热风炉的热工计算

1、热风炉的热工计算焚烧计算煤气成分确实定：表1已知煤气（干）成分（%）种类合计成分2555100（1）干煤气成分换算成湿煤气成分若已知煤气含水的体积百分数，用下式换算：V湿VF(100H2O)100100（1）若已知干煤气含水的重量(g/m3)则用下式换算：V湿VF100（100gH2O）100（2）以上两式中V湿湿煤气中各组分的体积含量，VF干煤气中各组分的体积含量，H2O湿煤气中含水体积，gH2O干煤气中含水的重量，g/m3（忽视机械水含量）查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量(气压101325Pa)表”知30时煤气的饱和含水含量为35.10g/m3，代入式（2）即得湿煤气成分，如表2。表2煤气成

2、分整理表（）种类合计干成分2555100湿成分100（2）煤气低发热量的计算。煤气中含可燃成分的热效应见表3表30.01m3气体燃猜中可燃成分的热效应可燃成分热效应KJ煤气低发热量QDW的计算:QDWCO+H2+CH4+C2H4+H2Sm3+m3（3）焦炉煤气的加入量计算：表4焦炉煤气成分种类合计成分758253100理论焚烧温度估量：取炉顶温度比热风温度高200，焚烧温度比拱顶温度约高80。则T理T理+200+801480所要求的最低发热值：据经验公式：T理Q低+770Q低（T理-770）4494KJm3加入焦炉煤肚量：（Q焦大概为1700018500KJm3）Q焦CO+H2+CH4+C2H

3、4=*7+*58+*25+*3=mV=（Q低QDW）/（Q焦低QDW）=（4494）/故煤气干成分加入量为1则混淆煤气成分：VCO2VCO257VH258VCH425VN2553VCnHm换算成混淆湿煤气成分：V湿CO2VFCO2100(100gH2O100V湿COVFCO100(100gH2O100V湿H2VFH2100(100gH2O100V湿CH4VFCH4100(100gH2O100V湿N2VFN2100(100gH2O100V湿CnHmVFCnHm100(100gH2O100表5混淆煤气成分整理表（%）种类COCOHCHNCnHmHO合计22422干成分100湿成分100煤气低发热量

4、的计算：QDWCOH2CH4C2H4H2Sm3（为简化计算起见，式中将CmHn所有简化当作C2H4确立成分计算。）（4）空气需要量和焚烧生成物的计算1）空气利用系数b空LaLo，焚烧混淆煤气b空为，计算中取，计算见表6。表6焚烧产物体积100m3生成物的体积（m3）煤气湿气需氧气构成体积含反响式的体积合计3量（m）CO2CO2CO1/2O2CO2H21/2O2H2OCH42O2CO22H2ON2N2H2OH2OC2H43O22CO22H2O当b空时，空气带入的当b空时，剩余空气带入的生成物总量（m3）生成物成分（）69100注：为简化计算起见，表中将CmHn所有简化当作C2H4确立成分计算。焚

5、烧1m3高炉煤气理论空肚量Lo为：Lo21m33）实质空气需要量Ln为：3Lnm4）焚烧1m3高炉煤气的实质生成物量V产为：V产m35）助燃空气显热Q空为：Q空C空t空Lo20式中C空助燃空气在t空时的均匀热容，KJ（m3）t空助燃空气温度，煤气显热Q煤为：Q煤C煤t煤1式中C煤煤气在t煤时的均匀热容，KJ（m3）t煤煤气温度，Q煤3017）生成物的热量Q产为：3Q产（Q空Q煤QDW）焚烧1m煤气的生成物体积（64）m3（5）理论焚烧温度的计算：t理（Q空Q煤QDW）（V产C产）式中：t理理论焚烧温度，C产焚烧产物在t理时的均匀热容，KJ（m3）因为C产的数值取决于t理，须利用已知的Q产，用迭

6、代法和内插法求得t理，其过程以下：焚烧生成物在某温度的Q产，用下式计算：Q=WV+WV+WV+WVKJ/mt产tCO2CO2tH2OH2OtO2O2tN2N23tttt、HO、O、N，在压力为，式中：W、W、W、W分别为气体CO2CO2H2OO2N2温度为t时的焓值，KJ3，可从附录表中查得：V、V、V、V分别为CO2H2OO2N21m3生成物中该气体的含量，m3。先设理论焚烧温度为、1300、12001400、1500，查表得，在各温度下的焓值，见表7。表7CO2、H2O、O2、N2在1200、1300、1400、1500下的焓值KJm3温度120013002012150035221600据

7、表6的生成物成分，分别计算出各温度时的生成物热量。表8CO2、H2O、O2、N2在1200、1300、1400、1500下的生成物热量KJm3温度1200130014001500上述生成物的实质热量Q产为m3，可见其理论焚烧温度介于14001500之间，按内插法求得理论焚烧温度t理为：t理1400（）100/（）1488简略计算已知：高炉有效容积2500m3，每立方米高炉有效容存储热室应拥有加热面积取（1）热风炉所有加热面积为802500=200000m2，则每座热风炉蓄热室所占加热面积为：200000/4=5000m2。（2）热风炉内径：选用外壳直径9m，炉壳钢板厚度20mm，绝热砖厚70m

8、m，填料层厚80mm，耐火砖厚345mm，故内径是：D1=2（+）=7.61m（3）热风炉总断面积F1=（）4=m2一般焚烧室占热风炉总断面积的25%30%，本例取28%，则焚烧室面积：F2=m2，蓄热室横断面积为：F3=m2蓄热室格子砖与炉墙和隔墙之间留有膨胀缝20-30mm，一般此膨胀缝面积占热风炉炉墙内空横断面积的%，今取%，扣除膨胀缝面积后，格子砖所占横断面积F4为：F4=31.59m2（4）焚烧室选苹果型（既复合型）1，取半圆部分片焚烧室断面58%则：1R2=R=2.17m2取R=1.50m校核焚烧室断面积：F燃=1/2+1/21.502+2=+m2即近似于m2（5）采纳宝钢7孔格子

9、砖，格子砖外形尺寸：256mm一个七孔砖的面积：（）=m2蓄热室一层格孔砖数：=742（块）单个格子砖断面貌数为12个，蓄热室断面上总格孔数：74212=8904（个）一米长格孔的加热面积：1=m2则格子砖的加热面积：f=8904=m2格子砖高度：50000=41.60m（6）其余尺寸：1）底板支柱及炉箅子：热风炉炉壳底板为普碳钢板，地板钢板厚度为25mm，炉箅子厚度加支柱高度为3000mm。2）炉墙中上部：炉壳20mm+耐酸喷涂料60mm+硅藻土砖115mm+耐火纤维毡40mm+轻质高铝砖230mm+高铝砖230mm=695mm。炉墙下部：炉壳25mm+耐酸喷涂料50mm+硅藻土砖65mm+

10、轻质黏土砖114mm+黏土砖345mm=599mm。3）拱顶采纳两个球面联合的拱顶构造，拱顶钢壳厚度为20mm，取上部球形拱顶钢壳内径为3850mm，砌体内半径为3040mm,球顶中心角为120。，球顶砌体中心标高要低60mm,取下部球拱顶钢壳半径为11700mm,砌体内半径为9115mm，取下部球形曲面起点水平面到上部球形砌体中心垂直高度为2000mm。拱顶耐火砌体从钢壳到内侧面挨次为：钢壳20mm+耐酸喷涂料50mm+硅酸铝耐火纤维50mm+硅藻土砖65mm+硅酸铝耐火纤维50mm+轻质黏土砖114mm+轻质高铝砖114mm+高密度高铝砖345mm=808mm。拱顶采纳大帽子构造，大帽子直

11、径部分高度取5300mm，炉墙伸入大帽子3800mm，大帽子直段部分砌体（不含炉墙）厚度（炉壳至内侧面）为：炉壳20mm+喷涂料50mm+硅藻土砖65mm+硅酸铝耐火纤维毡40mm+轻质黏土砖114mm+高铝砖345mm=798mm。拱顶曲面砌体空间高度与其下部砖体内直径比为（2000+3042）/9000=,比较稳定。蓄热室格子砖上沿至拱顶上段球形砌砖中心距为3800mm,格子砖上沿比焚烧室隔墙上沿低300mm,以利于烟气进入蓄热室散布均匀。4）焚烧室隔墙及焚烧器：焚烧室井墙砌筑两层耐火砖加4毫米耐火合金钢和一层隔热砖，总厚度为577mm，焚烧器采纳磷酸盐耐热混凝土套筒式陶瓷焚烧器，焚烧器全

12、高为7525mm,空气喷出口24个，一次进风口8个，空气喷出口中心角为60.。炉子总高度为：全高=格子砖上缘到球顶砌砖的中心距离+拱顶的内径半径+炉顶钢板后+炉底钢板厚+格子砖高度+球顶与炉壳之间膨胀缝+支柱及炉箅子高度+找水平泥层+炉顶砌砖厚度H=3800+3850+20+25+41600+25+3000+808=53128mm=核检：H/D=9=它在46之间，是稳固的。砖量计算有以上条件可知：七孔砖厚：150mm=277（层）则总砖量为：277742=205761（块）大墙高度=53300-450-25=44405m采纳以下砖配合砌筑：楔形转型号长*宽*厚直型砖型号长*宽*厚上中部外层采纳

13、230*(75/65)*114230*150*114内层采纳230*(75/55)*75230*150*75下部（18m外层用砖114*(75/65)*230114*150*230以下）内层用砖345*(75/55)*75345*150*75上中部砖量：总高度44405-18000=26405mm外层总层数：26405114=(层)一层耐火砖用量：楔形砖4：X=2a/(b-b1)=230/(75-65)=144（块）2直形砖4：y=（d-b1X）/b=(7840-65144)/150=102（块）则上中部外层总砖量：（144+102）232=56979（块）内层总层数：2640575=352(层)一层耐火砖用量：楔形砖：X=2a/(b-b1)=2230/(75-55)=72（块）直形砖：y=（d-b1X）/b=(7610-5572)/150=133（块）则上中部外层总砖量：（72+133）352=72174（块）下部用砖计算：外层总层数：18000230=78(层)一层耐火砖用量：楔形砖：X=2a/(b-b1)=2114/(75-65)=72（块）直形砖：y=（d-b1X）/b=(7840-65