120t步进梁式加热炉项的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 设计依据 . 1 2 燃料燃烧计算 . 1 气干湿成分的换算 . 1 气低发热值 . 2 气重度 . 2 气需要量 . 2 烧产物生成量及成分 . 3 烧产物重度 . 4 3 炉膛热交换计算 . 4 定炉膛有关尺寸 . 4 炉气黑度 . 5 壁对金属的角度系数 . 7 导来辐射系数 C . 7 4 金属加热计算 . 8 属均热段末（界面 4）各有关参数 . 8 属一加热段末（界面 3）各有关参数 . 9 属二加热段末（界面 2）各有关参数 . 11 属预热段末（界面 1）各有关参数 . 11 属预热段开始（界面 0）各有关参数 . 14 段平均热流及加热时间 . 14 5 确定炉子的主要尺寸 . 15 子有效长度 . 15 效炉底强度 . 16 6 炉子热平衡计算 . 17 收入项计算 . 17 支出项计算 . 18 7 换热器计算 . 30 算依据 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计计算 . 31 烟系统流体力学计算 . 36 算依据 . 36 力计算 . 36 囱计算 . 40 9 供风系统流体力学计算 . 42 . 42 . 43 10 炉底水管的校核 . 46 11 烧嘴计算 . 47 12 风机选择 . 49 13 选用装料机和出钢机 . 50 钢机的选用 . 50 钢机的选用 . 50 参考文献 . 57 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 项目 设计 计依据 1、 炉子生产率： G=120t/h 2、 加热钢种：普碳钢 ， 钢坯尺寸： 230600 000 标准坯。 3、燃料： (1)种类： 高焦炉混合煤气 (2)低发热量： 2133 916、 加热参数 ： (1)板坯加热初始温度 t=20 (2)板坯加热终了温度 t=1180 (3)板坯加热终了断面温差 t 30 (4)空气预热温度 t=400 (5)出炉烟气温度 t=900 料燃烧计算 按以上设计依据和设计方案进行如下热工计算。 高焦炉煤气的体积成分如表 表 焦炉煤气的体积成分（ ） 干 成分 2 O 2233积 百分比 煤气干湿成分的换算 换算关系式 5： 100X s X g 1 0 0 0 . 1 2 4 g (式中： g 煤气含水量， g/ 湿煤气中各成分的体积，； 干煤气中各成分的体积， ； 已知 高焦炉 混合煤气温度为 20 ， g= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 100X s X g 0 . 9 7 7 X 0 0 . 1 2 4 1 8 . 9 求得 高焦炉混合 煤气成分 列入表 。 表 焦炉混合煤气中各种成分体 积 （） 高焦炉混合煤气 = = = = = = = = = 气低发热值 计算公式： 5218 ( =521821308916 气重度 煤0r=(28684804248=(28684804248=3气需要量 (1)理论空气需要量 11 222 H m(文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =211 =则有 注： （ 1）211= 2） 1N 气大约可产生 1000 量 (2)实际空气需要量 取空气系数 n= 有 0n = 燃烧产物生成量及成分 （ 1） 1煤气完全燃烧产物中各种成分的体积 2(2 ( (3 2O) ( 2 7 9 L n 0 . 0 1N = = 2 2 1 1 0 . 0 1n L = 2）燃料产物生成量 2222 = 3）燃烧产物中各成分的百分含量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10022 = 100%= 10022 = 100%= 10022 = 100%= 10022 = 100%= 烧产物重度 2222 o 烟 (= =3膛热交换计算 炉膛热交换计算的目的是为了确定炉气 ， 经过炉墙到金属总的导来辐射系数 C， 其计算过程如下： 定炉膛有关尺寸 (1) 炉膛宽度 )1( （ 式中： n料坯排数 ， n=2； L料坯长度为 ， L=4m； 料坯与炉膛、料坯与料坯间的距离，按经验数据 = =24+ (2+1) m 取炉膛宽度 B=9m (2) 炉膛高度 按经验选取：采用吊挂平顶结构，故只在 预热段采用压下炉型 ，取 预热段 H 上预 =1 上均 = 加热段 H 上加 =有的下加热采用同一高度，取值 H 下 =2.2 m。 (3)炉底面积 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设加热段长度为 L 加 ，均热段长度为 L 均 ，预热段长度为 L 预 。 炉底： 一 加热段 F 底加 1= 1=9L 加 1 加热段 F 底加 2= 2=9L 加 2 热段 F 底预 = =9L 预 热段 F 底均 = =9L 均 4）炉墙和炉顶内表面积 炉墙： 一 加热段 F 墙加 1 =2H 加 1 L 加 1=2 加 1L 加 1 加热段 F 墙加 2 =2H 加 1 L 加 2=2 加 2L 加 2 热段 F 墙预 =2H 预 L 预 =2 预 L 预 热段 F 墙均 =2H 均 L 均 =2 均 L 均 顶 ： 一加热段 F 顶加 1=B L 加 1=9L 加 1 二加热段 F 顶加 2 =B L 加 2 =9L 加 2 热段 F 顶预 =B L 预 =9L 预 热段 F 顶均 =B L 均 =9L 均 5）炉气外围总的表面积 一 加热段 F 加 1 =F 墙加 1 + F 顶加 1 + F 底加 1=3L 加 1 +9L 加 1 + 9L 加 1=21 L 加 1 二 加热段 F 加 2 =F 墙加 2 + F 顶加 2 + F 底加 2=3L 加 2 +9L 加 2 + 9L 加 2=21 L 加 2 预热段 F 预 =F 墙预 + F 顶预 + F 底预 =2L 预 + 9L 预 +9 L 预 =20 L 预 均热段 F 均 =F 墙均 + F 顶均 + F 底均 =3L 均 + 9L 均 +9 L 均 =21 L 均 （ 6）炉膛被炉气充满的体积 一 加热段 11111 加加加加加 二 加热段 22222 加加加加加 预热段 预预预预预 91. 均热段 均均均均均 . 炉气黑度 （ 1）平均有效射线长度 一 加热段 加加加加加 L m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二 加热段 加加加加加 L m 预热段 预预预预预 热段 均均均均均 L m （ 2）辐射气体分压与平均有效射线长度之积 由燃烧计算得：2 0 4 1大气压 2 0 4 8大气压 一 加热段：2 1 0 . 1 2 4 1 2 . 3 1 0 . 2 8 7 加大气压 2 1 0 . 1 7 4 8 2 . 3 1 0 . 4 0 4 加大气压 二 加热段 ：2 2 0 . 1 2 4 1 2 . 3 1 0 . 2 8 7 加大气压 2 2 0 . 1 7 4 8 2 . 3 1 0 . 4 0 4 加大气压 预热段： 2 1 2 4 1 1 . 6 2 0 . 2 0 1 大气压 2 1 7 4 8 1 . 6 2 0 . 2 8 3 大气压 均热段： 2 0 . 1 2 4 1 2 . 3 1 0 . 2 8 7 均大气压 2 0 . 1 7 4 8 2 . 3 1 0 . 4 0 4 均大气压 （ 3）炉气黑度 1、 设 二 加热段炉气温度比加热终了时金属表面温度高 80 t 气加 2=t 表终 +80=1180+80=1260 2、 设 一加热段 炉气温度比 二加热段 炉气温度高 50 t 气加 1= t 气加 2+60=1260+50=1310 3、 设预热段炉气温度近似为线形 t 气预 =0.5(t 气加 2+t 烟 )=1260+900） =1080 4、 设均热段炉气温度比金属加热终了时的表面温度高 30 t 气均 = t 表终 +30=1180+30=1210 （ 4） 求炉气黑度 按各段炉气的平均温度和辐射气体分压与有效射线长度之积 ， 查 6图 22： 二加热段 ： 9 4 4 气加买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一加热段 ： 气加均热段： 气加预热段： 气加壁对金属的角度系数 二加热段 ： 顶加墙加底加加 一加热段 ： 顶加墙加底加加 预热段： 顶预墙预 底预预 均热段： 顶均墙均 底均均 导来辐射系数 C 取金属表面黑度 计算公式： 4 . 9 1 ( 1 )11 气 金 气气 气 金 气 金C （ 二加热段 ： 加一加热段 ： 加均热段： 均热段： 预文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 241 2 . 4 9 2 . 4 4 2 . 3 1 2 . 5 4 2 . 4 4 5 k c a l / m . h . k 2 . 8 44C 平 均 W/ 属加热计算 金属加热计算是连续加热炉热工计算的重要内容，其主要目的是 计算 出金属的加热时间，以此为依据计算炉子的有效长度 ； 同时可求出不同加热时间的金属表面温度，中心温度和表面热流。 由于钢材加热是在分段连续加热炉内进行的，加热炉内温度随加热段 位置 不同 而不同 ， 因此采用分段计算的方法 对 金属 进行 加热计算。 现将加热炉用界面将炉膛分成 4 段：预热段开始为 0 界面；预热段终了 二加热段 开始为 1 界面； 二加热段 终了 一加热段 开始为 2 界面； 一加热段 终了均热段开始为 3 界面；均热段终了为 4 面 。 如图 示。 图 热炉简图 本 设计计算中 ,采用 “ 平均热流法 ”， 计算金属加热时间和炉长。 （ 1） 均热段选定均热度求出均热时间 （ 2）加热段 按第二类边界条件 传给无限大平板（钢 坯 ）的热流密度等于常数。 属均热段末（界面 4）各有关参数 1、炉气向金属表面的热流 设计依据得： 11804 304 t 由于 4t 1 16 030321 18 032 44 tt b 查 5表 3热 焓 量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 i 02 kJ/属表面的热流 S 44 2 （ 式中： S料坯的受热深度 ， S= 4 金属平均温度 ，当 160 时所对应的导热系数； 对于钢 20，查表 3得热 焓 量： 11604 t 时 ， 4= = 则有： 3 4 44 2 2 2 5 . 2 8 3 0 1 3 1 8 9 . 60 . 1 1 5 5300 W/ 、推算均热段炉气温度 273100 273100 44444 =4 4)1 0 0 2 7 31 1 8 0( 1 8 91 0 0 = 与前所设 12104 相差不大 ， 故不 必 重新计算 。 属 一加热段 末（界面 3）各有关参数 1、设整个均热段表面温度恒定，故 一加热段 末金属表面温度 11803 。 由前面所设的 一加热段 的炉气温度 t 气加 1=1310 ，可得： 434123 10027310027321 加加均 ）（ = 441 0 02 7 31 1 8 01 0 02 7 31 3 1 0 =45375 h =52635 W/ 、 一加热段 末金属端面温差3t买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 333 2 （ 式中 ：3导热系数， 可以用渐进法求解 ； 设 一加热段 末金属平均温度 120 。 对钢 20 ： = 代入上式得： t 则 有： 3 与前所设相差不大，故不必 重新计算 。 由 100 ,查 5表 3 一加热段 末的热 焓 量 ： 3i=184.8 74kJ/、均热段加热时间 由公式： 40 2 （ 式中：0F傅立叶准数， 40 2F S； 均热度 ， 530 ； 查 6图 2 ： ， 由公式： 44 4 中：4导热系数 ； 平均比热 ，4441 9 1 . 1 6 0 . 1 6 51160t = ； 金属重度（ t=1120 ） ， =7490kg/ 4 金属平均温度 (t=1120 )时 的导热系数 ，4= ； 代 入上式 得 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 热段加热时间4240 . 1 1 50 . 5 4 0 . 40 . 0 2 h 属 二加热段 末（界面 2）各有关参数 取 二加热段 末金属表面温度2 1000 则 金属表面热流2q： 2 422273 2731 ( ) ( )2 1 0 0 bt 气加 4加 加 1 ）（ 100= 441 1 2 6 0 2 7 3 1 0 0 0 2 7 32 . 4 9 2 . 4 4 )2 1 0 0（ ） （ 100=7140682831W/金属平均温度2t=850 ， 查 5表 3金属导热系数 ：2=h =，热焓量2i=98kJ/有： 222 1 4 0 6 0 . 1 1 5t 1 8 42 2 2 2 . 3 2 2 2221 0 0 0 1 8 4 8 7 733bt t t 与前所设的相差不 大 ，基本相符，故不必 重新计算 。 属预热段 末（ 界面 1）各有关参数 1、 金属在预热段内的热焓增量 1i （ 1） 炉子的燃料利用系数 （ 式中 ： 湿燃料的低发热量 ， 130916 3 预热空气带入炉内的物理热量 ，由于本设计只 预热空气，故带入炉内的物买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 理热量 为 ： 由燃烧计算得知 ： 实际空气消耗量空气预热温度 400，查 5表 2湿空气比热 = 则有： =00=223m3 烟气出口温度 ，00 ，查 表 2得此 温度下的烟气平均比热 gC = 从而可得出炉烟气带走的热量 ： 0 0 0 3 . 0 7 0 . 3 6 6 9 0 0 1 0 1 1 . 2 5 8g n g C t 4233 炉子的燃料利用系数： % 30 30 （ 2）界面 “ 1段的燃料利用系数 1 1由 t 气加 2=1260 可查 5表 3烟气的平均比热为 ： = 则有： 2 3 . 0 7 0 . 3 7 8 5 1 2 6 0 1 4 5 4g l n C t 气加086 设 界面 “1”的辐射面积 二加热段 向预热段辐射的热量： f f fQ q FW 通常 ， 该辐射热流 1 0 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0设计取 12000设计中此处的辐射 面积： 211( ) 9 ( 1 2 . 2 0 . 2 3 ) 2 6 . 7 3 H H b m 辐射热量 ： 20000 105h=105W 按经验选取其单位热耗 b=500 2093kJ/求得炉子热负荷： 71 2 0 0 0 0 5 0 0 6 1 0 G b h=07W 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将上述结果代入 1 中，即有 751 106100 7 3 0 1 4 5 22 1 3 0 =（ 3）金属在预热段内的热焓增量 1i 40i i i =92kJ/1 4 0 . 1 5 4( 1 ) 1 8 9 . 1 6 ( 1 ) 7 4 . 56 6 . 2 4 k c a l / k g 3 2 2 k J / k g2、金属平均温度 1t 由1 1 0 7 4 . 5 2 7 6 . 5 i i 20kJ/ 5表 3金属平均温度 1t =556 3、金属表面热流 1q 4421 2273 2731 ( ) ( )2 1 0 0 1 0 0t C 气 加 W/m （ 式中： 11 2，1 556t 时，1 3 2 . 1 8 4 k c a l / m =m. ； 211( ( 2 . 3 1 2 . 4 9 2 . 422 预加 ） ）= 可 得 金属表面温度： 11 1 1 0 . 1 1 5225563 3 2 3 2 . 1 8 4 b qt t t 1(5 5 6 )840q 将 C， 1 入 式 中 ， 经 简 化 后 ， 即 为 ：411 2 . 4 5 5 2 2 9 ( 8 . 2 9 )84000 用逼近法解 1q ： 首 先 令 1 084000q ，1 121214q 代入上式后所求出的结果依次为： 1,1 116113q；1,2 111544q；13 1 1 3 8 2 8 .5q；1,4 111780qq 1n=111970； 至此，认为已能满足计算精度要求，所以取 1970、金属断面温差 ,1t 表面温度1 及中心温度1 1 9 7 0 0 . 1 1 5 2002 2 3 2 . 1 8 4 1 1 1225 5 6 2 0 0 6 8 933bt t t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 1 6 8 9 2 0 0 4 8 9t t 属 预热段 开始（界面 0）各有关参数 1、 金属的温度参数 0 0 0 20t t ,0 0t 2、 金属表面热流 q0 预04 40t 2 7 3 t 2 7 31 0 0 1 0 0 气 = 449 0 0 2 7 3 2 0 2 7 32 . 3 11 0 0 1 0 0 =4356250532W/ 各段平均热流及加热时间 （ 1） 预热段 平均热流 ： 201q q q 4 3 5 6 2 1 1 1 9 7 0 6 9 8 4 0 k c a l / m . h 预=热时间 ： 11 预预（ 式中： 预金属的重度 ，查表 3预=7780kg/ K透热系数，对于平板 K=1； 代入上式得： 1 7 4 . 5 7 7 8 0 0 . 1 1 5 0 . 9 51 6 9 8 4 0 h （ 2） 二加热段 平均热流 ：12121 1 1 9 7 0 7 1 4 0 6 9016511197071406 加2 m 104591W/热时间 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 加2加2式中： 加2金属的重度 ，2加=7746kg/ 2 2 1 1 4 2 . 8 7 6 . 5 6 6 . 3i i i 代入上式得： 2 6 6 . 3 7 7 4 6 0 . 1 1 5 0 . 6 6 0 1 6 5 （ 3） 一加热段 平均热流 ：23237 1 4 0 6 4 5 3 7 5 574107140645375 加12 m h =66596W/热时间 ： 33 加 1加 1式中： 加1金属的重度 ， 加1=7548kg/ 3 3 2 1 8 4 . 8 1 4 2 . 8 4 2i i i 176kJ/ 代入上式得： 3 4 2 7 5 4 8 0 . 1 1 5 0 . 6 41 5 7 4 1 0 h 金属在炉内的总加热时间 1 2 3 4 0 . 9 5 0 . 6 6 0 . 6 4 0 . 4 2 . 7 h (4)相对加热时间 Z 6 0 2 . 7 6 0 7 m i n c 0 0 2 0 . 1 1 5 1 0 0Z S 定炉子的主要尺寸 子有效长度 计算 公式： 0G b （ 式中： G炉子的产量 120000kg/h。 e料坯间隙，本设计取 200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 总加热时间， = b料坯的宽度， b= g料坯的重量， g= =4 7490=11025 n料坯的排数， n=2； 代入公式 得 ： 01 2 0 0 0 0 1 . 6 0 . 2 2 .