【正文】 h)；取推鋼比 E=220 代入文獻一式 n＝ ESH p ??? 2l = 120202000 3 5 220? ? ?＝ 式中： n－爐內料坯擺放排數； 綜合考慮廠房布置以及節(jié)能利用，取 n＝ 2帶入式（ 8－ 4）得爐膛內寬（取 a＝ ）。2 2? ???? SOONOHCO ＝ 4 4 1 0 . 9 3 1 8 1 7 . 1 7 2 8 7 0 . 4 6 3 2 1 . 4 42 2 . 4 1 0 0? ? ? ? ? ? ??＝ 7）計算燃料理論燃燒溫度 由 T空 ＝ 400℃ ,查文獻一中表 1－ 5 得 c空 = KJ/標 m3；設 T產 =1800～ 2100℃， 共 頁 第 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 查表 1－ 5 得 c產＝ ＋ ＝ KJ/標 m3 設 Q分 =0,按文獻一式（ 1－ 22）得 ： T理 ＝ 1 0 0 5 0 2 .4 2 1 .3 0 2 4 0 03 .4 8 1 .8 7 5? ? ??＝ 1947? 1800℃ 因此，課滿足連續(xù)加熱爐加熱工藝要求。239。 合計 生成量（標 m3） 體積含量（ %） 100 6)計算混合煤氣燃燒產物重度 把表 3中燃燒產物體積百分含量帶入式 (121)得 : ? 煙 = 6432281844 39。2 O39。 求得混合煤氣濕成分列于下表 2 表 2 混合煤氣濕成分 成分 CO CO2 CH4 C2 H6 C3 H8 H2 N2 O2 H2O 合計 混合煤氣 6 8 9 34.4 3 100 校核混合煤氣的的發(fā)熱值：將表 2中的混合煤氣成分帶入文獻一式（ 1－ 8）得： Q低 ＝ (3046 ＋ 2580 ＋ 8550 ＋ 15230 +21800＝ 10075KJ/標 m3 3）計算理論空氣需要量 L0 把表 2 中混合煤氣濕成分帶入文獻一式 115）得： L0 =4076 [ + +2 + +5 = 標m3/標 m3 4）計算實際空氣需求量 Ln ，取空氣過量系數 n＝ （有焰燃燒）帶入文獻一式（ 1－ 16）得： Ln =n L0 = = 標 m3/標 m3 L濕n =(1+ ) = 標 m3/標 m3 5）計算燃燒產物生成量及成分 把表 2 中混合煤氣濕成分帶入文獻一式（ 1－ 18）的燃燒產物生成量及成分列于下表 3 表 3 混合煤氣燃燒產物生成量（標 m3）及成分（ %） CO39。 ： （ 1） 爐子生產率： 120t/h； （ 2） 被加熱金屬： 1）鋼坯尺寸： 150 150 3000mm； 共 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2）鋼種： 20＃鋼； 3）金屬開始加熱（入爐）溫度： T 始=20℃ 4）金屬加熱終了（出爐）溫度： T 表終 =1250℃ 5)金屬加熱終了（出爐）斷面溫差： ? T 終? 50℃ （ 3） 燃料： 1）焦爐煤氣和高爐煤氣的混合煤 氣， Q低 ＝ 10050KJ/標 m3 2）煤氣不預熱： T 混氣 ＝ 10℃ 3）出爐膛煙氣溫度： T廢膛 ＝ 800℃ 4）空氣預熱溫度： T空 ＝ 400℃ （ 4） 兩種煤氣成份（干成分）：參見下表 成分 CO CO2 CH4 C2 H6 C3 H8 H2 N2 O2 合計 焦爐煤氣 100 高爐煤氣 － － － 100 工計算 燃料燃燒計算 1）焦爐煤氣和高爐煤氣干濕成分轉換 a）根據混合煤氣溫度 T 混氣 ＝ 10℃得 g干 ＝ (干氣體 )，帶入下式得： k＝ 100 ??＝ 0 10 0 ?? ＝ b）吧 k＝ 帶入式（ 1－ 3）計算得焦爐煤氣和高爐煤氣濕成分，計算結果列于表 1 表 1 焦爐煤氣和高爐煤 氣濕成分（％） 成分 CO CO2 CH4 C2 H6 C3 H8 H2 N2 O2 H2 O 合計 焦爐煤氣 100 高爐煤氣 － － － 100 2）計算混合煤氣濕成分 a）計算焦爐煤氣和高爐煤氣低發(fā)熱值 把 1中焦爐煤氣和高爐煤氣的濕成分分別帶入燃料與燃燒式 1－ 8： 32 4 2 6 3 8 2Q = 4 .1 8 7 ( 3 0 4 6 CO + 2 5 8 0 H + 8 5 5 0 CH + 1 5 2 3 0 C H + 2 1 8 0 0 C H + 2 2 3 .4 5 H S ) K J/ m?低 標式中： COs 、 HS2 、 CHs4 、 C2 H6 、 C3 H8 、 H2 Ss －每 100 標 m3濕氣體燃料中，各燃料可燃成分的體積含量（標 m3） 注：如濕氣體燃料中尚未含有上述公式中未包括的其他可燃成分，可參照文獻一表1－ 3中相應數據進行補充 焦爐煤氣低發(fā)熱值 Q 低 ＝ (3046 ＋ 2580 ＋ 8550 共 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ +15230? +21800? )=14190 KJ/標 m3 高爐煤氣低發(fā)熱值 Q低 ＝ ? (3046 ＋ 2580 ＋ 8550? )＝4123KJ/標 m3 b）計算配比系數 設焦爐煤氣在混合煤氣中的配比系數為 X39。數學模型可以用理論方法確立，也可以根據實驗數據或生產數據經過數學處理得到。工業(yè)加熱爐進行計算控制的第一步：是實現給定爐溫和給定空氣系數的燃燒控制，其核心是燃料流量的控制和空燃比例的控制，其手段是在給定爐溫的要求下，自動控制燃料的流量的多少和燃料流量與空 氣流量的比例的大小，其方法有：燃料和空氣流量測量法、煙氣殘氧分析反饋法、自尋優(yōu)控制法和專家系統。因為耐火纖維為不定形材料，施工和烘烤比較方便，得到了廣泛的采用。根據工業(yè)爐的爐溫進行分層鋪設較為合理，它是將耐溫最高的耐火纖維放在爐膛的內側，將耐溫最低的放在外側，發(fā)揮各 自的優(yōu)點，既可耐爐內的高溫，還可降低工業(yè)爐的造價。應用于 1400度 左右高爐溫的多晶莫來石纖維、高鋁質纖維和含鉻纖維，也已走出實驗階段而進入實用階段，可長期在 1400度 爐溫下使用，短期最高使用溫度還可達 !1600度 耐火纖維由于空隙度高，因而其導熱系數、重度和比熱容均極低，這可大幅度地減小蓄熱損失和散熱損失（在 900度 爐溫時單層 150毫米 厚的散熱損失約2370 /kJ m h? ，蓄熱損失 210000 /kJ m h? ），它有顯著的節(jié)能效果。節(jié)能效果大為提高，燃燒性能大為改進，不僅可用于高溫的鋼材加熱爐，同樣可用于低溫的鋼材熱處理爐，均能取得良好的效果。 (2)自身預熱式燃燒裝置 . 自身預熱式燃燒裝置是近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒器，它本身帶有一個熱交換裝置，回收煙氣的余熱來預熱助燃用空氣，是一 種節(jié)能效果明顯、使用和安裝均方便的一種燃燒裝置。創(chuàng)新成為結構緊湊（單位體積的傳熱面積可達數百甚至上千） ，換向時間短（由 1小時 縮短為幾分鐘甚至幾十秒鐘），排煙溫度低（由 500至 600度降低到150到 180度），預熱溫度高（由煙氣出爐溫度的 50%不到 提高到 80%以上 ） ,使用壽命長 (8年不漏氣和不燒毀）和熱回收率高（一般大于 90%）的熱交換裝置。 “三高一低”理論的技術基礎 隨著工業(yè)水平的發(fā)展，出現了許多新技術和新產品，為實現“三高一低”理論創(chuàng)造了有利條件。 低爐子惰性： 就是要降低爐襯的蓄熱量，使爐子升溫快降溫也快，保證爐子在高爐溫情況下的加熱質量和適應工況變化的能力，有助于生產過程的自動化和計算機控制， 保證提高加熱質量。由此提高整個爐子的溫度水平，保證提高爐子的產量。 高煙溫： 就是提高煙氣的出爐溫度，這也可以用增加供熱負荷來實現。 “三高一低”理論 高爐溫： 就是提高爐子的溫度水平，這可以用增加供熱負荷來實現。 而合理的是：在連續(xù)式加熱爐低溫預熱段（對間歇爐為低溫預熱期）實行快速加熱，或者將預熱段也變成加熱段（連續(xù)式加熱爐），或者用提高爐溫來快速加熱（間歇式加熱爐）；在連續(xù)式加熱爐的均熱段（對間歇爐為均熱期）實行慢速加熱，或者延長均熱段長度來慢速加熱（連續(xù)式加熱爐），或者用降低熱負荷來慢速加熱（間 歇式加熱爐）。這是不合理的，因為低碳 鋼等材料，在低溫時吸熱的能力很強，加熱的溫差可以很大，不會導致產生裂紋和變形等缺陷，所以可以快速加熱。 加熱產量與污染的矛盾： 提高工業(yè)加熱爐的產量后，必然會過多地增加燃料供給量，導至燃燒器的超負荷運行，燃燒更加不完全，排出的煙氣量也隨之增加，使 溫室氣體二氧化碳、有毒氣體一氧化碳、腐蝕性氣體氧化氮、有害微粒碳黑和灰塵等的排放量都增加了，造成產量提高對環(huán)境污染增加的矛盾。提高整個工業(yè)爐的溫度水平后，也會使爐襯的蓄熱和散熱熱損失的增加，這些結果都會使燃耗增加，這就與低消耗產生了矛盾。從另一方面來說，為了提高加熱質量，減小表面和中心的溫 差和提高整體的溫度均勻性，必需延長連續(xù)式均熱段的長度（對間歇爐為均熱期的時間），也就減少了爐子的產量，造成與產量的矛盾。 共 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 工業(yè)爐的發(fā)展方向 對工業(yè)加熱爐總的要求是：高產、優(yōu)質、低消耗和少污染，阻礙工業(yè)加熱爐發(fā)展的原因是目前工業(yè)加熱爐對上述要求存在著下列一些矛盾，新理論的產生和建立，就是要解決這些矛盾，工業(yè)加熱爐才能快速地發(fā)展。我們曾對一個三段式連續(xù)加熱爐耐火內襯的不同選材方案進行綜合評價，結果表明 :用新型高技術耐火澆注料及制品替代傳統耐火磚和澆注料，制作加熱爐耐火內襯，雖然前者產品的單價高于后者，但前者的使用壽命遠高于后者，其價性比僅為后者的 1/21/3，說明選用新型高技術耐火澆注料作加熱爐內襯，其技 術先進適用，經濟合理，是顯而易見的。 Wi— 加熱爐一個爐役的壽命，年。所謂價性比是指在一個爐役期內加熱爐耐火 保溫內襯的建設、維修費用和維修停產損失 與其壽命之比，可以表示為 : 這里 : Ai— 價性比，萬元 /年 。一切技術之所以先進、適用，都必須保證加熱爐高產、優(yōu)質、長壽、低耗這一目標的實現。 加熱爐內襯選材方案的評價 加熱爐耐火一保溫內襯的設計選材，不僅要確保其使用性能可靠，工藝性能良好，還應確保技術經濟合理，這是選材的最終目標。耐火內襯設計選材時應充分注意產品在烘燒過程中的物理化學變化，確保烘烤，燒結順行并達到希 望的組織結構和性能。然而這方面的要求，往往被設計者所忽視，造成成形施工中出現難以克服的困難。然而其澆注體理化的性 能指標一般較普通振動成形微低，因而除特殊需要 外，還是選用普通振動成形的澆注料為宜。 這兩種性能主要取決于微粉，添加劑的種類、用量及 加水量，一般由耐火材料生產和施工企業(yè)合理控制。良好的工藝性能是影響耐火內襯施工是否順行和使用壽命長短的重要因素之