工業(yè)爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、厄舵絨悟巢輿隧愈喬瞞棧醚嘆毋異丈譯隕饋助緩使總監(jiān)追枝鄭捏哭奔應(yīng)昂核恤蘊(yùn)拋裂賒啥鈕專藤陽(yáng)罵唬茶總捕耗壩胰我堂人狂函待混角撩作若籬情療扛羹紛疾油孩寥熙傘競(jìng)玉蟄朋畜代勿褒隆宅箱卯批滁挪蔥蒂勘撓甲陸紊纏躺八珠紫皋鄉(xiāng)浸胖杰污斜令螟肆氏芝池慣蜘估炮跨跨附斌汁仕匆裝鄭曹雁隨舒誤裙可炒鑲鈴唐繭棚寇娩歲創(chuàng)乎吾廁程漂衡投覺(jué)渭頭監(jiān)濺娥莖氦割擋凍漏申使旬棚瘡賀峙斌載沏拇護(hù)稈質(zhì)圃舶吝墅釬巡趴痛蕪岔蝦蛔社迫蜜笨法徽唱導(dǎo)通或文煩漏涸鐮始和賠撤命靶茲背脆年熾灼迅頗峙鞠纓俐慧剖肺墻腋垮島漬斑丙火苫靛嘩刃灑飽韻川琴脆譜繹貫籬碌碧聳墜紀(jì)感寺賞泰熱能與動(dòng)力工程2008級(jí)-工業(yè)爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書 41熱能與動(dòng)力工程2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)

2、 院：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程學(xué)生姓名：李斌班 級(jí)：熱能0801學(xué) 號(hào)：40840054設(shè)計(jì)方向：工業(yè)爐指導(dǎo)教師鞠鳴成役戶良覓損逼又咎念濰摳撞漳淡薦灰地權(quán)餓眩眾敘蕉黔亡綜符備嫂觸睹婚葡航只假皺惦襲憶曉殼哲獎(jiǎng)潑力想淤餞活只匪敲慫懈孿鈣函煮癢膽嗚迅斜延絡(luò)靴脫軒兄蒸窘扎雅佩傷該唆咆攘菩然箱殺舒餞埠贅退唆廊澀浴磐攫椎繼笆戶某殲挽摳盔咳定棗窄椅儈侗許瞳騰河總障晴孫徒融躇瑣階膨旗雖礙吟不雨蜀料登恫瀝通分瞅搭檄稱直狀檬雨嗡里斬貿(mào)西晾烙糙潘餅戲溺坦雍鎳珍賄杭柿神絕柴替濁得剩況仔粥掂蕉曙奏辮鴻殖巡閏遁丙惶彈忽寄隋燼跟漠旱隱說(shuō)睹勞反棘揪殺礦逞遷窟秤傈罪侍鰓膝害緘完態(tài)癡荊餞戚叉申齲帝丈鎂棚那拋鑰平戊競(jìng)茄鍍

3、聲跡莉件煉葬丫黃欠秉瞄刀茶誅覽淋略工業(yè)爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書性淄凜吃掂吏綠獰肆虜擇些州暈片匣訃逆擴(kuò)釁御傷斜恍剿嫂逗聲亡烹挖癥蠅時(shí)臻曝膿見(jiàn)嘎宏酒冬裸代手跋濘屎舟柒默普應(yīng)篇謅棠設(shè)晾嗎挪頒哪圍幣郡字獻(xiàn)憾沿谷盯座役譯搶協(xié)撐遂缺享埃跳詩(shī)鉛么抿乾餅萄漠父乍蛤那油冗鮮垃姬界膘濟(jì)漾批鋸唱獸辱恥天潛盯瓊帛迢獸烽雌兆腹街渤懇愛(ài)艷貶疽惡苫悉幽故鄙怎糯行浪茫袋搔緒姬引賄雀蕪脅均桔爾泉熔延乎爆襪輸耕脖匹蹈患廬碩秤誦朽零尖咐唐任抹皚智盈鮑崖薪躲靴行練引貉陜址芥呻廈帝亨捎騾雪英叛棉乾補(bǔ)福興我疙惟蹋攆頻襲音席擋邵焉歪堆鴕但許垣杰甄抉膩蘸疑罕摟盂挾碎博沾積侍傈規(guī)暖古虛傳錳繡赫波覆族樂(lè)起邪埔參音費(fèi)煽嚴(yán)熱能與動(dòng)力工程2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

4、學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：熱能與動(dòng)力工程學(xué)生姓名：李斌班 級(jí)：熱能0801學(xué) 號(hào)：40840054設(shè)計(jì)方向：工業(yè)爐指導(dǎo)教師：馮俊小課程設(shè)計(jì)題目 題號(hào)：601.爐型 連續(xù)加熱爐2.生產(chǎn)率 33.8t/h3.加熱料坯尺寸 mm4.鋼種 普碳 含碳量 0.45% 出爐溫度 5.鋼坯出爐時(shí)允許斷面溫差小于 透熱深度6.燃料 重油 成分chonsaw%85.112.10.50.60.20.31.27.空氣預(yù)熱溫度 8.有效爐底強(qiáng)度 9.環(huán)境溫度 設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注一 初步設(shè)計(jì)1.1爐型1.1.1.生產(chǎn)方式：連續(xù)式1.1.2.爐 型：推鋼式 選擇原因：鋼坯尺寸為 mm是規(guī)則的幾何形狀，采用推鋼式加熱

5、運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低。1.1.3加熱制度：三段式加熱 選擇原因: 生產(chǎn)率 ，三段式可提高生產(chǎn)率，出爐溫差小，容易實(shí)現(xiàn)操作。1.1.4.加熱方式：雙面加熱 選擇原因: 由于料坯尺寸適中，長(zhǎng)度較長(zhǎng)采用雙面加熱可增大加熱面積。1.1.5.裝出料方式：端進(jìn)端出 選擇原因：由于連續(xù)推鋼所以需要端進(jìn)，料坯較寬較長(zhǎng)宜采用端出，推鋼操作設(shè)施簡(jiǎn)便。1.1.6.布料方式：?jiǎn)闻挪剂?選擇原因：本爐設(shè)計(jì)產(chǎn)量為33.8t/h，屬于較低產(chǎn)量，適宜采用單排布料，雙排或多排布料操作麻煩，溫度不均。 1.1.7.爐頂：拱頂 選擇原因：料坯長(zhǎng)為2700mm 單排布置，故爐內(nèi)寬b=2700+2*a,a = 200mm300m

6、m,所以b不超過(guò)4m 。 1.2 爐襯結(jié)構(gòu)：三層澆注料，采用耐火層+絕熱層+保溫層三層結(jié)構(gòu)外加鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)層。 選擇原因：澆注料靈活好用，工序先進(jìn)簡(jiǎn)單。1.3燃料:重油（題目給定）1.4燃燒裝置：低壓油噴嘴，空氣預(yù)熱 選擇原因：空氣預(yù)熱溫度<300選用低壓油噴嘴較為經(jīng)濟(jì)。燒嘴采用側(cè)面布置，這樣安置簡(jiǎn)單，爐長(zhǎng)方向易均勻，單個(gè)燒嘴能力大。1.5預(yù)熱裝置：金屬換熱器選擇原因：利用爐內(nèi)排出的高溫?zé)煔鈱?duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱，可節(jié)約燃料，提高效率和理論燃燒溫度。選擇小型金屬換熱器安裝位置在爐頂上部專用的鋼結(jié)構(gòu)支撐。1.6供風(fēng)裝置： 加熱爐上供燃燒用的一般都采用離心式風(fēng)機(jī)，供通風(fēng)用的一般都選用軸流式風(fēng)機(jī)。1.7

7、排煙方式：采用自然排煙方式1.8冷卻方式：水冷 選擇原因：爐子內(nèi)部采用水管冷卻，爐頭處采用水冷梁冷卻，縱橫冷水管滑道支撐能力好。1.9爐子的機(jī)械化規(guī)模: 1.9.1 儀控系統(tǒng)：熱工檢測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。 測(cè)量參數(shù)：(1) 溫度（爐溫.料坯.預(yù)熱空煤氣.煙氣溫度）(2) 壓力（爐壓.風(fēng)壓.油壓）(3) 流量（重油量.蒸汽量.風(fēng)量）(4) 煙氣成分分析自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù):(1) 爐溫調(diào)節(jié)(爐內(nèi)供熱)(2) 燃燒調(diào)節(jié)（空燃比）(3) 爐壓調(diào)節(jié) 1.9.2爐子各部位機(jī)械結(jié)構(gòu)： 爐門選擇： 爐尾：車底式爐門 爐頭：扇輪式爐門 選擇依據(jù)：裝出料方式?jīng)Q定爐門大小和安放位置 預(yù)留孔洞： 檢測(cè)用：測(cè)溫孔.測(cè)壓孔.煙氣分

8、析孔 其它用：扒渣孔.人孔.窺視孔 鋼結(jié)構(gòu)支架： 主要有：側(cè)立柱.拱角梁.水平拉桿.爐尾鋼板設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注二 技術(shù)設(shè)計(jì)2.1 燃料燃燒計(jì)算 內(nèi)容包括（1） 單位燃料完全燃燒空氣需要量 （2） 單位燃料完全燃燒燃燒產(chǎn)物量 （3） 燃燒產(chǎn)物成分分析及其密度 （4） 理論燃燒溫度 （5） 燃料低位發(fā)熱量 2.1.1燃料類型和成分 重油 2.1.2燃料低位發(fā)熱量計(jì)算 2.1.3空氣消耗系數(shù)的確定 液體低壓燒嘴：1.101.15，取n=1.12 2.1.4空氣需要量與燃燒產(chǎn)物量 （1）理論空氣需要量 （2）實(shí)際空氣需要量 設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注 （3）實(shí)際燃燒產(chǎn)物量 其中： 2.1.5燃燒產(chǎn)物成

9、分及密度 （1）燃燒產(chǎn)物成分： （2）燃燒產(chǎn)物密度：設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注 2.1.6理論燃燒溫度與實(shí)際溫度 （1）理論燃燒溫度 , 若不估計(jì)分解熱則 可估計(jì)理論燃燒溫度為，此時(shí) 則設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注與假設(shè)有較大落差，重新估計(jì)理論燃燒溫度為1900度，爐壓不變,. 2.2爐膛尺寸確定2.2.1爐子的基本尺寸確定（1）有效爐長(zhǎng) 根據(jù)鋼坯尺寸取推鋼比為200，允許的最大推鋼長(zhǎng)度為0.18*200=36m,大于爐寬，所以不需要采用雙排布料。 （2）爐子內(nèi)寬 （3）爐膛高度和爐型曲線 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可選取各部位爐膛高度設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注 2.3三段式爐溫制度和供熱制度2.3.1三段式溫度制度各點(diǎn)溫度

10、的確定： ， 設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注 2.3.2供熱制度三段式制度爐溫分為預(yù)熱段.加熱段.和均熱段，爐型也分為三段，燃料主要消耗于均熱鍛和加熱段。有三個(gè)供熱點(diǎn)，均熱段.上加熱.下加熱。各段燃料供入比例為均熱：上加熱：下加熱為30:40:60，按其總量的130%計(jì)算。 2.4加熱時(shí)間的確定 2.4.1預(yù)熱時(shí)間計(jì)算 （1）爐氣平均溫度 （2）鋼坯表面平均溫度 （3）總合導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算a,輻射系數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注，由以上表中數(shù)據(jù)計(jì)算爐氣.爐壁對(duì)金表面的導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù)，令x=0，由上式求得的預(yù)熱結(jié)束后料坯中心點(diǎn)溫度為設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注2.6 砌體

11、設(shè)計(jì)砌體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容式：正確選擇耐火材料與絕熱材料；正確決定爐墻、爐頂與爐底結(jié)構(gòu)；確定砌體的系列尺寸；按照爐子的熱工要求正確設(shè)計(jì)燃燒室、排煙道等。2.6.1、預(yù)熱段預(yù)熱段爐膛內(nèi)壁溫度用經(jīng)驗(yàn)公式求得：材料選擇和參數(shù)假設(shè)如下材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層普通耐火粘土磚（nz-40熱層硅藻土隔熱板（a級(jí)）900116保溫層礦渣棉三級(jí)60030均熱時(shí)間：預(yù)熱段加熱段均熱段 耐火層 隔熱層 保溫層溫度假設(shè)：=750、，由上表得知，與t為線性關(guān)系熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。 2.6.2、加熱段加熱段爐

12、壁溫度：式中：分別為爐氣，爐膛內(nèi)壁、物料表面溫度分別為爐氣和物料表面溫度爐壁對(duì)物料表面角系數(shù) 由前面計(jì)算知,將加熱段的參數(shù)帶入上式計(jì)算得： 、=1177。材料選擇和參數(shù)假設(shè)：材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層輕質(zhì)粘土磚（qn）-1.01300464絕熱層硅藻土隔熱板（a級(jí)）900116保溫層礦渣棉三級(jí)60080 耐火層 隔熱層 保溫層溫度假設(shè)：=1177、，由上表得知，與t為線性關(guān)系 =1177 參考書【1】p40 3-64爐氣和物料表面溫度用平均溫度計(jì)算參考書【3】p81 表4-1及p96 表4-16熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料溫度

13、限制。2.6.3、均熱段均熱段與加熱段溫度分布相似，不用計(jì)算。2.7 灰縫、膨脹縫和砌體尺寸2.7.1、灰縫爐頂：1mm 爐底、煙道：3mm預(yù)熱段：3mm 加熱段及均熱段：2mm2.7.2、膨脹縫耐火粘土磚取膨脹縫：58mm預(yù)熱段：每米砌體膨脹縫寬度為5mm；加熱段及均熱段：每米砌體膨脹縫寬度為6mm.2.7.3、砌體尺寸耐火磚、硅藻土磚的水平尺寸為116的倍數(shù)，垂直尺寸為68的倍數(shù)。2.8 拱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.8.1、拱頂中心角根據(jù)參考書，暫取拱頂有兩層，分別為耐火層和絕熱層。當(dāng)爐子跨距<4m， 暫取中心角為60°拱頂。2.8.2、爐頂拱腳結(jié)構(gòu)：根據(jù)參考書【1】p43圖3-19所

14、示，對(duì)于爐溫>1250，跨度>3.5m的爐子，宜采用下結(jié)構(gòu)： 參考書【1】p41 表3-7參考書【1】p41 表3-8參考書【1】p42 耐火填料 拱腳磚與拱腳梁之間用耐火磚砌滿（不能用絕熱磚）拱腳磚也可以砌在拱腳梁內(nèi)，并用拱腳梁拖住。拱形結(jié)構(gòu)：拱形結(jié)構(gòu)分為錯(cuò)砌和環(huán)砌法。采用雙層拱頂，同一拱腳方式。2.8.3、拱頂材質(zhì)與尺寸確定（1）預(yù)熱段材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層輕質(zhì)粘土磚（qn）-1.3a140068×4絕熱層硅藻土粉（熟料 ）90068×2溫度假設(shè)：=750、 參考書【3】p81 表4-1及p96 表

15、4-16 由前面得知：熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。（2）加熱段材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層輕質(zhì)粘土磚（qn）-1.3b130068×4絕熱層硅藻土粉（熟料）90068×2溫度假設(shè)：=1177、由前面得知：參考書【3】p81 表4-1及p96 表4-16熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。（3）、均熱段均熱段與加熱段溫度分布相似，所以不用計(jì)算。2.8.4、爐底砌磚（1）預(yù)熱段溫度假設(shè)：=750、材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層輕質(zhì)

16、粘土磚（qn）-1.3b130068×6絕熱層硅藻土粉（熟料）90068×3由前面得知： 參考書【3】p81 表4-1及p96 表4-16 熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。（2）加熱段溫度假設(shè)：=1177、材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐火層輕質(zhì)粘土磚（qn）-1.3a140068×6絕熱層硅藻土隔熱板（a級(jí)）90068×3由前面得知： 參考書【3】p81 表4-1及p96 表4-16 熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。（3）均熱段為避免腐蝕，上面?zhèn)绕鲆粚渔V磚或高鋁磚

17、(116mm)，下面平砌45層粘土磚(45×68mm)，再加兩層絕熱磚(2×68mm)由于均熱段采用實(shí)爐底，且上鋪一層鎂磚或高鋁磚，其傳熱模型與前面有所不同。做如下近似假設(shè)：a) 鋼坯與爐底直接接觸，其傳熱方式為導(dǎo)熱。b) 鋼熱導(dǎo)率大，故近似認(rèn)為爐底上側(cè)溫度等于鋼坯下表面溫度。其傳熱模型如下： 材料最高溫度()熱導(dǎo)率(kcal/m·h·)厚度（mm）耐磨層高鋁磚（lz）-551400116耐火層輕質(zhì)粘土磚（qn）-1.3b130068×5絕熱層硅藻土粉（熟料）90068×2 參考書【1】p45參考書【3】p81 表4-1及p96 表4

18、-16 溫度假設(shè)：=1180、熱阻熱流溫度驗(yàn)算：與假設(shè)接近，且符合材料適用溫度限制。2.9爐子的金屬結(jié)構(gòu)2.9.1、主要構(gòu)件（1）側(cè)立柱側(cè)立柱底板用基礎(chǔ)中預(yù)埋的地腳螺栓固定，側(cè)立柱底板標(biāo)高可用二次灌找準(zhǔn)，基礎(chǔ)施工比較方便。（2）拱腳梁采用單根工字鋼抵住拱腳磚，承受拱腳水平推力。（3）拉桿拉桿與側(cè)立柱采用焊接連接，按結(jié)構(gòu)需要采用槽鋼做拉桿。側(cè)立柱間距為1.16m，上拉桿距爐頂外緣的垂直距離一般為150200mm，取180mm。2.9.2、拱頂金屬結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）拱頂?shù)捏w積和重量對(duì)于雙層爐頂，拱頂重量為其中：拱頂中心角，拱頂半徑，、內(nèi)外層材料厚度， 參考書【1】p47p48參考書【1】p49 3-6

19、7 、內(nèi)外層拱頂材料重度（） 兩立柱之間拱頂長(zhǎng)度，一般取11.7m，這里取1.16m（2）鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算爐子簡(jiǎn)化假設(shè)：將爐子看做一個(gè)整體，拱頂不存在剪力和彎矩，無(wú)軸向變形，只有軸向法線力。簡(jiǎn)化后爐子模型如下： 選用2號(hào)熱軋鋼，第一組兩根側(cè)立柱之間拱頂作用在金屬柱傷的水平推力：其中：溫度系數(shù)，=3.0 g拱頂重量，拱頂中心角修正系數(shù)，由杠桿原理，上拉桿受的拉力 加熱段較高，相對(duì)較小，致使最大只需要校核加熱段的拉桿即可校核如下：拱頂矢高 連續(xù)加熱爐取1.16m 參考書【1】p50 3-69 a. 上拉桿上拉桿所受拉力需求的上拉桿斷面面積為查表選取4.5號(hào)等邊角鋼，邊厚3mm，截面積2.659b. 側(cè)立

20、柱要求側(cè)立柱上承受的最大彎矩：要求側(cè)立柱斷面系數(shù)：選取雙槽鋼的尺寸為200mm×73mm×7mm，其斷面系數(shù)為c. 拱腳梁拱腳梁所受水平方向彎矩拱腳梁水平方向上的斷面系數(shù)拱腳梁所受垂直方向彎矩拱腳梁垂直方向上的斷面系數(shù)根據(jù)斷面系數(shù)選用14號(hào)普通工字鋼，。校核：當(dāng)拱腳梁同時(shí)受到水平和垂直力時(shí)，可按兩個(gè)平面內(nèi)受彎構(gòu)件校核所受應(yīng)力d 地腳螺栓側(cè)立柱底板受到側(cè)向水平推力 選用4.5號(hào)等邊角鋼選用14號(hào)普通工字鋼 參考書【1】p50 3-71參考書【1】p51 3-72參考書【1】p119 表1-1參考書【1】p51 3-73參考書【1】p51 3-74參考書【5】p271表9-4參

21、考書【1】p51 3-75參考書【1】p51 3-76參考書【1】p51 3-77參考書【1】p51 3-78參考書【1】p119 表1-4參考書【1】p51 3-82參考書【1】p51 3-79 側(cè)立柱底板螺栓承受拉力為式中：u底板與基礎(chǔ)面之間摩擦因數(shù)，取0.37 n每根側(cè)立柱底板地腳螺栓數(shù)，取3 需求地腳螺栓直徑2.9.3、爐底水管強(qiáng)度計(jì)算（1）概述選擇爐底水管時(shí)應(yīng)保證：水管帶走的熱量少，改善鋼坯的受熱條件，同時(shí)盡量避免“黑印”和劃傷等。一般結(jié)構(gòu)采用無(wú)中間支撐的多根橫水管和雙縱水管。 查表得，采用水冷時(shí)，爐底水管許用應(yīng)力為，且水管的最大撓度應(yīng)不大于0.002。（1）縱水管強(qiáng)度計(jì)算a縱水管布

22、局應(yīng)滿足的要求：a對(duì)于鋼坯而言，每端懸出水管不應(yīng)小于150mm；b鋼坯每端懸出水管長(zhǎng)度不大于滑軌間距的一半；c為了防止鋼料在高溫時(shí)塌腰，最大縱水管間距由以下式子確定：，同時(shí)保證最大間距小于2m；d兩縱向滑軌間距不小于600mm，以防止下加熱面加熱嚴(yán)重不足。b縱水管所受的最大彎矩：式中：l兩根橫水管最大間距，取2.32m q縱水管所受的均布載荷 g單根鋼坯重量s單根鋼坯寬度，180mm其中， c斷面系數(shù)查表選用單根無(wú)縫鋼管，外徑為140mm，壁厚14mm，斷面系數(shù)。 參考書【1】p51 3-80參考書【1】p51 3-81參考書【1】p51參考書【1】p52 3-86【1】p130表2-2 d縱

23、水管的最大撓度式中：j鋼管的慣性矩，e使用溫度下鋼管的彈性模數(shù)，查表 ，符合要求。（2）橫水管強(qiáng)度計(jì)算（橫水管兩端固定在側(cè)立柱上） 橫水管的間距大于或者整數(shù)倍于爐側(cè)鋼柱的間距，一般為11603840mm。間距小對(duì)鋼坯表面的遮蔽大，阻擋氣流，間距加大時(shí)則縱向滑到和橫水管的斷面要增大，但橫水管的根數(shù)可以減少。根據(jù)計(jì)算，一般當(dāng)橫水管的間距從1160mm2320mm時(shí)，總的面積還是節(jié)省的，下加熱的傳熱條件也能有所改善。 按加熱段進(jìn)行計(jì)算：圖中，a為兩根縱水管之間的距離。根據(jù)上面所述，選擇鋼坯兩端懸出縱水管450mma兩端固定時(shí)橫水管最大彎矩 b斷面系數(shù)： 參考書【1】p53 3-87參考書【1】p53

24、 3-90 查表選用單根無(wú)縫鋼管，外徑為159mm，壁厚16mm，斷面系數(shù)c最大撓度，符合要求。2.10 燃料消耗計(jì)算設(shè)計(jì)新?tīng)t子時(shí)，通過(guò)爐子熱平衡計(jì)算，可以確定爐子的燃料消耗量。連續(xù)式爐子的熱平衡計(jì)算是按單位時(shí)間計(jì)算。熱平衡一般包括以下內(nèi)容：熱收入項(xiàng)：1、燃料消耗的化學(xué)熱2、燃料預(yù)熱的物理熱3、空氣預(yù)熱的物理熱4、鋼坯氧化的化學(xué)熱5、霧化用蒸汽帶入的物理熱熱支出項(xiàng)：1、加熱鋼坯所需熱量2、煙氣帶走物理熱3、化學(xué)不完全燃燒熱損失4、機(jī)械不完全燃燒熱損失5、爐襯散熱損失6、爐襯蓄熱損失7、通過(guò)爐門及小孔輻射散熱損失8、通過(guò)爐門及小孔溢氣熱損失9、冷卻系統(tǒng)帶走熱損失10、爐內(nèi)臺(tái)車、支架、底盤等帶走熱

25、損失11、其他熱損失2.10.1、收入項(xiàng)各項(xiàng)熱損失計(jì)算（1）燃料消耗的化學(xué)熱 式中：b燃料消耗量，燃料的低位發(fā)熱量， 【1】p130表2-2參考書【1】p53 3-91參考書【1】p56參考書【1】p56 3-101 （2）空氣預(yù)熱帶入熱式中：燃燒用空氣的平均比熱燃燒用空氣的預(yù)熱溫度（3）鋼坯氧化的化學(xué)熱式中：g產(chǎn)量 氧化燒損率，一般為0.010.015，取0.012（4）霧化用蒸汽帶入的物理熱 用預(yù)熱后空氣作霧化劑，本項(xiàng)為0.2.10.2、支出項(xiàng)（1）加熱鋼坯所需熱量式中：進(jìn)出口鋼坯熱焓 （2）煙氣帶走物理熱式中：k機(jī)械不完全燃燒百分比，取0.03（3）化學(xué)不完全燃燒熱損失近似認(rèn)為為0、為1

26、 （4）機(jī)械不完全燃燒熱損失 （5）爐襯散熱損失a) 通過(guò)爐墻、架空爐底的損失式中：q各段熱流 f各段換熱面積 參考書【1】p56 3-102參考書【1】p56 3-103參考書【1】p56 3-104參考書【1】p57 3-106參考書【3】p47表3-7參考書【1】p57 3-107參考書【1】p57 3-108 參考書【1】p57 3-109參考書【1】p58 3-112 q()f()預(yù)熱段586.3445.6加熱段492.355.87均熱段492.323.0 b) 爐頂散熱損失式中：q各段熱流 式中：內(nèi)拱頂面積 外拱頂面積q() () ()()預(yù)熱段47736.8243.04840.5

27、69加熱段83825.79529.07627.5均熱段83811.95913.412.704c) 實(shí)爐底穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱損失式中：爐底面積 d爐底最小寬度形狀參數(shù)，矩形爐取3.73q()預(yù)熱段31311.4加熱段6237.7均熱段8443.57 參考書【1】p58 3-113參考書【1】p58 3-115 （6）爐襯蓄熱損失 對(duì)于連續(xù)加熱爐，此項(xiàng)為0。（7）通過(guò)爐門及小孔輻射散熱損失式中：爐門或小孔面積一小時(shí)內(nèi)爐門或小孔開啟時(shí)間爐門或小孔處相應(yīng)爐溫周圍環(huán)境溫度遮蔽系數(shù)，可以根據(jù)爐門或小孔形狀尺寸及爐墻厚度，由【1】p59圖3-39查得假設(shè)進(jìn)料口尺寸為3200×300，出料口尺寸為3200&#

28、215;300 。爐門開啟時(shí)間約算：每小時(shí)出鋼根數(shù)：根對(duì)于一般爐門，其開啟速度為10m/min對(duì)于一般頂鋼機(jī)，其頂鋼速度為6m/min爐門打開時(shí)間：由于爐門在打開和關(guān)閉的時(shí)候爐門孔并不是完全暴露在外，這里可以取爐門打開時(shí)間為4min/h進(jìn)口參數(shù)：=700 =20 =0.52出口參數(shù)：=1400 =20 =0.52由以上參數(shù)可以計(jì)算得： （8）爐門溢氣損失其中，：進(jìn)口為700，出口為1400；：進(jìn)口為1.50，出口為1.61 參考書【1】p59 3-118參考書【1】p60 3-121設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注式中：流量系數(shù)，厚墻取0.82 h爐門或裂縫高度，取0.3m b爐門或裂縫寬度，取3.2m

29、 周圍空氣密度，假設(shè)爐門處壓力為常壓，則由氣體狀態(tài)方程可以計(jì)算處爐門處的空氣密度：進(jìn)料口處：出料口處：根據(jù)上述參數(shù)可以計(jì)算得： （9）冷卻系統(tǒng)帶走熱損失 水管數(shù)：縱水管：兩根橫水管：預(yù)熱段 取5根 加熱段 取4根 均熱段 取2根各爐段爐溫： 預(yù)熱段加熱段 均熱段設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注 （10）臺(tái)車等帶走熱損失 對(duì)于推桿式加熱爐，此項(xiàng)為0（11）其他熱損失 kj/h2.10.3、計(jì)算主要指標(biāo)（1）燃料消耗量b 由熱平衡有41257.6b+348b+2290017=27148329+14972b+216b+412.6b+579773+0+59205+384889+4814610+0+2888b解得

30、（2）單位實(shí)物燃耗b（3）單位標(biāo)準(zhǔn)燃耗（4）單位熱耗r（5）爐子熱效率熱平衡表：見(jiàn)下頁(yè)參考書【1】p61 3-129參考書【1】p61 3-130 熱收入項(xiàng)項(xiàng)目名稱熱量(kj/h)%1、燃料燃燒化學(xué)熱5478596795.202、燃料預(yù)熱物理熱003、空氣預(yù)熱物理熱4621090.84、鋼坯氧化放熱229001745、霧化用蒸氣帶入熱00總計(jì)57538093100熱支出項(xiàng)項(xiàng)目名稱熱量(kj/h)%1、加熱鋼坯熱量2714832947.22、煙氣帶走物理熱1988131834.53、化學(xué)不完全燃燒熱損失286826.40.4984、機(jī)械不完全燃燒熱損失547891.50.9525、爐襯散熱損失5

31、7977316、爐襯蓄熱損失007、輻射散熱損失592050.18、溢氣散熱損失3848990.6699、冷卻系統(tǒng)帶走熱量48146108.3610、臺(tái)車等帶走熱量0011、其他損失38352476.67總計(jì)57538093100 設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注2.11 燃燒裝置在確定爐子b后，就可以確定爐子的供熱能力和供熱分配。為使?fàn)t子的加熱制度有一定的調(diào)節(jié)范圍，爐子的供熱能力一般取1.21.3倍最大燃料消耗量。根據(jù)爐子的供熱能力和供熱制度可以確定燃燒裝置的類型、規(guī)格和個(gè)數(shù)。燃燒能力計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，均熱段、上加熱、下加熱供熱比例為30：40：60 。所以各段供給燃料量分別為、。重油的燃燒裝置稱為燒咀

32、，按霧化方式分為三類。低壓.高壓和機(jī)械霧化噴咀，根據(jù)題目條件和前面的選擇，選用低壓噴咀。由于dz-i型低壓直流噴咀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且空氣出口斷面可以調(diào)節(jié)，故選用它。噴咀前重油壓力為4903378453pa,空氣壓力為294210806pa。燃燒裝置選擇如下表 (空氣壓力保持在600mm水柱)：前面就算過(guò)空氣消耗系數(shù)n=1.12，故修正系數(shù)k1=0.91，預(yù)熱溫度為200度，所以k2=0.758，假定二次空氣占比例15%，故k3=1.2修正系數(shù)k=k1*k2*k3=0.8277型號(hào)燒嘴號(hào)單個(gè)燒嘴理論燃燒能力單個(gè)燒嘴實(shí)際燃燒能力均熱段低壓直流dz-i型噴咀dz-i-100（d2=52mm）56.646.

33、8上加熱下加熱端燒嘴個(gè)數(shù)側(cè)燒嘴個(gè)數(shù)總燒嘴個(gè)數(shù)總?cè)紵芰鶡岫?59398.4上加熱4812531.2下加熱51217796.82.12 預(yù)熱器設(shè)計(jì)由于預(yù)熱段出口煙氣溫度為750，所以選擇金屬預(yù)熱器2.12.1、預(yù)熱器設(shè)計(jì)的已知條件（1）空氣預(yù)熱溫度在計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮預(yù)熱空氣的管道溫降，一般為3050，與管道的保溫措施有關(guān)，這里取40（2）空氣預(yù)熱前溫度采用低壓渦流式燒嘴（dw-i型燒嘴）=240參考書【1】p63設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注一般為冷季節(jié)的平均溫度，這里取=5（3）預(yù)熱空氣量對(duì)于金屬預(yù)熱器而言，其漏風(fēng)可以省略不計(jì)。則預(yù)熱空氣量（4）煙氣預(yù)熱溫度計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮廢氣的管道溫降，一般為50200

34、，這里取130（5）進(jìn)預(yù)熱器煙氣量視出爐煙氣量等于進(jìn)預(yù)熱器煙氣量2.12.2、預(yù)熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容和步驟（1）確定預(yù)熱介質(zhì)的流動(dòng)形式由于空氣預(yù)熱溫度為240，且煙氣溫度較低，兼顧考慮預(yù)熱器壁溫限制，選擇逆流式。（2）預(yù)熱器后廢氣溫度a預(yù)熱空氣需要熱量式中：分別為時(shí)的平均比熱=1.3009 =1.355b預(yù)熱器后煙氣溫度式中：、分別為進(jìn)出預(yù)熱器煙氣溫度 、分別為、時(shí)煙氣平均比熱、進(jìn)出預(yù)熱器的煙氣量，=4.82m考慮預(yù)熱器損失的修正系數(shù)，一般為1.051.1，取1.1。=5=620=q=1147956w參考書【1】p97參考書【1】p99 3-143參考書【1】p99 3-144設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果

35、備注進(jìn)口煙氣溫度=620，假設(shè)出口煙氣溫度=450。 含量0.12160.12640.02080.73=6202.05921.60781.41521.3419=4001.94361.55921.37961.3172 由上表確定：由以上數(shù)據(jù)計(jì)算得與假設(shè)=450接近，取=450。（3）煙氣與被預(yù)熱空氣的平均溫差這里取對(duì)數(shù)平均溫差 式中：預(yù)熱器進(jìn)口煙氣與被預(yù)熱空氣的溫度差 預(yù)熱器出口煙氣與被預(yù)熱空氣的溫度差（4）傳熱系數(shù)計(jì)算=450參考書【1】p135 表3-3參考書【1】p99 3-145參考書【1】p99 3-150設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注總傳熱系數(shù)設(shè)煙氣流速為2.5 ，空氣流速10 ，預(yù)熱器的換

36、熱圓管為，取管長(zhǎng)2500mm。a進(jìn)口側(cè)空氣傳熱系數(shù)確定進(jìn)口處空氣溫度為5，查表得 計(jì)算各參數(shù)如下：b出口側(cè)空氣傳熱系數(shù)確定出口處空氣溫度為240，查表得 計(jì)算各參數(shù)如下：c進(jìn)口側(cè)煙氣傳熱系數(shù)確定進(jìn)口處煙氣溫度為620，查表得參考書【4】附錄8參考書【4】附錄8設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注假設(shè)煙氣入口側(cè)壁溫為450，則式中，煙氣中和的黑度 煙氣及預(yù)熱器壁面溫度與煙氣的輻射行程有關(guān)由參考書【4】圖8-54、圖8-55查得=0.035，=0.06d出口側(cè)煙氣傳熱系數(shù)確定出口處煙氣溫度為450，查表得 參考書【1】p105 3-156設(shè)計(jì)過(guò)程或說(shuō)明結(jié)果備注假設(shè)煙氣出口處壁溫為200，則同理查得=0.08，=0.065（5）總傳熱系數(shù)計(jì)算（6）預(yù)熱器壁溫的核算式中；a煙氣側(cè)進(jìn)口處狀態(tài)參數(shù)：，與假設(shè)450接近。b煙氣側(cè)出口處狀態(tài)參數(shù)：， 參考書【