步进式加热炉设计计算毕业论文

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1、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：250×2200×3600(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：t≤15℃(3)燃料1)种类：焦炉煤气2)焦炉煤气低发热值：Q低温=17000kJ/标m33)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

2、=800℃(5)空气预热温度(烧嘴前)：t空=350℃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，由上式得代入表2—1中，得表2-1焦炉煤气湿成分(%)成分CO2O2C2H4COH2CH4N2H2O合计焦炉煤气3.02900.30902.83368.793956.574124.81841.27022.28991002.2.2计算焦炉煤气低发热值==17094.6830KJ/m³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

3、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

4、.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

5、计算2.3.1预确定炉膛主要尺寸①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，，。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B>4m,用平顶；⑤出料方式：端出料；2.3.2计算炉膛相关尺寸①

6、各段炉底面积F加底=BL加=6.96L加m2F预底=BL预=6.96L预m2F=BL均=6.96L均m2②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==11.52L加m2③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=18.24L预m28.12+10.52=18.64m2④各段充满炉气的空腔体积V加=8.121.8L加=14.616L加m3V预=m32.3.3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

7、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Lm式中：—气体辐射有效系数，一般与气体黑度，几何形状有关，取=0.85～0.9F—围绕气体的容积表面积m2V—气体所充满的容积m3mmm2.3.4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50～100℃，①这里取均热段炉气温度比加热终了时金属表面温度高

8、50℃，即②查《火焰炉》，取加热段炉气温度℃③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》,①均热段②加热段③预热段(2)求炉气黑度①预热段(1050ºC)查表得