步进式加热炉设计计算

-步进式加热炉设计计算

2.1热工计算原始数据

⑴炉子生产率：p=245t/h

⑵被加热金属：

1）种类：优质碳素结构钢（20#钢）

2）尺寸：250x2200x3600（mm"板坯）

3）金属开始加热（入炉）温度：t始=20C。

4）金属加热终了（出炉）表面温度：t^=1200C°

5）金属加热终了（出炉）断面温差：tW15C。

⑶燃料

1）种类：焦炉煤气

2）焦炉煤气低发热值：CU温=17000灯/标m3

3）煤气不预热：tg=20C°

表1-1焦炉煤气干成分（％）

成分CO

co202C2H4H?CH&N?

焦炉煤气3.10.42.9957.925.41.3

（4）出炉膛烟气温度：t废股=800C。

⑸空气预热温度（烧嘴前）：t空=350C。

2.2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,g=^S）g/m3

0.00124g0；。

/0湿xlOO

1+0.00124^^

100_a2。湿

X湿％=*干%乂

100

由上式得“2。湿=2.2899%

H「％=57.9X*浮2%=56.574恍

CH1％=25.4xI。。」2.2899=248184%

4100

8湿％=9100~22899%=8.7939%

100

C,H/％=2.9x100~2,2899%=2.8336%

24100

N®%=1.3X100-2.2899

2%=1.2702%

100

100-2.2899

OJy%=0.4x%=0.3909%

100

COL%=3』X*L%=3.029。%

代入表2—1中，得

表2-1焦炉煤气湿成分(％)

合

成分0C2H4COH0

co22H2CH4N22

计

焦炉

3.0290030902.83368.793956.574124.81841.27022.2899100

煤气

2.2.2计算焦炉煤气低发热值

Q低=4.187x(3O46xC6>%+2580XH2%+8550XCH4%+14100XC2H4+…)

4.187x(3046x8.7939%+2580x56.5741%+8550x24.8184%+14100x2.8336%)

=17094.6830KJ/m3

g*17094.6830-17000八门”

l天差％=----------------x1l0/(w)w%/=0.557%

17000

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L。

//

Lo=4.763。。+<“2+2(〃+?)a修“+525一。2X10・2Q〃3/,〃3)

把表2-1中焦炉煤气湿成分代入

L0=4.76-X8.7939+-x56.5741+2x24.8184+3x2.8336-0.3909xlO

°\_22

=4.3045加/加3

2.2.4计算实际空气需要量Ln

查《燃料及燃烧》，取n=l.l代入

3

Ln-nLQ-l.lx4.3045-4.7317标m3/标m

实际湿空气消耗量

L”湿+0.00124g)x〃L。

=(1+0.00124x18.9)x4.7317

=6.0999标rrP/标m3

2.2.5计算燃烧产物成分及生成量

EgHm33

=(。。+m+CO2)X-A-标/标m

100

=(24.8184+8.7939+2x2.8336+3.0290)x--

=0.4231标rrP/标m3

%=(%+4/+也5+X++0.00124g4

H2O)标rr?/标m3

=(56.5741+2x24.8184+2x2.8336+2.2899)x-——

0.00124x18.9x4.7317

=1.2526标rrP/标m3

179

=N2X十标/标m3

1001004

179

=1.2702x-----1-----x4.7317

100100

=3.7507标rr?/标m3

21

v3

o2=—(4,-^o)标/标m

91

=-(4.7317-4.3045)

100

=0.0897标IT?/标m3

燃烧产物生成总量

V,n=CVOr2o4n％>Ue+N匕?+O%y

=0.4231+1.2526+3.7507+0.0897

=5.5161标rrP/标m3

燃烧产物成分

,Vo4231

CO、=qrn=fX1OO%=6.145%

匕5.5161

V1ncnz.

〃,O'=*="X1OO%=19.132%

匕5.5161

N：=人=3,7507x100%=72.977%

匕5.5161

c'%,0.0897inf¥)/…皿

Or=--=-------x10()%=1.746%

V.5.5161

^100%

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/标n?）及成分（％）

CO；HOfN；合计

2。；

生成量（标m3）0.42311.25263.75070.08975.5161

体积含量（％）7.670322.708167.99551.6261100

2.2.6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

44co2+64SO2+18”20'+28义2+32。23

夕烟=Kg/m

100x22.4

44x7.6703+18x22.7081+28x67.9955+32x1.6261

100x22.4

=1.2063Kg/m3

2.2.7计算燃料理论燃烧温度

_Q低+。空+。燃一。分_。低+L”C空f空+C燃f燃-。分

‘理二=而

由t空=350C。，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

Pco、=CO?%

1

Pco=CO%

所以7.6703%,

=22.7081%

由《燃料与燃烧》附表8,附表9,得

/9=19.81%，九。=4,938%

所以。分=12600fCO2(VCO2)未+10800"。(九。)未

=108(X)x4.938%x0.227081+12600x0.076703%x0.1981

=140.2487Q/心K

_17790.4993+2152.9335—140.2487

所以—5.5161x1.67

=2149.7413CC

«2150

误差％=215°-2100x|()()%=2.38%<5%

2100

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

①炉膛宽度

B=川+(n+\)a

式中I——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200〜300mm；

n——炉内物料摆放排数，这里取双排；

B=2x3600+(2+1)x300=8100,〃利

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81(X)+116=69.8,为满足耐火砖的宽度整数倍的要求，所以取

B=70x116=8120mm

②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H均上=1200〃〃〃，H加上=1800〃〃九，H预上=1000〃〃〃。

③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；

④炉顶结构：内宽BMm,用平顶；

⑤: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加底二BL加=6.96L加m2

F预底=BLs=6.96L预m2

F均底=BL均=6.96L均m?

②各段炉墙(侧墙)和炉顶(平顶)内表面积

F加祈2H加上L加+BL12£加xl.8+8.12xL加=11.52L加m?

F预发=预上+BL预=2^x1+8.12〃=10.12〃

=

F均表2L均”均上+8预L均=2L.,.x1.2+8.12=10.52Lri

③各段包围炉气内表面积

F加囤=8.12L和+11.72L加=19.84L加m?

F预困=8.12L预+10.12L预=18.24Lgm2

F加均=8・12L均+1CL52包=18-64L均m2

④各段充满炉气的空腔体积

V加二B”加均L加Q8.12、1.8、L加=14.616L加m3

V枚二预均力预“8.12x1x£预=8.12L预m3

=8”均均L均a8.12x1.2x乙均=9.744L均M

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

S=i]x—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〃=0.85~0.9

F-围绕气体的容积表面积m2

V—气体所充满的容积m3

4x14.61阳

S加=0.9x-----------------明=2.6521m

19.84q

4x8.12人

Sg=0.9x-------------=1.6026m

1&24L预

4x9.744，勺

=0.9x=1.8819m

18.64〃

2.3.4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=19.13?/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50-100C0,

①这里取均热段炉气温度比加热终了时金属表面温度高50C。，即

4均=，表终+50=1200+50=1250C

②查《火焰炉》P153,取加热段炉气温度

=1300C。

③预热段炉气温度变化规律近似为线性变化，即

.4加+'废臊1300+8001ns。厂

。预均=-2-=-----j-------=°5°C

2.3.6计算各段炉气黑度

⑴查《钢铁厂工业炉设计参考资料》匕56，

①均热段

PC02xS均=0.076703x1.8819=0.1443大气压

PH°xS均=0.227081x1.8819=0.4273大气压

②加热段

PgxSg=°.°767°3x2・6521=62034大气压

PH,OxS加=0.227081x2.6521=°.6°22大气压

③预热段

%xS预=0.076703x1.6026=0.1229大气压

P/oxS预=0.22708lx1.6026=0.3639大气压

(2)求炉气黑度

①预热段(1050。0

查表得，％。”0磔,1。=0.16

£H、O=px或,o=1.084x0.16=0.17344

求Ac

因为计算同时含有CO?和H2O的燃烧生成物的黑度时，由于。。2和”2。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

和单独辐射的总和小一些，既

£~卜

£~+H2O£

式中：△£—黑度的修正值

PH.O0.227081

-----=----=-------------------=0.7475

Pflo+PJC(/)?0.227081+0.076703

(P“、o+%、)xS顼=(0.227081+0.076703;x1.6026=0.4868加大气压

查手册图7-66,△e=0.041

所以£=%。，+^,O-A^=0.128+0.17344-0.041

£须=0.26044

②加热段(1300%)

分。、=0.128

££

H2O=BXH2O

=1.075x0.175

=0.1881

p

同理：——丝一=0.7475

P〃,o+P%

(PHQ+PQxs加=0.303784x2.6521=0.8057加大气压

查图7-66得，%=0.05

££

£加=CO2+HZO-△&

=0.128+0.188125-0.05

=0.266125

③均热段(1250℃)

£

CO2=0118

£

H2O=夕xEHO

=1.08x0.152

=0.16416

求八£

——上一=0.7475

PH°+Pm

(也、o+%,)xS均=0.303784x1.8819=0.5717加大气压

查图7-66得，△£=0.045

££

£均=CO2+H2O一

=0.118+0.16416-0.045

=0.23716

综上所述：£加=0.26125,£预=0.26044,泅=0.23716

2.3.7计算各段炉墙和炉顶对金属的角度系数

2().434©/1：小1_4)]

导来辐射系数C.=

x%+9KMQ—%限十%(1-%)]

式中：%,炉气、炉料的黑度

A

9"、炉壁对炉料的角度系数，A.4为炉料与炉壁的面积,

对于平顶，双排料：

2金2x3

①加二=0.5119

2H加上+B2x1.8+8.12

②叫顼=2“｝：+B2x3

=0.5929

-2x1+8.12

2LM2x3

=0.5703

38KM预=

2H加上+B2x1.2+8.12

2.3.8计算各段导来辐射系数

对于钢铁,4=0.75~0.8。取“0.8,代入得

_20.43x0.266125x0.8x[l+0.5119x(1—0.26125)]

①cgw饮―0.266125+0.5119x(1-0.266125)x[0.8+0.266125x(1-0.8)]

=10.20KJ/(济h

_20.43x().26044x().8x[1+().5929x(1-().26044)]

②cgm加一0.26044+0.5929x(1-0.26044)x(0.8+0.26044x(1-0.8)]

=9.657KJ/Cm2hK4)

_20.43x0.23716x0.8x[l+0.5703x(l-0.23716)]

③c时均—0.23716+0.5703x(1-0.23716)x[0.8+0.23716x(1-0.8)]

=9.18K//(〃F〃K4)

C平均=£^强士£铲土—=9.679口/(加小心

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①根

据经验直接确定均热段实底段长度。②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10C\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

—?2

tgi=^.--A/=1200--xl0=1193.33C

在此温度下，钢的导热系数2=29.73x3.6=107.04U/(/H-/?•℃)

求热流密度4=空

式中：s—钢材厚度(m),对于双面加热，厚度取;S,

一掌=殁产=⑺2.64KJ/W/0

均热段炉气温度

+(,表均+273>_273=1201.46C°

%=100X4q表i

C均100

前面假设温度为1250C。，误差为

%=i?™=3.88%<±5%

故不必再重新假设。

求热给

在1193c。时，Cp=O.68716kJ/(kg.C°)

热熔i=Cp*t=1193,33*0.68716=820.0109kJ/kg

2.4.2加热段

设加热段加热终了时，金属断面温差4」50C。

⑴钢坯平均温度

—22

=^--Ar=1200--x50=1167C

⑵加热段末端钢坯表面热流

查设计手册，在1167c。时，2=29.47x3.6=106.08V/(m..C)

2ZAr2x106.08x50

=84864KJ/(〃5.)

q表2二—1

3().125

⑶加热段炉气温度

纭一+('表终+273)4—273

g2=100X4

r

加100

848641200+273...

=100x4-------1-f(----------)v-273

V10.20100

=1261.64℃

与前面假设炉气温度1300C。仅相差20C°

%=1300-I26L64-295%<5%

1300

故不必再假设。

(4)均热度

式中：3—均热度

△人一金属均热开始时的表面与中心温度差

M—金属均热终了时的表面与中心温度差

6八匹=0.2

50c

因为6

查《钢铁厂工业炉设计参考资料》P288,图8—25,

对于大平板：5=0.2时，°=黑=0.68

LJ

q2

2

所以r)=^x—=0.68x0.125/0.02l=0.506/?

a

(5)加热段内钢坯热燃

加热段内钢坯平均温度1167C。,查表Cp=0.6894kJ/(kg.C°)

L.川I=1167℃x0.6894=804.497KJ/Kog

2.4.3燃料利用系数及钢坯热燃分配

(1)加热段燃料利用系数

Q烧+Q侦—。废加_2氐+空军—匕0废加国加

“加=

。烧+。预

2氏+空有

33

式中：Q低=17790.49993KJ/〃/,Ln=4.7317z/z/zn,f空=350C,

c空=\296kJ/W匕=5.5161///团35二於四。，=1.61656V//w3.C

代入得：.甘滥血

17790.4993+4.7317x1.296x350-5.5161x1.61656x1300

17790.4993+4.7317x1.296x35()

二0.42

(2)炉膛燃料利用系数

_2尧+。预一。废膜

趣+Q僮

本设计中。预只预热助燃空气，所以上式可以写为

=―氐+4Q军一匕c废膛%膛

。(氏+L”C空&

17790.4993+4。7317x1.296x350-5.5161x1.53356x800

17790.4993i4.7317x1.296x350

=0.6606

(3)金属在炉膛中的总热焰增量

。川xC,,=1193x0.68716=820.0109kJIkg

⑷金属在预热段的热熔增量

%加2培

△i预=&1一H-----

P

式中：Q-qxF,加热段向预热段辐射热量；

q—辐射热流，一般q=100000~130000千卡/旗，这里取q=l10000千卡/2；

F—界面面积；

F=-25)=8.12x(l-0.25)=6.075m

纯—。一蕊)+卷泮

=301.39kJ/kg

(5)求金属平均温度

设t均3=550C。，查《火焰炉设计计算参考资料》表3-3得,

cP=0.5736kJ/(kg.C°)

必=301.39=525.4358°C

则，均3=0.5736

%=550-525.4358X1(X)O/O=4-47%<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

a'-C『(f废腔+2731o+273尸

%一4”巡100；1001

=9.657x[(800+273)4-(—)4]

100100

=127472780/(〃/.〃)

(2)预热段末端热流

—73丫(—73)+鳖

g表3=以加加]io。Jio61

式中：Cgu加一加热段导来辐射系数，c“加工10.20。/(〃/〃/)

1—加热段炉气温度，k=1261.64C。

t均3—加热段始端钢坯加热温度，t均产525.4358C。

S—热透深度，S=0.125m

查《火焰炉设计计算参考资料》表3T得，t均产525.4358C。时，

2=3.6x38.5=138.6。/(〃?•〃°C)

().125小、

(525.4358+273)+-----

1261.64+27343x138.6

q表3=10.20x

100100

对上式采用顺序渐进法求解:

首先令就靠”

代入上式得

。⑵夕表3

=524298,77X:J/(w2•/?)=157.62

3x138.6

反复迭代，得

=480533.^2kJ/Un2•/?)=144.46

3x138.6

0」与4表3-2

q&3-2=485129.91^J/(w2•//)=145.84

3x138.6

0」朗4表a

q53=484656.SSkJ/(m2•/?)=145.7

3x138.6

这里取夕表3=484656.SSkJ/Cnr'/?)

（3）计算金属表面温度

484656.88x0.125

=525.4358-=671.14℃

3x138.6

（4）预热段内平均热流

夕均预=8的役3=2747278x464656.88=248556.95h）

（5）预热段内加热时间

_库坪Sp

预一~

人jT闯a均-预

式中：（一金属形状系数；平板5=1,圆柱（二2,球体（=3

△%=^-/0=714℃x0.63976=456.79V/kg

△%、Sp301.39x0.125x7863一

T—二-1•18匕

Kq均预248556.95

2.4.5加热段内热流及加热时间

（1）加热段热流

q「q、

q均加二17^

In”

%

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,

_484656.88-84864

229450.86Q/(苏•/?)

,484656.88

In

84864

⑵加热时间

4;川=j加-%=804.497一(525.4358x0.5673)=506.42KJ/Kg

加加5P506.42x0.125x7863

=2.169/?

%夕均加229450.86

综上所述:

r预=1.18万7加=2.169h:■均=0.506/?

总加热时间:

彳总=「均+T加+”预=3.8550

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：6—料坯厚度；

a—间隙宽;取间隙a约为料坯厚度的0.4~0.5倍,

a=0.4x250mm=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；

1

rJ，=~一不

式中:nI—相对加热时间，即有间隙和无间隙的加热时间之比；

a,b,6一分别为间隙宽,料坯宽度,料坯厚度；

7=---------1——的二0・958

1+(1-O.19262)X-^-

1000

各段加热时间为：

「均=0.506x0.958=0.4847/?

r(jll=2.169x0.958=2.0779/?

工预=1.18x0.958=1.1304/2

所以:

=

7总T均+丁加+笈预=3.69/2

炉子主要尺寸确定

长度计算

(1)有效长度

P—炉子生产率，p=245t/h

b—料坯宽度;b=2200mm

g—料坯平均单重

,Pib245000x3.69x22001

L极=---=--------------------=(

'ng2x(3.6x2.2x0.25x7863)

⑵预热段长度

L他二乙姓"=63875x1^51=19568/n/i?

仅”汇总3.69

(3)加热段长度

配=63875x=3754碗/

入3.69

⑷均热段长度

L的=心效%=63875x0,875=8439〃〃〃

Qro3.69

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进二B二8.12m

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+200mni=400mm;

⑹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=8.12叫由于出

料端温度很高，所以匕料门带有水冷管.

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2~3个操作炉门，炉门开孔尺寸以操作方便为准,通常为：464~

580mm（宽）x400~500mm（高），本题设6个操作炉门，两侧各3个,具体尺寸580mm（宽）

x464mm（高），采用60。拱顶结构.

（d）人孔

结构一般为180拱顶，尺寸一般为5801nm（宽）x（800~1000）mm（高），人股与其它

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B＞3.5m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,《工业炉设计

手册》,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;预热段采用帆土水泥耐火混凝土,它的最高使用温

度＞1350度,厚450mm,其热导率可参考《耐火材料实用手册＞＞P25页，图1一9.

炉墙：当炉墙不太高时,一般用232~464mm粘土砖和116-232nun绝热砖双层结

构.＜＜钢铁厂工业炉设计手册》上册P349页，侧墙一般厚464~580mm;

故本设计选用348mm（3块）粘土砖和116nmi（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《钢铁厂工业炉设计参考资料》下册P107页的布料情况，根据〈＜钢铁厂工

业炉设计参考资料》下册P70页，固定梁与活动梁的中心距一般N600nlln,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200~350mm,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300mmo

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300nlm;

活动梁的悬臂长度为300mm+1000mm=1300mm;

验算：

间距：

《皿二5000反

q皿=5oooxV5I

=5000x0.44721

=2236.068/加

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

//=3600////??

/

/

/

/

/

z1000mm1000mm1000mm

/

z

/

v

z

/

z

/

/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20C。

2.6.1炉膛热收入Q入

①炉料燃烧化学热Q烧

设炉膛燃料消耗量为B（标n?/h）,则

。烧=BQ代=17790.4993BkJ/h

②预热空气进入炉膛物理热Q空,

Q空=叫（CJ空-C环，环

查表，空气在350℃时C空=1.296kJ/标m3℃,

。空=空1空-。坏才坏)

=4.7317x^x1.296x(350-20)

二2023.65雨/6

③金属氧化放热Q放

Q=135()'红千卡/时

“100

式中：G—炉子产量,kg/时

a一氧化烧损率%氧化烧损率一般为1~3%,这里取1.5%,

Q放=1350x旦•&卡/时

放100

…八245000x1.5…

=135()x------------x4.18

100

=2.074x10kj/h

则:

。入=。烧+。空十。放

=17790.49930+2023.65B+2.074x1()7

2.6.2炉膛热支出Q出

①加热金属带出物理热g*

。产=P（C产t产一C料f料）

式中：t产，t料一分别为产品出炉温度和物料入炉平均温度

C产，c料一分别为产品在0~t产C。和物料在0~t料C。之间的平均比热容,

由/产=1193.33C°时钢的比热为C产;0.68716kJ/(kg.C°),贝IJ,

0产=245000x(0.68716x1193.33)

=9.840x107KJ/h

②出炉膛废气带出的物理热损失Q,

。女=3匕（禺/废一4氏）

式中：匕一单位燃料燃烧时产生的烟气量

废膛一炉膛废气温度

C废膜,C废膛一分别为废气在0~t废般C°和0~t环之间的平均比热容

t唆膛-800C°,t坏-20C°

C/=1.379

G/'=1.505

。咙=5.5161Bx(1.505x800-1.379x20)

=6489.25BkKJ/h

④壁导热损失

/壁一,环

。壁二

Y-+0.014

乙X

式中：t壁一炉壁内表面温度,

T环一炉子周围环境温度

S—各层耐火材料砌筑厚度

入一各层耐火材料的导热系数

0.014一炉墙外表面向周围大气传热热阻,

F一炉壁外表面积

I4

%表=一上-晨4)-273

3KM£M

1+-

』+9m(1-4)0-?”)]

£

(A)炉膛内表面平均温度蘸去的计算

a)加热段

已知

T小=1261.64+273=1534.64K

671.14+1200+273=]208.7K

7表预=

2

8皿加=0.51193加=0.266125£.加=0.8,代入得

I44

1208.74+(1534.6-1208.7)-273

壁表一,0.5119x0.8x(1-0.266125)

4

1+

0.266125x[l+().5119(1-0.266125X1-0.8)]

=1121.58℃

(b)预热段

已知:

1261.64+800+273=]303.82K

2

67L14+0273=608.57AT

膜预=+

2

夕KM预