；赖母鶖?shù)根據(jù)料坯長短及受力大小而確定的，在確定滑道之間的距離時應(yīng)遵循以下原則：a：保證鋼料運行時不掉鋼，即應(yīng)保證鋼料兩端距離水管懸出一定長度。 爐底水管尺寸的確定1）縱水管間距：式中：—縱滑道最大間距，米； —鋼料最小厚度，米。 爐膛各部分耐火材料的確定 爐頂:當B4m時,與使用可塑料相比,可縮短修爐周期,提高爐子作業(yè)率,從而降低燃料消耗,本設(shè)計采用耐火混凝土澆注料,它強度高,材料易得,施工方便,適用與無酸堿侵蝕及一般爐子或熱工設(shè)備內(nèi)襯,本設(shè)計在加熱段和均熱段采用磷酸耐火混凝土,它的最高使用溫度1450度；預(yù)熱段采用礬土水泥耐火混凝土,它的最高使用溫度1350度,厚450mm。拱頂,尺寸一般為580mm(寬)(800～1000)mm(高)。開設(shè)位置通常在加熱段。三段連續(xù)加熱爐一般設(shè)在均熱段和加熱段,每側(cè)2～3個操作爐門,爐門開孔尺寸以操作方便為準,通常為：464～580mm(寬)400～500mm(高),本題設(shè)6個操作爐門,兩側(cè)各3個,具體尺寸464mm(寬) 400mm(高),操作爐門坎標高一般同料坯滑軌標高。 爐門高度H進：同裝料門一樣，取350mm。其寬度等于爐膛內(nèi)寬B=。(2)出料門 爐門寬度B出:若采用側(cè)出料時,則需很大爐門,且容易卡鋼,結(jié)構(gòu)和操作上都很困難。主要爐門確定如下:(1)進料門 爐門寬度B進：推鋼式連續(xù)加熱爐通常都是采用端進料,其寬度等于爐膛內(nèi)寬B,即B進=B=。 爐子主要尺寸確定 爐子長度計算(1)有效長度，按《火焰爐設(shè)計計算參考資料》式（82）得： 式中: P—爐子生產(chǎn)率，P=115t/hb—料坯寬度。 —金屬在加熱過程中的熱焓增量，kJ/kg。⑤計算金屬表面熱流式中： —加熱段導(dǎo)來輻射系數(shù)，=—加熱段爐氣溫度，=1350℃ t均1—加熱段始端鋼坯加熱溫度，t均1=581℃ S—熱透深度，S= 查《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表31得，t均1=581℃時，所以，對上式采用順序漸進法求解:首先令，代入上式得 則：代回上式重新計算，得：反復(fù)迭代，得，則 因為，誤差極小，不必再計算?！饘倬鶡峤K了時的表面與中心溫度差 因為 查《鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計手冊》P288，圖8—25，對于方柱體：=，由《火焰爐設(shè)計計算參考資料》表37得導(dǎo)溫系數(shù)=所以 計算2界面處金屬加熱有關(guān)參數(shù)設(shè)加熱段加熱終了時，金屬斷面溫差=100℃（1） 鋼坯平均溫度（2） 加熱段末端鋼坯表面熱流查設(shè)計手冊，在1180℃時， （3） 加熱段爐氣溫度 = =1340℃ 誤差＜5%與假設(shè)溫度相符，故不必再假設(shè)。①計算金屬斷面平均溫度t均3==50=1215℃②計算金屬上表面熱流由《火焰爐設(shè)計計算參考資料》式(324)可得在此溫度下，鋼的導(dǎo)熱系數(shù) 所以,③計算均熱段爐氣溫度==1298℃注：計算結(jié)果與前面假設(shè)溫度相近，故不必再重新假設(shè)。 計算3界面處金屬加熱有關(guān)參數(shù)已知金屬表面溫度和斷面溫差，求加熱段爐氣溫度。則：01為