【正文】 2+2+3+3+4+) = Nm3/Nm3 2NV=? ?2 79 L n ? ? ? =? ? ??? = Nm3/Nm3 ? ?2 2 1 1 0 .0 1OoV n L? ? ? ????? = ? ?? ? ??? = Nm3/Nm3 燃料產(chǎn)物生成量 2222 oNOHcon VVVVV ???? =+++ = Nm3/Nm3 燃燒產(chǎn)物中各成分的百分含量 10022 ?? nCOVVCO ﹪ = 100%=﹪ 10022 ??nOHVVOH ﹪ = 100%=﹪ 10022 ?? nOVVO ﹪ = 100%=﹪ 10022 ?? nNVVN ﹪ = 100%=﹪ （六） 燃燒產(chǎn)物重度 ? ?2222 1 ONOHCOr o ??????煙 () = ? ? 1 ????????? =三、 爐膛熱交換計算 爐膛熱交換計算的目的是為了確定爐氣 ， 經(jīng)過爐墻到金屬總的導(dǎo)來輻射系數(shù) C， 其計算過程如下： （一） 確定爐膛有關(guān)尺寸 爐膛寬度 ?)1( ??? nnLB （ ） 式中： n—料坯排數(shù) ， n=1； L—料坯長度為 ， L=； ? —料坯與爐膛、料坯與料坯間的距離，按經(jīng)驗數(shù)據(jù) ? =，取 B=1+ (1+1) = m 取爐膛寬度 B=10m 爐膛高度 按經(jīng)驗選取：采用吊掛平頂結(jié)構(gòu)，故只在預(yù)熱段采用壓下爐型 ，取 預(yù)熱段 H 上預(yù) =1 m均熱段 H 上均 =， 加熱段 H 上加 =，所有的下加熱采用同一高度，取值 H 下 = m。 表 高焦?fàn)t混合煤氣中各種成分體積 （﹪） 高焦?fàn)t混合煤氣 H2 ﹪ =﹪ C2H4 ﹪ =﹪ N2 ﹪ =﹪ C2H6 ﹪ =﹪ CH4 ﹪ =﹪ C3H6 ﹪ =﹪ CO ﹪ =﹪ C3H8 ﹪ =﹪ CO2 ﹪ =﹪ H2O ﹪ =﹪ (二 ) 煤氣低發(fā)熱值 計算公式： Qd=++++152C2H6++218C3H8 =++++152++218 =2130kcal/Nm3 =8916kJ/Nm3 （三） 煤氣重度 煤0r = 1? (2H2+28N2+16CH4+28CO+44CO2+28C2H4+30C2H6 +42C3H6+44C3H8+18H2O) = 1? (2+28+16+28+44+28+30 +42+44+18) =（四） 空氣需要量 理論空氣需要量 L0= 211 ?????? ???????? ???? ? 222 OSHHnCnmHCO m () =211 [++2+3+++5] =則有 L0=。 表 高焦?fàn)t煤氣的體積成分（ ﹪ ） 干 成分 H2 N2 CH4 CO CO2 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 體積 百分比 （一） 煤氣干濕成分的換算 換算關(guān)系式 [5]： 100X s X g 1 0 0 0 .1 2 4 g? ? () 式中： g─ 煤氣含水量， g/m3； Xs─ 濕煤氣中各成分的體積，％； Xg─ 干煤氣中各成分的體積，％ ； 已知 高焦?fàn)t 混合煤氣溫度為 20℃ ， g=。 燃料： (1)種類： 高焦?fàn)t混合煤氣 (2)低發(fā)熱量： 2133 =8916kJ/Nm3 加熱參數(shù) ： (1)金屬開始加熱 (入爐 )溫度： t 始 =20℃ (2)金屬加熱終了 (出爐 )表面溫度： t 終 =1200℃ (3)金屬加熱終了 (出爐 )斷面溫差： t≤ 15℃ (4)空氣預(yù)熱溫度 t=400 ℃ (5)出爐煙氣溫度 t=900 ℃ 二、 燃料燃燒計算 按以上設(shè)計依據(jù)和 設(shè)計方案進(jìn)行如下熱工計算。 關(guān)鍵詞： 混和煤氣；熱工計算；燃燒器；預(yù)熱器；排煙。設(shè)計內(nèi)容包括爐子的選型，進(jìn)出料方式，預(yù)熱器的選擇，排煙方式的確定等。排煙系統(tǒng)為地下煙道排煙，預(yù)熱器同樣設(shè)在地下。 本次設(shè)計的爐子為四段式加熱，分別為預(yù)熱段、加熱二段、加熱一段和均熱段。 I 100t/h 加熱爐項目設(shè)計 摘 要 本鋼特鋼廠準(zhǔn)備對小棒軋制生產(chǎn)線進(jìn)行改造，所以需要在小棒軋機入口前重新建造一座加熱爐。加熱爐初步選型為步進(jìn)梁式，小時 產(chǎn)量是 100t/h，采用燃料為高焦?fàn)t混合煤氣?？諝忸A(yù)熱器選用管狀換熱器。設(shè)計說明書主要包括設(shè)計和計算兩大類。計算內(nèi)容包括爐子尺寸的計算，空氣量及燃燒生成量的計算，料坯加熱時 間的計算，爐子熱平衡計算，空氣預(yù)熱器的計算，排煙系統(tǒng)的流體力學(xué)計算，風(fēng)機系統(tǒng)的流體力學(xué)計算，燃燒裝置計算，推鋼機的選擇計算，和水管強度的校核計算。 1 目 錄 一、設(shè)計依據(jù) .......................................................... 3 二、燃料燃燒計算 ...................................................... 3 （一）煤氣干濕成分的換算 .......................................... 3 (二 ) 煤氣低發(fā)熱值 ................................................ 4 （三）煤氣重度 .................................................... 4 （四）空氣需要量 .................................................. 4 （五）燃燒產(chǎn)物生成量及成分 ........................................ 5 （六）燃燒產(chǎn)物重度 ................................................ 6 三、爐膛熱交換計算 .................................................... 6 （一）確定 爐膛有關(guān)尺寸 ............................................ 6 （二）求爐氣黑度 .................................................. 7 （三）爐壁對金屬的角度系數(shù) ........................................ 9 （四）求導(dǎo)來輻射系數(shù) C ............................................ 9 四、金屬加熱計算 ..................................................... 10 （一）金屬均熱段末（界面 4）各有關(guān)參數(shù) ........................... 11 （二）金屬一加熱段末（界面 3）各有關(guān)參數(shù) ......................... 11 （三）金屬二加熱段末（界面 2）各有關(guān)參數(shù) ......................... 13 （四）金屬預(yù)熱段末（界面 1）各有關(guān)參數(shù) ........................... 14 （五）金屬預(yù)熱段開始（界面 0）各有關(guān)參數(shù) ......................... 16 （六）各段平均熱流及加熱時間 ..................................... 17 五、確定爐子的主要尺寸 ............................................... 18 （一）爐子有效長度 ............................................... 18 （二）有效爐底強度 ............................................... 19 六、爐子熱平衡計算 ................................................... 19 （一）熱收入項計算 ............................................... 19 （二）熱支出項計算 ............................................... 20 七、 換熱器計算 ...................................................... 32 （一）計算依據(jù) ................................................... 32 （二）設(shè)計計算 ................................................... 32 八、排煙系統(tǒng)流體力學(xué)計算 ............................................. 37 （二）阻力計算 ................................................... 38 （三）煙囪計算 ................................................... 42 九、供風(fēng)系統(tǒng)流體力學(xué)計算 ............................................. 44 （一）空氣管道內(nèi)徑 ............................................... 45 （二）空氣管道阻力損失 ........................................... 46 十、 爐底水管的校核 .................................................. 49 十一、燒嘴計算 ....................................................... 51 2 十二、 風(fēng)機選擇 ...................................................... 52 十三、選用裝料機和出鋼機 ............................................. 53 （一）推鋼機的選用 ............................................... 53 （二）出鋼機的選用 ............................................... 53 結(jié)論： ............................................................... 54 參考文獻(xiàn) ............................................................. 55 一、 設(shè)計依據(jù) 爐子生產(chǎn)率： G=100t/h 加熱鋼種： 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu) (20鋼 ) 鋼坯尺寸： 200mm200 mm9100 mm和 200mm200 mm4000 mm 的 標(biāo)準(zhǔn)坯。 高焦?fàn)t煤氣的體積成分如表 。 100X s X g 0 . 9 7 7 X g1 0 0 0 . 1 2 4 1 8 . 9???? 求得 高焦?fàn)t混合 煤氣成分 列入表 中 。 實際空氣需要量 取空氣系數(shù) n= 則 有 Ln=L0 爐底面積 設(shè)加熱段長度為 L 加 ，均熱段長度為 L 均 ，預(yù)熱段長度為 L 預(yù) 。 ?OH? 22 39。 ?OH? 22 39。 ?OH? 22 39。 ?OH? 22 39。 由于鋼材加熱是在分段連續(xù)加熱爐內(nèi)進(jìn)行的，加熱爐內(nèi)溫度隨加熱段 位置不同 而不同 ， 因此采用分段計算的方法 對 金屬進(jìn)行加熱計算。如圖 所示。 均熱段選定均熱度求出均熱時間 加熱段 按第二類邊界條件 ─ 傳給無限大平板（鋼 坯 ）的熱流密度等于常數(shù)。 （二） 金屬 一加熱段 末（界面 3）各有關(guān)參數(shù) 設(shè)整個均熱段表面溫度恒定，故一加熱段末金屬表面溫度3 1200bt ?℃ 。 對鋼 20℃ ： 3 ? ? kcal/℃ = W/m.℃ 代入上式得： 3 3 6 4 5 7 0 .1 722 2 5 .2t ?? ? ??℃ 則 有：33221 2 0 0 1 2 0 0 7 2 1 1 5 233tt? ? ? ? ? ? ?℃ 前面 假設(shè)溫度為 1150℃，誤差為 1 1 5 2 1 1 5 0% 0 .1 7 %1152???＜ ? 5%