台车式加热炉设计计算.doc

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1、台车式加热炉设计计算一、已知参数1.加热炉为台车式加热炉；2.工作温度：1280℃3.有效尺寸：4(W)×8(L)×1.5(H)m；4.载重：30t5.进出料方式：台车式6.空气预热温度：T＝450℃6.天然气预热温度：T＝300℃7.被加热金属：1）钢坯种类：合金钢2）加热时间：4～6h(由于不知道加热物件具体规格，时间为预估)3）钢坯入炉表面温度：=20℃4）钢坯出炉表面温度：=1280℃5）加热终了断面温差Δt≤20℃8.燃料：1）燃料种类：天然气，Q＝35280KJ/Nm3(查表)2）空燃比:1:9.4Nm3/Nm33）天然气成分见下表天

2、然气成分表产物成分甲烷乙烷丙烷氨硫化氢二氧化碳总和含量（%）94.30.80.20.53.80.4100四、设计计算（一）炉子热平衡与燃料消耗量1.1台车炉的热平衡热量输入(1)炉料燃烧化学热Q烧设炉膛燃料消耗量为B（Nm3/h），则Q烧=BQ低=32580BkJ/h(2)预热空气带入物理热Q空查表t空=450℃时，c空=1.3808kJ/(Nm3.℃)Q空=（1-K）BLnc空t空=（1-0.02）9.4×B1×450×1.3808=5724BkJ/h(3)预热燃气带入物理热Q燃气查表t空=300℃时，c燃气=2.63kJ/(Nm3.℃)Q燃气

3、=（1-K）BLnc空t空=（1-0.02）×B1×300×2.63=773BkJ/h热量支出(1)金属吸收的热量Q1Q1=G(J2-J1)查表t=1280℃时J2=800.1kJ/kg；t=20℃时J1=11.1kJ/kg；所以，Q1=G(J2-J1)=6000×(800.1-11.1)=kJ/(h)(2)通过炉墙和炉顶的散热损失①均热段炉墙的散热损失耐火砖厚度S1：232mm隔热砖厚度S2：232mm保温棉S3：60mm炉内气氛温度：℃设耐火砖与隔热砖间温度：1200℃隔热耐火砖与保温棉间温度：875℃炉墙表面温度：90℃砌砖体的平均温度砌砖

4、体的平均导热率：λ3=0.84+0.58×10-3×1265=1.571×3.6λ2=0.291+0.256×10-3×1037.5=0.5566×3.6λ1=0.05+0.07×10-6×482.52=0.0663×3.6炉墙单位面积的热损失：炉墙外表温度℃第一层分界面温度：℃第二层分界面温度：℃第一层分界面温度与假设相差较大，故需重新计算重新假定炉内气氛温度：℃设耐火砖与隔热耐火砖间温度：1200℃隔热耐火砖与保温棉间温度：840℃炉墙表面温度：90℃砌砖体的平均温度砌砖体的平均导热率：λ3=0.84+0.58×10-3×1265=1.571

5、×3.6λ2=0.291+0.256×10-3×1020=0.5521×3.6λ1=0.05+0.07×10-6×4652=0.0651×3.6炉墙单位面积的热损失：炉墙外表温度℃第一层分界面温度：℃第二层分界面温度：℃分界面温度与假设相差不大，故无需重新计算计算炉墙的总热损失：81034W炉顶的散热损失耐火砖厚度S1：300mm隔热砖厚度S2：200mm保温棉S3：50mm重新假定炉内气氛温度：℃设耐火砖与隔热耐火砖间温度：1150℃隔热耐火砖与保温棉间温度：800℃炉顶表面温度：95℃砌砖体的平均温度砌砖体的平均导热率：λ3=0.84+0.5

6、8×10-3×1240=1.5592×3.6λ2=0.291+0.256×10-3×975=0.5406×3.6λ1=0.05+0.07×10-6×447.52=0.064×3.6经过炉顶单位面积的热损失：炉墙外表温度℃第一层分界面温度：℃第二层分界面温度：℃分界面温度与假设相差不大，故无需重新计算计算炉顶的总热损失：53591W台车的散热损失耐火砖厚度S1：250mm隔热砖厚度S2：250mm重新假定炉内气氛温度：℃设耐火砖与隔热耐火砖间温度：1050℃台车表面温度：130℃砌砖体的平均温度砌砖体的平均导热率：λ3=0.84+0.58×10-3

7、×1190=1.53×3.6λ2=0.291+0.256×10-3×590=0.442×3.6台车单位炉顶面积的热损失：炉墙外表温度℃第一层分界面温度：℃分界面温度与假设相差不大，故无需重新计算计算台车的总热损失：59998W计算炉体总热损失：81034+53591+59998=W(3)均热段炉门的热损失：①炉门的辐射热损失炉温Tl=1330℃面积A3=17m2遮蔽系数：Φ=0.05开启时间系数ψ=0.2(4)烟气带走的热量KJ/h(5)炉墙蓄热损失冷炉升温过程接近于qN=常数由℃查得耐火粘土砖。假定热平衡方程式42290B1+4438B1=+5

8、4440×3.6+14410×3.6+22613B1+得B1=41.4m3/h即均热段每小时燃烧约41.4Kg重油炉膛热收入炉膛热支出序