【正文】 5）出料方式：側(cè)出料。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 爐膛熱交換計算 計算的目的是確定爐氣經(jīng)過爐壁對金屬的導來輻射系數(shù)gkmC 計算方法和步驟如下： 預確定爐膛主要尺寸 爐膛寬度 查工業(yè)爐設(shè)計手冊，對于中型加熱爐，加熱爐爐底強度 H 可取 550kg/（ m2 ? h），取推鋼比 E=220，代入公式： n= 2PH L S E? ? ? 其中 P— 爐子生產(chǎn)率， kg/h H— 爐子有效爐底強度， kg/（ m2 ? h） L— 料坯長度， m E— 推鋼比，可取 200~250 得 n= 100000550 5 3 220? ? ?= 可取 n=2 則采用雙排料； 將 n=2 代入公式 B=n? l+（ n+1） a 式中： L— 料坯長度， mm a— 料坯端頭與爐墻內(nèi)表面的距離，一般取 200~250mm（取 200mm） 則： B=2?3 +(2+1)?= 對砌磚爐體結(jié)構(gòu)，為了砌筑施工方便，爐體寬度應(yīng)為耐火 磚寬度（ 0 .116m）的整數(shù)倍 .經(jīng)計算： 不是 整數(shù)倍，可以取 B=57? =，滿足了為耐火磚寬度的整數(shù)倍的要求 .所以?。? B==6612mm 爐膛高度： 查資料，對于燃氣的中型加熱爐，取 H加上 ＝ 1600mm， H加下 ＝ 1750mm， H預上 ＝ 900mm，H預下 ＝ 1000mm， H均上 ＝ 1200mm 3) 爐膛長度：設(shè)均熱段長度為 L均 ，加熱段長度 L加 ，預熱段長度 L預 。 17518+179。 +358179。 +591? =17518kJ/標 m3 2) 計算高爐煤氣低發(fā)熱值 Q濕低 =179。 +108179。 熱工 計算 燃料燃燒計算 1．混合煤氣干、濕成分的換算： 計算結(jié)果如表 3— 2。 3000mm； 3）料坯入爐溫度： t始 =20℃； 4）金屬加熱終了溫度： 1250℃； 5）金屬斷面溫差： 30℃。 2．加熱金屬規(guī)格： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1）種類：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（ 20 鋼）； 2）尺寸： 150mm179。其他許多設(shè)計方案在此不一一加以說明，將在熱工計算中詳細說明。根據(jù)各種煤氣燒嘴的特性，查有關(guān)手冊決定選用低壓渦流式燒嘴，即 DW— Ⅰ型煤氣燒嘴。 燒嘴的布置與選型 燒嘴完全根據(jù)加熱量的分配而進行布置的。 供熱方式 本設(shè)計中加熱分配為：上加熱占 40%，下加熱占 60%；同時爐子長度上分配為：加熱段占 80%，均熱段占 20%。 裝出料方式 進料方式現(xiàn)在一般采用端進料，而出料方 式兩種方式均有使用。 （ 5） 三段式爐型均熱段末端火壓較低，可減少出料門吸風。 （ 3） 在必要時三段爐型可按兩段制度操作，而二段爐型難于按三段制度操作。 3000mm 3） 料坯入爐溫度： t始 =20℃ 4） 金屬加熱終了溫度： 1250t ?表 終 ℃ 5） 金屬斷面溫差： 30??t ℃ 5） 廢氣出爐溫度： t廢膛 =800℃ 6） 加熱方式：采用三段式（預熱、加熱、均熱）爐型，上下端側(cè)結(jié)合加熱 7） 排煙方式：下排煙 8） 換熱器的選型：平滑直管金屬換熱器（帶“一”字形紐帶插入件） 9） 進出料方式：端進側(cè)出 10）爐頂結(jié)構(gòu)： 吊頂結(jié)構(gòu) 方案論證 爐型的選擇 采用三段式連續(xù)加熱爐 優(yōu)點： （ 1）允許加熱段有更高的爐溫，因而可提高爐子的單位生產(chǎn)率。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2．方案論證 設(shè)計方案 1．設(shè)計題目： 100t/h 推鋼式加熱爐設(shè)計 2．爐子工作時間：一年爐子按照正常工作 330 天，檢修 30 天 3．燃料的選擇 : 選用混合煤氣 混合 煤氣干成分表 （ %） 成分 種類 CO2 C2 H4 O2 H2 CH4 CO N2 合計 焦爐煤氣 100 高 爐煤氣 __ 100 4．生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格 1） 種類：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（ 20 鋼） 2） 尺寸： 150mm179。 （ 5） 結(jié)語 目前，全球經(jīng)濟、資源和環(huán)境逐漸趨于一體化，我國能源、環(huán)保都面臨很大的壓力。管理優(yōu)化控制的效果在數(shù)學模型優(yōu)化控制的基礎(chǔ)上可再節(jié)能約 5％。爐膛密閉是控制爐壓穩(wěn)定的前提和條件。爐門、爐車和爐體的密封是燃料爐密封的難點，硅酸鋁纖維的應(yīng)用為解決爐子的密封提供了有利條件。爐壓恒定在最佳值范圍工作，從而消除冷空氣吸入爐內(nèi)造成爐子溫度降低或爐子冒火現(xiàn)象?？刂茽t膛壓力能保證爐子工況穩(wěn)定，提高工件加熱質(zhì)量，減少熱量損失，提高爐子熱效率。數(shù)學模型的確定方法主要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學處理得出。 2) 數(shù)學模型優(yōu)化控制 在實現(xiàn)燃料燃燒控制的基礎(chǔ)上，進一步提高控制水平就要用數(shù)學模型進行優(yōu)化控制，主要內(nèi)容是優(yōu)化爐子的熱制度。通過實踐驗證，上述燃燒控制方法能夠有效改善燃料燃燒狀況，為爐子其他熱工參數(shù)的自動控制提供有利條件，同時節(jié)約了燃料，提高了爐子的熱效率。但脈沖控制高速燃燒系統(tǒng)的實際爐膛溫度與設(shè)定控制溫度偏差較大，縮短脈沖時間，爐膛溫度與設(shè)定控溫偏差將顯著減小。脈沖式燃燒控制器是以高速調(diào)溫燒嘴為控制對象，改量控為時控，以小火作為長明火，用控制大火輸出時間來控制升溫速度。為此又出現(xiàn)一些控 制軟件技術(shù)予以彌補，如 自尋優(yōu)控制，多目標專家尋優(yōu)控制等方法控制配比。用測量煙氣中含氧量來控制配比，即殘氧分析法，不受漏風、熱值與壓力波動以及計量不準的影響，是個好辦法。最簡單的辦法是按流量測量值控制配比。目前國內(nèi)有數(shù)以百計的工業(yè)爐采用計算機控制和管理。目前國內(nèi)外有發(fā)展蓄熱式換熱器技術(shù)的趨勢，尤其是蓄熱式換熱器與燒嘴一體化并配以自動控制技術(shù)，近幾年在國內(nèi)有一些企業(yè)已經(jīng)在嘗試使用。 2) 蓄熱式換熱器預熱風溫可高達 8O0 以上，但換熱器體積龐大，限制了其推廣使用。對于普碳鋼及其表面滲鋁材質(zhì)，其預熱風溫控制在 350℃以下，用不銹鋼材質(zhì)預熱風溫可達 450℃，耐熱鋼材質(zhì)預熱風溫達 500~C 以上。下面介紹幾種常見的空氣預熱器。助燃空氣預熱對爐子熱工產(chǎn)生極好的影響，甚至可以在一般的爐子上使用發(fā)熱值較低的煤氣。降低煙氣排放溫度，利用煙氣的余熱來預熱爐料或預熱助燃空氣節(jié)約能源。將其噴涂于爐襯內(nèi)表面，形成 03～ 0． 5mm 的涂層，利用涂層的紅外 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 輻射性能，達到增加熱效、減少能耗、延長爐襯壽命的作用。 3) 紅外節(jié)能涂料有很好的節(jié)能效果。一種新的施工方法是將散裝纖維棉經(jīng)高壓風送出噴槍，結(jié)合劑與纖維棉外混，一起噴到工作表面。隨著耐高溫耐火纖維制品的研制成功，耐火纖維長期在爐溫 1200～ l300℃下使用已不再是難事，這促進了耐火纖維的推廣使用。所以用這種材料筑爐，在節(jié)能、省材 、提高爐子生產(chǎn)能力和改善爐子熱工性能等方面都具有明顯的效果。使用澆注料爐襯比磚砌爐子可節(jié)能 2％～ 4％左右。 1) 澆注料爐襯的導熱系數(shù)比磚體爐襯小，爐體氣密性好，使用壽命長，從而提高了爐子的作業(yè)率，因此可以全面改善爐子的技術(shù)經(jīng)濟指標。筑爐材料的發(fā)展趨向是 “兩高一輕”，即高溫、高強、輕質(zhì)。 （ 2） 優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu) 工業(yè)爐爐襯材料分為磚砌爐襯、澆注料爐襯和纖維爐襯。蓄熱式燃燒器空氣預熱溫度最高可以達到 1000~左右，通過蓄熱室的煙氣排出溫度 200℃，爐子熱效率達到 30％以上。它適用于各類中低溫熱處理爐。 平焰燒嘴的安裝是很重要的，如果安裝不好會造成燒嘴不好使用，如火焰形狀變形、燃燒不穩(wěn)定、點不著火等等，甚至無法生產(chǎn)。例如，平焰燒嘴、高速調(diào)溫燒嘴和蓄熱式燒嘴等。新型燃燒器的使用不超過 10％。正確的使用高效燃燒器可以節(jié)能5％以上。 燃料燃燒是通過安裝在工業(yè)爐上的燃燒器完成，其性能的好壞，直接影響爐子燃料的消耗量。 3)使用的低效 性 在使用過程中必 然伴有部分能量損失，其損失程度依被使用的方式、過程情況和控制水平等不同而異。 （ 1） 改善燃料燃燒狀況 燃料作為能源使用，具有如下的特 殊性： 1)資源的有限性 燃料是有限的使用而不是用不完的，總會有一天使用殆盡。工業(yè)爐裝備水平的提高是工業(yè)化生產(chǎn)文明進步的標志。能耗的高低直接反映在產(chǎn)品的成本和價值上， 直接影響到產(chǎn)品的競爭力，甚至影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。 其他指標才有意義。 工業(yè)爐首先應(yīng)滿足工藝要求，提高 工件加熱或熱處理的質(zhì)量 ， 減少工件加熱過程中的氧化和稅碳損失，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量。我國工業(yè)爐節(jié)能還存在很大潛力 。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 共 84 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 我國的工業(yè)爐能源利用率較低，其熱效率平均約為 25％ 其中鍛造加熱爐為5％～ 20％，熱處理爐為 8％～ 25％，連續(xù)加熱爐的熱減率稍高一些，也只有 30％～ 40％。雖然一些較大的臺車式護，環(huán)形爐和步進爐，基本實現(xiàn)了流量、壓力，溫度的自動檢測與過程控制，但據(jù)統(tǒng)計，其中有近 l/3的爐子，由于執(zhí)行元件和控制儀表性能不穩(wěn)定、維護不及時 、 操作人員培訓不到位而不能堅持使用。 加熱爐 的能耗占工業(yè)爐總能耗的 90％以上，可見 加熱 爐在我國制造領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位 。 總之，回收余熱時首先考慮空氣（煤氣）預熱器，因為它可以降低爐子的一次消耗，提高爐子本身的熱效率，以節(jié)約燃料油和高發(fā)熱量燃料，其次才考慮供給余熱鍋爐去產(chǎn)氣。采用預熱器或噴流預熱段都可能把排入大氣的煙溫降到 350176。 鋼鐵廠的節(jié)能投資應(yīng)優(yōu)先用于回收煙溫高于 700176。因此，凡是能改善爐內(nèi)傳熱條件的措施，都可以減少，出爐廢氣熱損失，提高爐子熱效率。使爐子在正常的生產(chǎn)條件下，零壓面保持在爐門坎水平面上，并使爐內(nèi)壓力分布均勻。當爐子或某個局部為負壓時，就會從爐門或不嚴密處往爐內(nèi)吸入冷空氣，降低爐溫，增加廢氣量，減少向爐料的傳熱，增大廢氣熱損失；若為正壓時，高溫爐氣外溢，造成溢氣 熱損失。其最佳值的大小，將隨爐子不同而不同。因此，改善爐子的燃燒條件