加热炉设计计算.doc

二 步进式加热炉设计计算2.1 热工计算原始数据(1)炉子生产率：p=245t/h(2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：25022003600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t始=20 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t终=1200 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t15(3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q低温=17000kJ/标m3 3)煤气不预热：t煤气=20表1-1 焦炉煤气干成分(%)成分焦炉煤气3.10.42.9957.925.41.3(4)出炉膛烟气温度：t废膛=800(5)空气预热温度(烧嘴前)：t空=3502.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算查燃料燃烧附表5， 由上式得 代入表21中，得表2-1 焦炉煤气湿成分(%)成分CO2O2C2H4COH2CH4N2H2O合计焦炉煤气3.02900.30902.83368.793956.574124.81841.27022.2899100 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 = =17094.6830 KJ/m误差 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。2.2.3 计算理论空气需要量L0把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 =2.2.4 计算实际空气需要量Ln查燃料及燃烧，取n=1.1代入 标m3/标m3实际湿空气消耗量 = =6.0999 标m3/标m32.2.5 计算燃烧产物成分及生成量 标m3/标m3 =0.4231 标m3/标m3 标m3/标m3 = 1.2526 标m3/标m3 标m3/标m3 =3.7507 标m3/标m3 标m3/标m3 =0.0897标m3/标m3 燃烧产物生成总量 标m3/标m3 燃烧产物成分 将燃烧产物生成量及成分列于下表 表2-2 焦炉煤气燃烧产物生成量（标m3/标m3）及成分（%）成分名称合计生成量（标m3）0.42311.25263.75070.08975.5161体积含量（%）7.670322.708167.99551.62611002.2.6 计算煤气燃烧产物重度按燃烧产物质量计算把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入 Kg/m3 =1.2063Kg/m32.2.7 计算燃料理论燃烧温度由t空=350，查燃料与燃烧表得C空=1.30kJ/标m3， 由燃料与燃烧P38,得燃烧室(或炉膛)内的气体平衡压力接近1个大气压(大多数工业炉如此),那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等)即 . .所以,由燃料与燃烧附表8, 附表9,得 ,所以 所以 误差在误差范围内，故不必再假设。因此，可满足步进式加热炉加热工艺要求2.3 炉膛热交换计算2.3.1 预确定炉膛主要尺寸炉膛宽度 式中 料坯长度 mm； a料坯之间和料坯端头与炉墙内表面的距离，一般取300mm； n炉内物料摆放排数，这里取双排； 对于砌砖炉体结构，为砌筑施工方便，炉体宽度应为耐火砖宽度（0.116m）的整数倍，经计算，为满足耐火砖的宽度整数倍的要求，所以取炉膛高度：由经验考虑，参照钢铁厂工业炉设计参考资料，对燃气中型加热炉，取炉膛高度分别为，。炉膛长度：设加热段长度为L加，预热段长度为L预，均热段长度为L均；炉顶结构：内宽B4m,用平顶；出料方式：端出料；2.3.2 计算炉膛相关尺寸各段炉底面积 F加底=BL加=6.96L加m2 F预底=BL预=6.96L预m2 F=BL均=6.96L均m2各段炉墙（侧墙）和炉顶（平顶）内表面积 F加表=2H加上L加+ BL加= =11.52 L加m2 各段包围炉气内表面积 F加围=8.12L加+11.72L加=19.84L加m2F预围=8.12L预+10.12L预=18.24 L预m28.12+10.52=18.64m2各段充满炉气的空腔体积 V加= 8.121.8L加=14.616L加 m3V预= m3 2.3.3 计算各段平均有效射线行程查钢铁厂工业炉设计参考资料，各种形状的气层中，沿不同方向的射线行程的长度并不都相等，计算辐射时要采用平均射线行程L m式中：气体辐射有效系数，一般与气体黑度，几何形状有关，取=0.850.9 F围绕气体的容积表面积 m2 V气体所充满的容积 m3 m m m2.3.4 计算炉气中二氧化碳和水汽分压由燃料燃烧计算，见表2-2，得PCO2=6.145/100=0.076703大气压 PH2O=19.132/100=0.227081大气压2.3.5 计算各段炉气温度由工业炉设计手册知，炉温与钢材表面温度之差为温度位差，对于一般加热炉，一般不超过 50100，这里取均热段炉气温度比加热终了时金属表面温度高50，即查火焰炉，取加热段炉气温度 预热段炉气温度变化规律近似为线性变化，即 2.3.6 计算各段炉气黑度(1)查钢铁厂工业炉设计参考资料, 均热段 加热段 预热段 (2)求炉气黑度预热段(1050C)查表得, , 求 因为计算同时含有和的燃烧生成物的黑度时,由于的辐射光带和吸收光带有一部分重合,因而混合气体的总辐射要比混合气体中所含单独辐射的总和小一些，既 式中：黑度的修正值 查手册图7-66，1所以 1 加热段（1300C） 同理： 查图7-66得， 均热段（1250C） 求查图7-66得， 综上所述：，2.3.7 计算各段炉墙和炉顶对金属的角度系数 导来辐射系数 C式中： ，炉气、炉料的黑度 ，炉壁对炉料的角度系数，为炉料与炉壁的面积， 对于平顶，双排料:=2.3.8 计算各段导来辐射系数对于钢铁，。取，代入得 =10.20 =9.657 =9.18 2.4 金属加热计算金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。按炉子有效长度分成三个区段(即预热段、加热段、均热段)分别进行计算。计算方法简述如下：预热段和加热段采用热流等于常数的边界条件求解。均热段计算有两种方法根据经验直接确定均热段实底段长度。选定均热度求均热时间。后一种方法用于均热床架空的时候，它与实际情况相差很大，应根据经验修正。2.4.1 均热段该金属加热开始时，断面温度呈抛物线分布（设计手册下，P89），取出炉时，钢的断面温差为10，采用抛物线的理想平均值求法。加热终了时，钢坯的平均温度在此温度下，钢的导热系数 求热流密度 式中：S钢材厚度（m），对于双面加热，厚度取，均热段炉气温度 =1201.46前面假设温度为1250，误差为 5% 故不必再重新假设。求热焓在1193时，Cp=0.68716kJ/(kg)热焓 i= Cp*t=1193.33*0.68716=820.0109 kJ/kg2.4.2 加热段设加热段加热终了时，金属断面温差=50（1） 钢坯平均温度（2） 加热段末端钢坯表面热流查设计手册，在1167时， （3） 加热段炉气温度 与前面假设炉气温度1300仅相差20 误差 5%故不必再假设。（4） 均热度 式中：均热度金属均热开始时的表面与中心温度差金属均热终了时的表面与中心温度差 因为 查钢铁厂工业炉设计参考资料P288，图825，对于大平板：=0.2时，所以 （5） 加热段内钢坯热焓加热段内钢坯平均温度1167，查表Cp=0.6894 kJ/(kg)2.4.3 燃料利用系数及钢坯热焓分配(1) 加热段燃料利用系数 式中：， 代入得 ： =0.42（2）炉膛燃料利用系数本设计中只预热助燃空气，所以上式可以写为 =0.6606(3) 金属在炉膛中的总热焓增量(4) 金属在预热段的热焓增量 式中：，加热段向预热段辐射热量； q辐射热流，一般q=100000130000千卡/m，这里取q=110000千卡/m； F界面面积； F= (5) 求金属平均温度设t均3=550，查火焰炉设计计算参考资料表3-3得，cP=0.5736 kJ/(kg) 则5%设计值与计算值相差很小，因此不必重算。2.4.4 预热段热流及加热时间（1）预热段始端热流 （2）预热段末端热流式中： 加热段导来辐射系数，=10.20加热段炉气温度，=1261.64 t均3加热段始端钢坯加热温度，t均3=525.4358 S热透深度，S=0.125m 查火焰炉设计计算参考资料表3-1得，t均3=525.4358时，对上式采用顺序渐进法求解:首先令，代入上式得 ，反复迭代，得 ， 这里取（3） 计算金属表面温度 t表3（4）预热段内平均热流 （5）预热段内加热时间式中：金属形状系数；平板，圆柱，球体 2.4.5 加热段内热流及加热时间(1)加热段热流 平均热流的计算,通常预热段采用几何平均值,加热段采用对数平均值, (2)加热时间 综上所述: 总加热时间: 注:由于步进梁式加热炉料坯之间有间隙,受热面增大,加热时间有所缩短,但单位面积上料坯数量减少了,故它对生产率的影响,应综合考虑,修正加热时间:炉膛(既间隙开口)对间隙内炉底的角度系数 式中:料坯厚度; a 间隙宽;取间隙a约为料坯厚度的0.40.5倍, a=0.4250mm=100mm 所以: 因为,在假定金属黑度=1的条件下,分析间隙内料坯侧面与炉膛及间隙内炉底之间的辐射热交换,可以导出有间隙和无间隙两种条件下的金属获得热量比,它的倒数即为有间隙和无间隙的加热时间比;式中:t相对加热时间,即有间隙和无间隙的加热时间之比; a,b,分别为间隙宽,料坯宽度,料坯厚度; 各段加热时间为:所以: 2.5 炉子主要尺寸确定2.5.1 长度计算(1)有效长度 式中: P炉子生产率，P=245t/hb料坯宽度;b=2200mm g料坯平均单重(2) 预热段长度 (3) 加热段长度 (4)均热段长度2.5.2 炉门数量和尺寸及炉膛各部分用耐火材料的确定(1) 连续式加热炉炉门有进料炉门,出料炉门,操作炉门,窥视炉门,人孔等;这些炉门数量和尺寸的确定总的原则是:在满足操作要求的条件下,炉门数量越少,开门尺寸越小越好,这样可以减少炉门的散热损失,提高炉子的热效率.主要炉门的确定如下:(a)装料门:炉门宽度B进：连续步进梁式加热炉通常都是采用端进料,其宽度等于炉膛内宽B,即B进=B=8.12m 炉门高度H进：是指步进炉固定梁上表面至炉门上沿下表面之间的距离,对于步进炉可取大于料坯(方坯或板坯)厚度与步进高度之和.这里取250mm+200mm=400mm;(b)出料门: 炉门宽度B:若采用侧出料时,则需很大炉门,且容易卡钢,结构和操作上都很困难.从尺寸上考虑,因板坯教宽,故多用端出料.其宽度等于炉膛内宽B=8.12m,由于出料端温度很高,所以出料门带有水冷管. 炉门高度H进：同装料门一样.(c)操作炉门: 用做操作之用，如进出返回钢坯，清除氧化铁皮等。三段连续加热炉一般设在均热段和加热段,每侧23个操作炉门,炉门开孔尺寸以操作方便为准,通常为：464580mm(宽)400500mm(高),本题设6个操作炉门,两侧各3个,具体尺寸 580mm(宽) 464mm(高), 采用60。拱顶结构.(d)人孔结构一般为180。拱顶,尺寸一般为580mm(宽)(8001000)mm(高),人孔与其它炉门不同,当炉子正常工作时,用耐火砖砌堵封严,只有停炉检修时才拆开.(2)炉膛各部分耐火材料的确定 炉顶: 当B3.5m时,一般采用吊顶.吊顶根据温度条件多选用各种浇注料,与使用可塑料相比,可缩短修炉周期,提高炉子作业率,从而降低燃料消耗,P658页,本设计采用耐火混凝土浇注料,它强度高,材料易得,施工方便,适用与无酸碱侵蚀及一般炉子或热工设备内衬,本设计在加热段和均热段采用磷酸耐火混凝土,它的最高使用温度1450度;预热段采用矾土水泥耐火混凝土,它的最高使用温度1350度,厚450mm,其热导率可参考P25页,图19.炉墙:当炉墙不太高时,一般用232464mm粘土砖和116232mm绝热砖双层结构.上册P349页, 侧墙一般厚464580mm;故本设计选用348mm(3块)粘土砖和116mm(1块)绝热砖,其中绝热砖选用硅藻土砖。2.5.3 步进式加热炉水梁的设计与选取：参照下册P107页的布料情况,根据下册P70页,固定梁与活动梁的中心距一般600mm,如果再小就会阻挡从炉子下部传到料坯下表面的热量,使固定梁和活动梁的下表面加热不充分,加剧了料坯与梁接触部分的黑印,间距过大将会加大热损失。钢坯在水梁上的最小悬臂为200mm,一般取200350mm,这里取a=300mm;综上所述和前面的计算,这里取料坯端头至炉墙的距离为300mm。 固定梁之间的距离为3000mm; 活动梁之间的距离为1000mm; 固定梁的悬臂长度为300mm; 活动梁的悬臂长度为300mm+1000mm=1300mm;验算:间距 : = 故间距1300mm在最大范围内,合理 本设计取4根固定梁,4根活动梁,如图所示 300mm 300 300 160 1000mm 1000mm 1000mm 固定梁 活动梁 活动梁 固定梁 炉膛中心线图2-1步进式加热炉梁分布本设计采用双排料，上图仅绘出对称图形的一半，另一半对称排列在炉膛中心线的右侧2.6 炉膛热平衡与燃料消耗量计算基准温度为车间内环境平均温度，设其为202.6.1 炉膛热收入Q入炉料燃烧化学热Q烧设炉膛燃料消耗量为B(标m3/h)，则预热空气进入炉膛物理热Q空， 查表,空气在350C时C=1.296 kJ/标m3C,金属氧化放热Q放 式中: G炉子产量,kg/时a 氧化烧损率%,氧化烧损率一般为13%,这里取1.5%, 则: 2.6.2 炉膛热支出Q出 加热金属带出物理热Q 式中: t,t分别为产品出炉温度和物料入炉平均温度C,C分别为产品在0t和物料在0t之间的平均比热容,由时钢的比热为C产=0.68716 kJ/(kg)，则，=9.840KJ/h 出炉膛废气带出的物理热损失Q 式中: 单位燃料燃烧时产生的烟气量 t炉膛废气温度C, C分别为废气在0t和0t之间的平均比热容 t=800， t=20 壁导热损失 式中:t壁炉壁内表面温度, T环炉子周围环境温度 S各层耐火材料砌筑厚度 各层耐火材料的导热系数 0.014炉墙外表面向周围大气传热热阻, F炉壁外表面积(A) 炉膛内表面平均温度的计算a) 加热段已知 =0.5119 g加=0.266125 M加=0.8,代入得(b) 预热段已知:=0.5929 g预=0.26044 M预=0.8(c)均热段已知: g均=0.23716 M均=0.8 (B)环境平均温度: =20(C)炉膛导热损失的计算1）炉墙导热损失的计算本设计炉墙选用348mm(3块)粘土砖和116mm(1块)绝热砖,其中绝热砖选用硅藻土砖。预热段炉墙导热损失 查工业炉设计手册P308 设交界处则：黏土砖平均温度 硅藻土砖平均温度则： 所以：验算 与假设结果相差无几，故不必再假设。那么：预热段炉墙粘土砖与硅藻土砖交界处实际温度： 预热段炉墙外表温度： 同理可计算出其他部位炉墙导热损失，计算结果列于下表: 表2-3 炉墙导热损失炉壁部位炉壁内表面积(m2)导热损失(kJ/h)炉壁外表温度()预热段炉墙117.408509627.5579加热段炉墙285.351324956.55985均热段炉墙54270441.923912）炉顶导热损失的计算本设计在加热段和均热段采用磷酸耐火混凝土,它的最高使用温度1450度；预热段采用矾土水泥耐火混凝土,它的最高使用温度1350度。厚450mm,其热导率可参考P25页,图19。炉顶导热损失可仿照炉墙导热损失的计算，将计算结果填入下列表格中。表2-4炉顶导热损失炉壁部位炉壁内表面积(m2)导热损失(kJ/h)炉壁外表温度()预热段炉顶158.89693757.1981加热段炉顶304.871397250.984均热段炉顶68.52343152.0388所以：炉子水冷构件的吸热损失 炉子水冷构件采用双层绝热包扎，它的热损失包括两个方面：梁的吸热损失和立柱的吸热损失。其中计算立柱的吸热损失时，首先要确定立柱在各个加热段内的分布及根数，具体见CAD图。（A）均热段已知 查钢铁厂工业炉设计参考资料下册， （B）加热段由前面的计算得， （C）预热段 经炉门的散热损失=+(A)经炉门的辐射热损失查钢铁厂工业炉设计参考资料P325，=4.88(，千卡/时 式中：炉门处的炉温，K 角度修正系数，查手册图7-55， 单位时间内炉门开启时间，分钟 a)经出料炉门的辐射热损失均热段炉气温度 =1225+273=1498K炉门开启面积 查手册图7-55，知：取，则 b)经进料炉门的辐射热损失所以=+=(B)经炉门的溢气损失查钢铁厂工业炉设计参考资料P325， 其中：式中：冒出气体的平均比热，千卡/标流量系数，厚墙取0.82，薄墙取0.62，炉门的高，米 b炉门的宽，米周围空气的重度，公斤/t冒出烟气的温度，冒出烟气在该温度下的重度，公斤/气体膨胀系数，查钢铁厂工业炉设计资料，P325，在一般火焰炉的热平衡计算中，本项热损失常包括在第二项出炉烟气带走的热量中，不单独进行计算。 故本项热损失可以忽略。其他热损失这些热损失包括炉底散热损失，操作炉门散热热损失等。这些热损失一般小于热收入量的5%，可直接取热收入量的2%3%即可。 =0.03因此 =+2.6.3 炉膛热平衡式与燃料消耗量炉膛热平衡式 即： =16.506 B=11336.57燃料消耗量由炉膛热平衡式可得燃料消耗量标2.6.4 炉膛热平衡表 将上述计算计算数据总结，列表如下表2-5 炉膛热平衡表炉膛热收入炉膛热支出序号项目热量%序号项目热量%1燃料燃烧化学热201.6982.21加热金属物理热98.4040.102预热空气带入物理热22.949352出炉膛废气物理热73.57303金属氧化放热20.748.453冷却水带出物理热58.92444炉壁导热损失4.541.8555经炉门热损失2.61.0666其它2.360.96合 计245.37100合 计245.371002.6.5 炉子工作指标单位燃耗:标/吨单位热耗: (钢)炉膛热效率:炉子热效率:注：为了给炉子提高生产率留有余量，在选择烧嘴数量及燃烧能力时，炉子实际燃料消耗量可为计算值的1.1倍，即2.7 煤气烧嘴的选用2.7.1 选择依据燃料种类: 焦炉煤气；煤气低发热值:17790.4993 kJ/标m3；炉子最大燃料消耗量: B=12470.7标m3/h；炉子最大湿空气需要量: 预热空气温度：=350；供热分配:加热段:上加热40.3%,下加热42.9%;均热段: 上加热6.5%,下加热10.3%; 总计: 上加热46.8%,下加热53.2%;2.7.2 烧嘴布置和烧嘴选型连续加热炉炉温高，炉温均匀性好，因此烧嘴燃烧火焰要有一定的长度和铺展面。故决定选用火焰可调式烧嘴。.该加热炉上加热采用端烧嘴和炉顶平焰烧嘴和侧烧嘴;下加热采用侧烧嘴供热.下加热:这里取16个烧嘴,其燃烧能力为600标m/h，型号为MTY600。上加热: 加热段采用侧烧嘴, 这里取8个烧嘴, 其燃烧能力为600标m/h:，由于加热段较长，加热段分两段，一段取侧烧嘴4个，一段取顶烧嘴5个。 均热段采用炉顶平焰烧嘴, 其燃烧能力为150标m/h 这里取6个烧嘴,分三排,每排2个,烧嘴间距为: 取2800mm满足最小安装间距.2.8 空气换热器设计计算2.8.1 已知数据出炉膛烟气温度(由工艺给出)：t废膛=800出炉膛烟气流量：进换热器空气温度:t混气=20烧嘴前要求空气预热温度t混=3504 热空气流量(按设计燃料消耗量B计算)： 2.8.2 设计数据进换热器烟气温度（考虑烟道降温损失）：=750；进换热器烟气流量：m-换热器前烟气溢气损失系数,一般m=0.050.3.取m=2,则:=50029；进换热器空气温度： t混气=20； 换热器空气温度(考虑热网管道降温损失)：=380；预热空气流量(考虑生产率提高10%的可能性):V=59008标m3/h； 2.8.3 设计方案换热器种类：金属换热器换热器结构：平滑直管金属换热器（带“十”字形纽带插入件）；换热器规格：；热器布置：顺（直）排。换热管中心距，m换热器气流方向及流速:逆叉流.管外流烟气,设;管内流空气,设 2.8.4 设计计算计算换热器烟气温度 式中：换热器利用系数，取其为0.9； 分别为烟气和空气的平均比热，查火焰炉设计计算参考资料1-5可得，分别为: , ,1.296 kJ/(m3)、1.296 kJ/(标m3)计算换热器换热面积（A）计算预热空气在换热器中获得的热量=（B）计算换热器中烟气与空气的平均温压（） （C）计算传热系数k， 式中，分别为烟气侧和空气侧的给热系数换热器器壁热阻，对于金属换热器，很小，又很大，故值可忽略不计。则 (a)计算管外烟气侧给热系数=+a)计算辐射给热系数=， 式中： 查火焰炉设计计算参考资料表5-4得 kJ/(m2hC)b)计算对流给热系数 故 =+=2112.25）(b) 计算管内空气侧给热系数因为空气中三原子气体含量极少,其辐射给热系数可忽略不计,只须计算=（12.624+0.006688），）其中，由于管内插入“十”字形纽带插入件，对流给热系数是光管的2.08倍。故 kJ/(m2hC)所以 传热系数 kJ/(m2hC)由于换热器使用中可能出现积灰等现象，导致换热系数降低，影响空气预热温度，所以实际传热系数用计算出的K值乘以降低系数加以修正。根据经验选取，此处取则 kJ/(m2hC)将kJ/(m2hC)代入则换热器换热面积2.8.5 结构设计确定换热管长度首先确定烟道尺寸（A）计算烟道流通面积， 式中：进入烟道烟气流量，=50029标m3/h ；烟道中烟气流量，查火焰炉设计计算参考资料表6-1，取。则 (B) 确定烟道尺寸根据，查火焰炉设计计算参考资料6-4（拱顶角180）烟道尺寸： 2552mm（宽）3180mm（高）(C) 确定换热管长度根据换热管长度烟道高度，并考虑换热管的热膨胀性,故换热管长度3000mm计算换热管根数（A）计算单根换热管的换热面积由设计方案确定换热管采用75.53.75mm钢管，则单根换热管换热面积：（B）计算换热管根数换热管布置（A）计算垂直烟气流动方向断面上的换热管列数式中： 烟气流量按=50029标m3/h ； 流经换热器的烟气流速，取=3标m/s； 垂直烟气流动方向断面上的相邻换热管间距，=2=0.151m； 换热管外径，=0.0755m； 换热管长度，=3 m。故： 取20根(B)计算沿烟气流动方向上的换热管排数(a)计算空气流通截面上的换热管排数式中： 空气流量，按设计数据=59008标m3/h； 流经换热器的空气流速，取=8标m/s；换热管内径，=（0.0755-0.00375*2）=0.068m故： （b）计算沿烟气流动方向上的换热器排数 取28排（C）计算换热器行程数取m=2,其结构布置见下图图2-2 换热器结构简图2.8.6 确定换热器材质计算换热器最高壁温本换热器内气流为逆叉式，烟气入口处和空气出口处管壁温度最高，烟气出口处和空气入口处管壁温度最低。即分别有：查火焰炉设计计算参考资料表5-5，换热管可采用两种材质，即表面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。2.8.7 计算换热器运行经济指标热效率温度效率换热器烟器侧阻力损失该换热器管子排列为直排，阻力损失即：其中，烟气流速：； 烟气平均温度： 由燃料燃烧计算得： 阻力系数 其中: n沿气流方向的管子排数,2行程,n=282=56,所以:且 已知燃料燃烧计算中烟气成分,查表,计算运动黏度:则 查火焰炉设计计算参考资料表6-8得：直排管束阻力修整系数所以 换热器空气侧阻力损失（A）局部阻力损失a)空气人口扩张局部损失冷空气人口管道断面积 冷空气人口风箱断面积 冷空气人口气体流速 面积比 查火焰炉设计计算参考资料表6-7，则b)预热空气由风箱进出换热管局部损失2行程时,预热空气由风箱进出换热管共4次，可近似认为阻力损失相等.换热管中空气流速 换热管中空气平均温度 查火焰炉设计计算参考资料表6-7，c) 预热空气在下风箱90拐弯阻力损失下风箱流动断面积 下风箱空气流动速度：下风箱空气温度 查火焰炉设计计算参考资料表6-7，d) 预热空气出口收缩局部损失出口管断面积 预热空气温度 t空=380预热空气出口流速 热空气出口风箱断面积 面积比 f/F=2.29/3.47=0.66查火焰炉设计计算参考资料表6-7，(B) 摩擦阻力损失查火焰炉设计计算参考资料表6-6，(轻微氧化金属管道) 则 所以: 2.9 空气管路阻力损失计算及鼓风机选择2.9.1 计算条件进换热器空气流量（鼓风量）：；出换热器空气流量（考虑换热器漏风损失5%）：；进换热器空气温度（当地大气平均温度）：；出换热器空气预热温度：；换热器前空气管道中空气流速（查火焰炉设计计算参考资料表6-1）：；换热器换热管中空气流速（换热器设计值）：；换热器后空气管道中空气流速（查火焰炉设计计算参考资料表6-1）：；空气量分配：上加热端烧嘴40.3%和炉顶烧嘴6.5%；下加热侧烧嘴53.2%(每侧各26.6%) 2.9.2 管路分段根据管路分段原则，将下图中所示空气管路系统分段如下： 机出口到换热器入口； 换热器； 换热器出口到总管分岔处 风管分岔处到上部加热烧嘴供风集管； 总风管分岔处到下加热供风集管 加热集管到侧烧嘴。 2.9.3 各区段空气流量、管道直径、规格及空气流速风机出口到换热器人口 换热器出口到总管分叉处总风管分岔处到上加热烧嘴供风集管(流量占46.8%)风管分岔处到下加热集管(流量占53.2%)；加热集管到侧烧嘴(一侧占26.6%)；2.9.4 确定计算阻力损失的管路系统根据阻力损失计算原则，确定按到下部侧烧嘴管路系统进行阻力计算（该管路系统阻力最大）。则该供风管路系统由下列区段组成：段鼓风机出口到换热器入口；段换热器；段换热器出口到总管分叉处；段总管分叉处到下加热集管；段下加热集管到侧烧嘴。 2.9.5 计算阻力损失采用表格计算方法，见下表a) 换热器出口后的风路，采用管外包扎。包扎后的热风管路散热降温可查火焰炉设计计算参考资料表6-5。预热温度小于400度,包扎后按散热降温1.5度/米计算.b) 第3栏和第7栏是按管路布置图6预先设计的。“+”表示气流上升，“-”表示气流下降。c) 第9栏0时的密度根据气体种类查阅火焰炉设计计算参考资料表1-5。d) 第10栏0时的流量根据上述空气流量分配求得。e) 第11栏0时的流速按第10栏和第6栏数据求得。f) 第9栏0时的密度根据气体种类查阅火焰炉设计计算参考资料表1-5。g) 第10栏0时的流量根据上述空气流量分配求得。h) 第9栏0时的密度根据气体种类查阅火焰炉设计计算参考资料表1-5。i) 第9栏0时的密度根据气体种类查阅火焰炉设计计算参考资料表1-5。分段名称2风机出口到换热器换热器换热器出口到主分叉处主分叉处到下加热集管端头下加热集管到均热下侧烧嘴通道尺寸分段长度L(m)39另行计算9208管道规格（外径壁厚mm）415206172061320610206管道内径（当量直径）d(m)51.5081.7081.3081.008气体流通横截面积F(m2)61.7852.2901.3430.798垂直管高度H(m)7+5+3-4+1气体参数种类8冷空气热空气热空气热空气密度0（kg/标m3）91.2931.2931.2931.293流量V0（标m3/h）10590085608629822.8614911.43流速W0(标m/s)119.186.805.35.19平均温度T均（）1220373.25351.5330.5通道阻力损失Pa 摩擦损失摩擦阻力系数130.040.040.040.041458.4770.7741.5438.501513.9614.9225.411222局部损失阻力系数：i来源n个数j数值16171.81.42.661.6718105.2599.08110.5064.30几何损失地区大气最高温度（）19414141大气密度(kg/m3）201.1241.1241.124气体密度(kg/m3）210.5460.5650.58522-17.011+21.935-5.2876分段阻力损失(Pa)23119.21346.7496.991578571.23j) 第10栏0时的流量根据上述空气流量分配求得。表2-6 阻力损失表k) 第11栏0时的流速按第10栏和第6栏数据求得。l) 第12栏为各段气体的平均温度，对于管道绝热包扎的降温按1.5/m计算。第段的平均温度：末端温度：第段的平均温度：末端温度：第段的平均温度： 末端温度：m) 第13栏值查火焰炉设计计算参考资料表6-6。n) 第14栏速度头由第9、11、12栏中数据求得。o) 第3、12、14栏数据相乘，再除以第5栏数据，结果填入第15栏。l) 第16栏局部系数查火焰炉设计计算参考资料表6-7。标明局部阻力系数，相同系数合并相加。m) 将以上同一分段中的局部阻力系数总和填入第17栏。n) 将第14栏与第17栏数据乘积填入第18栏。o) 第19栏数据年最高大气温度取41。p) 按第20 栏公式计算大气密度。q) 第21栏由第9、12栏数据代入求得。r) 第22栏由第7、20、21栏数据代入求得。气流向上流动用“-”表示，向下流动用“+”表示。s) 将分段的第15、18、22栏数据相加填入第23栏。t) 将换热空气侧阻力损失见第5节换热器设计计算数据，填入第23栏换热器分段中。u) 把各段压力损失相加得到总阻力损失，填入第24栏h总=792.02pa2.9.6 鼓风机的选择主要是额定压力和额定流量的选择鼓风机工作时，额定压力主要用来克服下列阻力损失：空气管路压力损失。由上表得=792.02Pa.流量孔板压力损失.因自动化部分还未计算,在这里取=1000Pa流量调节蝶阀压力损失,因自动化部分还未计算,这里取=600Pa气烧嘴用空气压力损失.本设计选择的是调焰烧嘴,查出的数值是该烧嘴在且空、煤气均不预热条件下的燃烧能力。而现在空气预热温度到350。煤气低发热值为17790.4993kJ/标m