两段推钢式连续加热炉说明书.docx

1、两段推钢式连续加热炉说明书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=650C3.1.

2、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:&= 0.9584,代入漫=kxM干，结果见下表: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 + 356.51CH4湿 + 233.45H2S湿 + 634.73C2H6湿=126.15 X 0.01

3、 + 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 = 1.05 X 8.95 = 940Nm3/Nm3耳湿=(1+ 000124x35) X940 = 9

4、81Nm3/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 + HgS湿 + 3C2H6湿 + 0.124g器 Ln) X 0.01=(0.086 + 2 X 93.11

5、9 + 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 = 11.15NmVNm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；44x&47 +18x21.02 +28x6967 + 32x08422.4x100=1.22 kg / Nm327计算燃

6、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1.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

7、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.对于中型加热炉，取H = 550kg/(m2.h)：取推钢比E= 200,代入公式Pn = H.L. 2S. E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；故：n = = 0 926550 X 2.4 X 0.09 x 200 将n=

8、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。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H加上=1600mm, H预卜=900mm o4)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、9), = 4.28L加V预=（H预上B - 0.0434B2）L预=（0.9 X 2.9 - 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= (2 X 0.9 + 1.78 X 2.9)L预=6.96L预m?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Pcoz =847/100 = 0.0847

10、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: /1310 + 273-0 “ 06Eg

11、 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对金属的角度系数对于60拱

12、顶，按公式得: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 + 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)C 2043gWl + pKM(l-g)gKM 加甩 + cPkm(1 -g)M + 甩(1 一 m)_ 2a43X0281X08Xl+0439X(l-0281)0281+0439X(1

13、 - 0281)X08+0281X(l - 08)=10.96KJ/(m2.h.K4)加预界面处：10 96 + 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

14、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

15、；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=4282m22钢圧炉底面积F w=L ttLM=14.767 X 2.4=35.44 m-3炉底利用系数“钊=摯= 083 F效 42.824有效炉底强度5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

16、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 =33500BkJ/h6.1.2预热空气进入炉膛物理热Q空査表，ts =300C时，5 = 1.296kJ/(Nm-C)t H = 10匸时 c 耳=L296kJ/(Nn?-C)Q 空=BLn(c 空一c 耳t 坏) = 981XE ( 1.296X300-1.296X 10)=3687B kJ/h6.1.3金属氧化放热Q放Qtt =5588XPXa = 5588X22000X0015=l84X106 kJ/ha-铁

17、在炉中的氧化烧损率，kgkg,取0.015；5588-1 r克铁氧化放热量，kJ/kg； P-生产率，kg/h。所以，Q = Q + Qs+ +Qtt=335OOB + 3687B + L84X 1(/= 371873+ l-84X10*kJ/h6.2炉膛热支出Q岀6.2.1加热金属带岀的物理热Q产査表，t 产=1226C时，c. =06824kJ/(kgC)：t =2(rC 时，C 料=0.4773kJ/(kg-r)：所以，Q r=P（C产t产料t料）=22000 X (0.6824 X 1226-0.477 X 20)=18.196X10* kJ/h622岀炉膛废气带岀的物理热损失=EX 11.15 X (1.463X650-1.379X10) =10449B kJ/h6.2.3炉底水管冷却水带岀的物理热损失Q*Q/Q+Qu；设纵水管和支撑水管冷却水温度均为:入口温度t水入=40 C出口温度t水川=60 C管壁温度 t 平均=(40+60) /2+50=100CC =CgjQjjj=