【正文】 Ⅰ段：計(jì)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。 繪制排煙系統(tǒng)圖，見(jiàn)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(fēng)機(jī)）入口。 煤氣管道阻力損失計(jì)算計(jì)算方法和步驟同空氣管路，這里省略。而現(xiàn)在空氣預(yù)熱溫度到350℃，煤氣低發(fā)熱值為17835kJ/標(biāo)m3，所以，為了不降低燒嘴燃燒能力，必須提高空氣壓力。 鼓風(fēng)機(jī)的選擇主要是額定壓力和額定流量的選擇。t) 將換熱空氣側(cè)阻力損失（見(jiàn)換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)）填入第23欄換熱器分段中。氣流向上流動(dòng)用“”表示，向下流動(dòng)用“+”表示。q) 第21欄由第12欄數(shù)據(jù)代入求得。o) 第19欄數(shù)據(jù)年最高大氣溫度取41℃。m) 將以上同一分段中的局部阻力系數(shù)總和填入第17欄。l) 第16欄局部系數(shù)查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表67。j) 第14欄由第112欄中數(shù)據(jù)求得。對(duì)管道絕熱包扎的溫降按1℃/m計(jì)算。g) 第11欄0℃時(shí)的流速按第10欄和第6欄數(shù)據(jù)求得。e) 第9欄0℃時(shí)的密度根據(jù)氣體種類查閱《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表15。c) 第4欄和第5欄中的管道規(guī)格和內(nèi)徑由上述計(jì)算查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表62得到。b) 第3欄和第7欄是按管路布置圖6預(yù)先設(shè)計(jì)的。 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。 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）。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(jì)計(jì)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(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。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。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。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。 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)。/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。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。②加熱段上加熱：采用TP150平焰燒嘴,燃燒能力為150標(biāo)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(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。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(jì)計(jì)算參考資料》表15，t氣=850℃時(shí), 。 —爐門在單位時(shí)間內(nèi)的開啟時(shí)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(biāo)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(biāo)t氣—溢出的爐氣的溫度，—?dú)怏w膨脹系數(shù)， g—重力加速度① 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表15，t氣=1298℃時(shí), 。那么：預(yù)熱段爐墻粘土磚與硅藻土磚交界處實(shí)際溫度： 預(yù)熱段爐墻外表溫度： ②同理可計(jì)算出其他部位爐墻及爐頂導(dǎo)熱損失，計(jì)算結(jié)果列于表24。 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)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(shí)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(jì)計(jì)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(jì)計(jì)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(jì)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(jì)算①預(yù)熱段爐墻導(dǎo)熱損失的計(jì)算本設(shè)計(jì)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(yàn)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(yàn)取根數(shù)：3）管子強(qiáng)度校核 管子單重為縱水管管徑選擇與強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)橫水管間距為2320mm時(shí)，每根縱水管受力（P）及彎矩（Mmax）計(jì)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(qiáng)度：5）鋼壓爐底強(qiáng)度： 爐膛熱平衡與燃料消耗量計(jì)算基準(zhǔn)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(jì)計(jì)算參考資料》式（88）得 根當(dāng)n2時(shí)取2根，n2時(shí)取3根。為了滿足鋼坯不“掉道“的要求，一般，即。）當(dāng)時(shí)，計(jì)算得，取。它與鋼料厚度、懸出長(zhǎng)度、鋼料溫度及停留時(shí)間長(zhǎng)短等因素有關(guān)?；赖母鶖?shù)根據(jù)料坯長(zhǎng)短及受力大小而確定的，在確定滑道之間的距離時(shí)應(yīng)遵循以下原則：a：保證鋼料運(yùn)行時(shí)不掉鋼，即應(yīng)保證鋼料兩端距離水管懸出一定長(zhǎng)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(dāng)B4m時(shí),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(jì)采用耐火混凝土澆注料,它強(qiáng)度高,材料易得,施工方便,適用與無(wú)酸堿侵蝕及一般爐子或熱工設(shè)備內(nèi)襯,本設(shè)計(jì)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(gè)操作爐門,爐門開孔尺寸以操作方便為準(zhǔn),通常為：464～580mm(寬)400～500mm(高),本題設(shè)6個(gè)操作爐門,兩側(cè)各3個(gè),具體尺寸464mm(寬) 400mm(高),操作爐門坎標(biāo)高一般同料坯滑軌標(biāo)高。 爐門高度H進(jìn)：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(shí),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(jìn)料門 爐門寬度B進(jìn)：推鋼式連續(xù)加熱爐通常都是采用端進(jìn)料,其寬度等于爐膛內(nèi)寬B,即B進(jìn)=B=。 爐子主要尺寸確定 爐子長(zhǎng)度計(jì)算(1)有效長(zhǎng)度，按《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)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(guò)程中的熱焓增量，kJ/kg。⑤計(jì)算金屬表面熱流式中： —加熱段導(dǎo)來(lái)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