【正文】 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。（5） 三段式爐型均熱段末端火壓較低，可減少出料門吸風(fēng)。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。 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%。 燒嘴完全根據(jù)加熱量的分配而進行布置的。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。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。2．加熱金屬規(guī)格：1）種類：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（20鋼）；2）尺寸：150mm150mm3000mm；3）料坯入爐溫度：t=20℃；4）金屬加熱終了溫度：1250℃；5）金屬斷面溫差：30℃。1．混合煤氣干、濕成分的換算： 計算結(jié)果如表3—2。計算的目的是確定爐氣經(jīng)過爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)計算方法和步驟如下：預(yù)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/（mh），取推鋼比E=220，代入公式： 其中 P—爐子生產(chǎn)率，kg/h H—爐子有效爐底強度，kg/（mh） L—料坯長度，m E—推鋼比，可取200~250得n== 可取n=2則采用雙排料；將n=2代入公式B=nl+（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=23 +(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）：，可以取B==，： B==6612mm爐膛高度：查資料，對于燃氣的中型加熱爐，取H＝1600mm，H＝1750mm，H＝900mm，H＝1000mm，H＝1200mm3) 爐膛長度：設(shè)均熱段長度為L，加熱段長度L，預(yù)熱段長度L。5）出料方式：側(cè)出料。詳細計算過程如下：首先將三段式加熱爐用4個界面分成三個區(qū)段，即金屬入爐處為0界面；預(yù)熱段終了加熱段開始為1界面；加熱段向均熱段過渡處為2界面；—1為預(yù)熱段；1—2為加熱段；2—、：1 2 3 4 預(yù)熱段加熱段（雙面加熱）均熱段（雙面加熱）計算4界面處金屬加熱有關(guān)參數(shù)1) 已知金屬表面溫度和金屬斷面溫差，用公式 式中：—均熱度，可以在設(shè)計手冊上查圖310可得，一般取0 .6，即相當(dāng)于取0 .242) 加熱時間 其中 S—金屬透熱深度 —金屬導(dǎo)溫系數(shù)查表37得，1250℃時，20鋼的導(dǎo)溫系數(shù)= m/h則由金屬加熱工藝可知，出爐時鋼坯斷面溫差為30℃，則加熱終了是鋼坯平均溫度℃3）加熱終了時鋼坯表面的熱流查表31得，1230℃時鋼的導(dǎo)溫系數(shù)= KJ/（℃）KJ/（m）4）均熱段爐氣溫度： t℃計算結(jié)果與假設(shè)均熱段爐氣溫度相差很小，所以不需要重新計算.計算3界面處金屬有關(guān)參數(shù)前面已經(jīng)計算得F=由式（326） KJ/（℃） 根據(jù)F 查表313得 =1240℃按式（85）得： =172551 2)加熱段爐氣溫度 =1358℃與假設(shè)相差的不大，不需要重新計算。計算金屬熱焓值 根據(jù)℃ 查表（33）得= KJ/(kg℃) =823 KJ/kg計算2界面處金屬的有關(guān)參數(shù)計算爐膛燃料利用系數(shù)由公式(431)知： ，本設(shè)計只預(yù)熱助燃空氣，所以可改寫為：，查表15，＝350℃時=1 .296；=800℃ 時， ＝1 .534；＝7853；＝；。5)計算金屬表面熱流其中：—加熱段導(dǎo)來輻射系數(shù)。查表31得，鋼坯的導(dǎo)熱系數(shù)＝3 .6＝所以， 對上式采用順序漸進法求解：首先令：＝0，代入上式得， 則：＝ 代回上式重新計算得：重復(fù)計算=回代得 =回代得 因為和的誤差很小不必重算。 —加熱時間，=。 n—爐內(nèi)料坯擺放排數(shù)，n=2。2)預(yù)熱段長度 3)加熱段長度 4)均熱段長度 5)爐子總長 按式83，取A＝2000mm則， 2 .爐門選擇和尺寸的確定1）進料爐門B對連續(xù)加熱爐通常采用端進料方式，所以其寬度等于爐膛內(nèi)寬，即：B=6612mm。得取a=1900mm,縱水管外側(cè)鋼坯端頭尺寸，符合150～a/2=150~950mm的要求。那么均熱段爐頂硅磚與硅藻土磚交界處實際溫度：℃均熱段爐頂外表溫度：℃同理可計算其他部位爐壁導(dǎo)熱損失，計算如表3—7：5) 經(jīng)爐門輻射熱損失（A)經(jīng)爐門的輻射熱損失：表3—7 爐壁導(dǎo)熱損失爐膛部位爐墻內(nèi)表面積()導(dǎo)熱損失(kJ/h)爐壁外表溫度(℃)均熱段爐頂290940133均熱段爐墻14920399加熱段爐頂484396123加熱段爐墻35149795預(yù)熱段爐頂35125783預(yù)熱段爐墻19131877合計1 .81910102a）經(jīng)出料爐門的輻射熱損失：均熱段爐氣溫度：=1314+273=1587爐門開啟面積：出料爐門，取單位開啟時間；遮蔽系數(shù)則：b）進料爐門的輻射熱損失，選進料爐門的遮蔽系數(shù)，爐門開啟面積：預(yù)熱段爐氣溫度 T=800+273=1073K 則：所以由： （B)經(jīng)爐門溢氣熱損失由于本設(shè)計溢氣量比較小，所以經(jīng)爐門的溢氣損失可忽略所以，6）其它熱損失這些熱損失包括爐底導(dǎo)熱損失、操作爐門散熱損失等，這可按經(jīng)驗取因此：3 .爐子熱平衡式與燃料消耗量：1）爐膛熱平衡式：2）燃料消耗量：由爐膛熱平衡式可得燃料的消耗量 4 .爐膛熱平衡表：見表3—85 .爐子的工作指標：1) 單位燃料消耗：2) 單位熱量消耗：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)量以及燃燒能力時，爐子實際燃料消耗量可為計算值的1 .1倍來確定，即：1 .選擇依據(jù)1) 燃料的種類： 混合煤氣；2) 混合煤氣的低發(fā)熱值：；3) 爐子的最大燃料消耗量：；4) 爐子最大的濕空氣需要量：；5) 預(yù)熱空氣溫度：；6) 供熱量的分配：加熱段上加熱20％，加熱段下加熱60％，均熱段上加熱10%，均熱段下加熱10%。根據(jù)各種煤氣燒嘴的特性，決定選用低壓渦流式燒嘴。2）加熱段下加熱采用側(cè)供熱 燒嘴選用DW—I—9型，最大燃燒能力為600，供熱量為22454，則需要燒嘴總數(shù)，每側(cè)9個.3）均熱段燒嘴安裝 均熱段上加熱采用側(cè)供熱，也選用DW—I—9型，需要燒嘴數(shù)：均熱段下加熱采用端側(cè)供熱，燒嘴選用DW—I—9型，最大燃料燃燒能力為600，供熱量為22454，需要燒嘴數(shù)為： 1 .已知數(shù)據(jù)1) 出爐膛煙氣溫度(由工藝給出)：=800℃；2) 出爐膛煙氣流量：=20413=58091；3) 進換熱器空氣溫度：=20℃；4) 燒嘴前要求空氣預(yù)熱溫度：=350℃；5) 預(yù)熱空氣流量（按設(shè)計燃料消耗量B計算）：=20413=397652 .設(shè)計數(shù)據(jù)1) 進換熱器煙氣溫度（考慮煙道降溫損失）：=750℃； 2) 進換熱器煙氣流量（考慮溢氣損失）：換熱器前煙氣溢氣損失系數(shù)m=則 =（1m）=49377標m/h；3) 進換熱器煙氣溫度（地區(qū)大氣平均值）：=20℃；4) 出換熱器空氣溫度（考慮熱網(wǎng)管道降溫損失）:=380℃；5) 熱空氣流量（考慮生產(chǎn)率提高10%的可能性）：=43741； 3 .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“—”字形紐帶插入件）；3)換熱管規(guī)格：；4)換熱管布置：順（直）==2，=0 .12m；5)換熱管氣流方向及流速：，；管內(nèi)流空氣，設(shè)。（C）換熱管行程數(shù) 取雙行程。7 .計算換熱器運行經(jīng)濟指標1)熱效率 =2)溫度效率由公式（6—26）得：=3)換熱器煙氣側(cè)阻力損失該換熱器管子排列為直(順)排，阻力損失按式(612)計算，即： 其中， 煙氣流速： =煙氣平均溫度：=℃ 由燃料燃燒計算得：=1 .284計算阻力系數(shù)： = 且：通過查資料可計算煙氣運動粘度：則：查表68得：直排管束阻力修正系數(shù)＝1 .00所以： 4)換熱器空氣側(cè)阻力損失（A）局部阻力損失 a)空氣入口擴張局部損失冷空氣入口管道斷面積： 冷空氣入口風(fēng)箱斷面積： 則：冷空氣入口氣流流速：面積比：=0 .96/2 .995=0 .32查表67，按式(68)得：則：=b)預(yù)熱空氣風(fēng)箱進出換熱管局部損失預(yù)熱空氣由風(fēng)箱進出換熱管共有4次，可近似認為阻力損失近似相等。2 .繪制空氣管路系統(tǒng)圖3 .管路分段 根據(jù)分段原則，將管路分段系統(tǒng)如下：1）風(fēng)機出口到換熱器入口；2）換熱器；3）換熱器出口到總管分岔處；4）總風(fēng)管分岔處到加熱段上加熱端燒嘴供風(fēng)集管；5）總風(fēng)管分岔處到下加熱集管；6) 總風(fēng)管分岔處到均熱燒嘴供風(fēng)集管；7）下加熱集管到側(cè)燒嘴；8）均熱集管到側(cè)燒嘴。 1)風(fēng)機出口到換熱器入口 取 2)換熱器出口到總管分岔處=41554取 3)總風(fēng)管分岔處到上加熱端燒嘴供風(fēng)集管(20%) 取 4)總風(fēng)集管分岔處到下加熱集管(60%) 取 5) 總風(fēng)管分岔處到均熱燒嘴供風(fēng)集管(20%)取6）下加熱集管到側(cè)燒嘴(流量各占30％) 取7）均熱集管到側(cè)燒嘴（每側(cè)各占10%） 取5 .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，：Ⅰ—鼓風(fēng)機出口到換熱器入口；Ⅱ—換熱器；Ⅲ—換熱器出口到總管分岔處；Ⅳ—總管分岔處到下加熱集管；Ⅴ—下加熱集管到側(cè)燒嘴。3)第4欄和第5欄的管道規(guī)格和內(nèi)徑由上面計算查表得到的：4)第6欄氣體流動截面積由第五欄管道內(nèi)徑求得。6)第10欄0℃的流量根據(jù)上述空氣流量分配求得。8).第Ⅲ段的平均溫度： 末端溫度：第Ⅳ段的平均溫度：末端溫度：第Ⅴ段的平均溫度：末端溫度：9)第13欄10)第14欄速度頭由第112欄中的數(shù)據(jù)求。13)將以上同一分段中的局部阻力系數(shù)總和填入第17欄。15)第19欄地區(qū)最高大氣溫度查表。17)第21欄由第12欄數(shù)據(jù)代如求得。19)將分段的第1122欄相加填入第23欄。21)把各段分壓力損失相加得到總阻力損失，填入第24欄。鼓風(fēng)機工作時，額定壓力主要用來克服下列阻力損失：1) 空氣管路壓力損失，由表得，=.2) 流量孔板壓力損失，因自動化部分還未計算，在這里取=.3) 流量調(diào)節(jié)蝶閥壓力損失，因自動化部分還未計算，在這里取=.4) 煤氣燒嘴用空氣壓力損失：本設(shè)計選用的是DWⅠ型低壓渦84流燒嘴，給出數(shù)據(jù)為該燒嘴在，且空、℃，煤氣的低發(fā)熱值為8400，為了不降低燒嘴的燃燒能力，必須提高空氣壓力。1 .計算條件1 )進煙道煙氣量：；2)進煙道煙氣溫度：=800℃3)煙氣密度：.2 .繪制排煙系統(tǒng)圖。4 .各段煙道斷面尺寸首先預(yù)確定煙道中的延期流速，根據(jù)截面積確定煙道尺寸。 ，選用斷面尺寸為： 所以： Ⅱ段：，選用拱查表64得煙道尺寸為：2436(寬)3054(高) 。5 .計算各段煙氣溫度Ⅰ段：已知豎煙道入口煙氣溫度為800℃，查表65取溫降6℃/。 平均溫度：=(749+463)/2=606℃Ⅳ段：考慮到換熱器漏風(fēng)和煙道閘板處吸入冷空氣等因素，%則：煙氣量由增加到493771 .1=54315。9 .81H(ρDρg)22+19 .64——分段損失h段=Σ(h摩+ h局+ h幾)23煙道總阻力損失(Pa)h總=Σh段24+++=4），取λ=0 .055）℃6）確定煙氣密度7）煙囪計算高度： 因為煙囪計算高度與假設(shè)高度值（77m）相差很小，所以不需要重算.8）確定煙囪的實際高度：按式子：進入煙囪底部的煙氣溫度t=361℃,高于一般排煙機的排煙溫度，所以必須摻大氣方法降溫。結(jié)論通過一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計,使我對加熱爐有了一個全新的認識。本設(shè)計為設(shè)計一座年產(chǎn)100t/h 的推鋼式加熱爐，由于所給燃料為混合煤氣，熱值較低，故采用了空氣預(yù)熱，實際生產(chǎn)中可能存在一次投資較大，回收慢的問題。%，%。關(guān)于本次設(shè)計，由于沒有過多的現(xiàn)場認識經(jīng)驗，故在設(shè)計方案、設(shè)計計算時遇到了大量的問題，而這些問題都在諸多老師以及同專業(yè)同學(xué)的關(guān)心指導(dǎo)下一一解決了，老師們的教誨、精心指導(dǎo)使本人受益多多，在此向我院老師表示衷心的感謝！通過本次設(shè)計，我對在大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識都有所運用，并在老師的悉心關(guān)懷下，我的大學(xué)四年中的最后一課才能得以完成。因此可以說我的這次設(shè)計，得到了我很多同學(xué)的幫助，我的順利完成不僅僅是我個人的努力，也包含了其他同學(xué)的共同努