两段推钢式连续加热炉说明书

1、东北大学毕业设计（论文）第三章燃烧计算3.1设计计算基本技术数据以碳素钢标准坯尺寸，20冷装，天然气不预热为标准计算3.1.1加热金属料坯种类：普碳钢（20#钢）尺寸规格：90 X 90 X 2400mm金屈开始加热（入炉时）平均温度：20比金屈加热终了（出炉时）表面温度：1250T金屈加热终了（出炉时）横断面温差：S35OC3.1.2炉子生产率：P=22t/h3-1.3燃料燃料种类：天然气：成分（干）:表3.1天然气干成分（）成分coco：CHiC2H6N2O2合计%0.010.310.0997.160.481.95100夭然气预热温度：t燃=20比O3.1.4出炉膛烟气温度:t 烟气=65

2、0C3.1.5助燃空气预热温度（烧嘴前）：t 空=300C3.2燃料燃烧计算321天然气的干、湿成分换算根据热发生炉煤气温度t混=400-C时,査表得g； = 35g/Nm3（干气体），干湿煤气的转换系数为:100Kd0 + 0gS0 + gx35584100&= 0.9584,代入漫=kxM干，结果见下表:东北大学毕业设计（论文）第三章燃烧计算表3. 2天然气湿成分（）成分coCO2H：CH4C2H6N2H2OO2合计%0.010.2970.08693.1190.4601.8694.159100322计算天然气湿成分计算天然气低位发热值Q 低=126.15C0湿 + 107.26H2湿 +

3、356.51CH4湿 + 233.45H2S湿 + 634.73C2H6湿=126.15 X 0.01 + 107.26 X 0.086 + 356.51 X 93.119 + 634.73 X 0.460=33500.3KJ/Nm3_ 0.5CO湿 + 0.5H2湿 + 2CH4湿 + I.5H2S湿 + 3.5(2卅6湿-O?湿L 0 =323理论空气需要B Lo：21-0.5 X 0.086 + 0.5 X 0.01 +2 X 93.119 + 1.5 x0 + 3.5 X 0460 - 021 -=895Nm3/Nm3324实际空气需要量Ln：取 n=L05 ,有：Ln = nLo =

4、 1.05 X 8.95 = 940Nm3/Nm3耳湿=(1+ 000124x35) X940 = 981Nm3/Nm3325计算燃烧产物生成量及成分C02= 0.01(CO 湿 + CO2 湿 + CH4 湿 + 2C2H6 湿)=0.01 X (0.01 + 0.297 + 93.119 + 2X 0460)=0943Nm3/Nm34巧 2 =O.21(n-l)Lo= 0.21X(1.05-1)X8.95=0094Nm3/Nm3V屮=(N2 + 79LJ X0.01= (1.869 + 79x 9,81)x 0.01=7768Nm3/Nm3HjOV；20 =(出湿 + 2CH4湿 + Hg

5、S湿 + 3C2H6湿 + 0.124g器 Ln) X 0.01=(0.086 + 2 X 93.119 + 4.159 + 3 X 0460 + 0.124 X 35 X 9,81) X 0.01=2.344Nm3/Nm3Vn= 0.9434-0.094 + 7.768 4-2.344 = 11.15NmVNmP烟=22.4x100表3. 3天然气燃烧产物生成量（Nm7W）及成分（）成分CO；O工HQ合计生成量Nn?0.9437.7680.0942.34411.15体积含最8.4769.670.8421.02100326计算天然气燃烧产物密度44CO +18H.O* + 28N； + 320

6、；44x&47 +18x21.02 +28x6967 + 32x08422.4x100=1.22 kg / Nm327计算燃料理论燃烧温度由 1空=350 C ,査表得：C空= 1.296 kJ/ (NiiiC) o设上产=18002100C,査表得：3 = 1.672 kJ/ (Nm T)设Q分=0,t +空t空+C血-Q 分产335003 + 9,81x1.296x30011,15x1,672=2002 C o因此，可以满足连续加热炉加热工艺要求。3.2.8计算结果实际空气需要量：Ln = 9.81Nm3/Nm3。 燃烧产物生成量：Vn= ll15Nm3/Nm62.3.燃烧产物重度：P烟=

7、1.22 kg/Nm1.东北大学毕业设计（论文）第六章炉膛热平衡与燃料消耗量计算第四章金属的加热计算金屈加热是连续加热炉全部热工计算的核心，其主要目的是确定金属在炉内的加热 时间。4.1炉膛热交换计算计算目的是确定炉气经过炉壁对金属的导來辐射系数CgKM kJ/(m2.h.K4)o 411预确定炉膛主要尺寸1)炉膛宽度本加热炉中，料坯厚度5 = 90mm,料坯长度L= 2.4m, 一般当料坯厚度6 V 100mm 时，采用两段连续加热炉。故本设计采用两段连续加热炉。一股当料坯厚度6 60mm时，料坯长度L 1000mm时，适宜采取双面加热。故本 设计中，料坯采用双面加热。査表3-16.对于中型

8、加热炉，取H = 550kg/(m2.h)：取推钢比E= 200,代入公式Pn =H.L. 2S. Em：m：式中：n炉内料坯摆放排数； P炉子设计生产率，kg/h： H-有效炉底强度，kg/(m2.h)； L 一料坯长度， 2S料坯厚度， E推钢比；22000故：n = 0 926550 X 2.4 X 0.09 x 200 将n=l代入公式B =nl+ (n+l)a,得炉膛内宽：B =1x2.4 + ( 1 + 1) X 0.25 = 2.9m对于砌砖炉体结构，为砌筑施匸方便，炉体宽度应为耐火砖厚度(0.116m)的整数倍。 经过计?2.9一 0.116 = 25,满足耐火砖为整数倍的要求

9、。所以，取B = 2.9m = 2900mm。2) 炉膛各段高度査表22,对燃气屮型加热炉，取炉膛各段长度：设加热段长度为L加(L加双+ L体)，预热段长度为L预。 炉顶结构：因为加热拟采用端供热，炉膛内宽V4m,为降低投资确定为60砖砌3)H加上=1600mm, H预卜=900mm o4)出料方式：侧出料拱顶。5)4.1.2计算各段(60拱顶)平均有效射线行程1) 计算各段充满炉气的炉膛体积，根据公式得：V加=(H加上B - O.O434B2)L加=(1.6 X 2.9 - 0.0434 X 2.9), = 4.28L加V预=（H预上B - 0.0434B2）L预=（0.9 X 2.9 -

10、0.0434 X 2.92）L加=2.25L预n?2）计算各段包围炉气的炉壁内表面积，根据公式：(2 X 1.6 + 1.78 X 29)L加=836L加m?Fk加=（2H加上 + 1.78B）L加=F预底=(2H耐+ 1.78B丿 4 =4V把上述结果分别代入公式S = T1-Fm.并取气体辐射有效系数为11=09得:(2 X 0.9 + 1.78 X 2.9)L预=6.96L预m?S加=0.9X詩5加4 X 4.28L加0.9 X= 1.84m4 X 2.25L刊iox飞吋=皿o.SoL 加4V祐S預=0处厂=5预4.1.4计算炉气中CO?和HQ （汽）分压由燃料燃烧计算（见表33）得Pc

11、oz =847/100 = 0.0847 大气压Ph,o = 21.02/100 = 0.2102 大气压4.1.5予确定各段炉气温度1）加热段炉气温度设加热段炉气温度比金屈加热终了时其表面温度高56C, B|J：= t 农终 + 90 = 1250 + 56 = 13orc2）设预热段炉气温度与炉长成近似线性关系，则：t 鬲=.加+ t废腔=1301 + 650 = 978cg预2-4.1.6计算各段炉气黑度按照公式g = co2 + 出0：co, = 0.71 X (Pco, X S)i/3 X (Tg/100)f5%。= 7.1 X Ph2o68S0 6 X (Tg/100)-b得:/1

12、310 + 273-0“06Eg 加=0.71 X (0.0847 X 1.84)3 X (j+ 7.1 X 0.2102- X 1.84/1310 1 2737x( Too)=0.71 X 0.54 X 0.251 + 7.1 X 0.287 X 1.442 X 0.063=0-281丄/98O + 27375甩预=0.71 X(0.0847 X 1.16)3 X (j+ 7.1 X 0.2102 X 1.16 Z980 + 273一1X( 100 )=0.71 X 0.46 X 0.283 + 7.1 X 0.287 X 1.093 X 0.080 =0.2714.1.7计算各段炉墙和炉顶

13、对金属的角度系数对于60拱顶，按公式得:Fm预Pkm盯药4.L8Fm预% = *=2H + O78BntiM_ Fm加伽犷臥2H加上+0.78BhLmhLm2H預上+ 78B1 X 2.42 X 0.9 + 0.78 X 2.9 _ Fm加Wkm 加 _ P K加 计算各段导来辐射系数収= 0.8 （炉料黑度），根据公式20,43gMl + PKM（l-g）dLm1 X 2.42H 加上+ 0.78B2 X 1.6 + 0.78 X 2.9 _ O?C =甩 + Wkm（1 一 ）印 + 甩（1 - m）式m %-炉气黑度:m炉料黑度:Pkm 炉握对炉料的辐射角系数。故:C _20.43甩 1

14、 + Wkm(1 g)gKM 预Eg + Pj(l- g)M + 甩(1 m)20.43 X 0.271 X 0.8 X 1 + 0.591 X(l-0.271) =0.271 + 0.591 X (1 - 0.271) X 0.8 + 0.271 X (1 - 0.8) =9.92KJ/(m2.h.K4)C2043gWl + pKM(l-g)gKM 加甩 + cPkm(1 -g)M + 甩(1 一 m)_2a43X0281X08Xl+0439X(l-0281)0281+0439X(1 - 0281)X08+0281X(l - 08)=10.96KJ/(m2.h.K4)加预界面处：10 96

15、+ 9 92CgKM加预=2= 10你/昭h.曾）4.2金属加热计算-金屈加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。推钢式二段连续加热炉内金屈加 热计算，按照加热段实底段、加热段分别进行计算。金属在加热段实底段上的加热时间, 根据实底段的长度來确定。根据实际资料，大多数连续加热炉实底段的长度变化范围在2.5 5m Z 间。金屈在加热段和预热段的加热时间（双面加热），根据金属在每段内的热熔增量（Ai）及 传向金屈的平均热流（qQ，按照公式spAi硕 h來确定，式中q均一某时间或某区域通过金属表面的平均热流密度；KJ/（m2.h）o欲求得技术在隔断的热焙增量与半均热流，须先确定每段始端和末端的炉气温

16、度及 金属温度。首先将这二段连续式加热炉用四个界面分成三个区段，即：金属入炉处（炉尾）为0 界面；预热段终了、加热段开始处为1界面；加热段双面加热终了向实底床（单面加热） 过度处为2界而；加热段终了金属出炉处（侧出料炉门中心处或端出料下滑坡与炉内滑 道交点处）为3界而。贝9： 01为预热段，1-2为加热段双而加热部分，2-3为加热段实底床（单面加热）部分。计算顺斥为界面3、2、1、0。421计算3界面处金属加热有关参数金屈表而温度t农终=1250-C：金屈断面温差设为At= 35C；1）、计算金屈断面平均温度因为该处为单而加热，所以金属断面平均温度指的是上、下表而之间的平均值。可 以按照双面对

17、称加热近似计算，按照公式得:X,4. 3. 3炉体结构尺寸简图SJOD3If图4.1炉体结构尺寸简图4.3.4炉子结构和操作參数有效炉底面积F ?t=L 效B=14767X29=4282m2 钢圧炉底面积F w=L ttLM=14.767 X 2.4=35.44 m- 炉底利用系数“钊=摯= 083 F效 42.82 有效炉底强度东北大学毕业设计（论文）第六章炉膛热平衡与燃料消耗量计算 钢压炉底强度吋亶=鍔=62“如h)炉子热平衡是分析和评价炉子的热工工作和炉子设计时的热工指标先进与否的重要 依据之一。通过炉子热平衡可以算出炉子燃料消耗ft.燃料有效利用率以及热帚消耗的基准温度为千间内环境平均

18、温度，设t坏=i(rc。6.1炉膛热收入Q入6.1.1炉料燃烧化学热Q设炉膛燃料消耗量为B(Nu?/h),则Q =BQ 83.4941610 + X340型=466 C 1+竺210941326 + X10 T 壁 min =错=57C1+210T壁均=312C査文献一中表5-5,换热管可采用两种材质，即表而渗铝碳钢管和碳钢管。换热管烟气出口处1213排换热管采用表面渗铝碳钢管，其余换热管采用碳素钢管。 2. 2. 7. 6换热器运行经济指标1）热效率Q 宇 8500 X （340-10）x1.296 八心9000x610x1.496n 换热=QT %2）温度效率（0.11340耳血扯=100% = X100% =55.7%I換热冰6103）换热器烟气侧阻力损失该换热器管子排列为直（顺）排，则% =忙耳卩qQ七仪39000其也烟气流速：W厂丽扇时“99Nm烟气平均温度：t烟均=610；326 =468 c 由燃料燃烧计算得：pQ =1-29 kg/标n?0114 “ ，0.114 宀,0.1142 =40xX 0-028 x() + (1)0-1140.114-0.0570.114-0.057= 5.48W = L99x(l + X468) =5.4111/ s2734(0.114x0414-0.7