加热炉的优化设计

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1、技术设计2.1燃料燃烧计算2.1.1燃烧计算的目的及内容燃烧计算包括如下内容：燃料的低位发热量（）；单位燃料完全燃烧失的空气需要量()；单位燃料完全燃烧时的燃烧产物量（）；燃烧产物的成分及其密度（ρ）；理论燃烧温度（）燃烧计算的目的是为加热炉设计提供必要的参数。计算空气需要量的目的在于合理有效地控制燃烧过程，合理地选择燃烧设备及鼓风机和供风管道系统、设计燃烧装置提供必要的依据。燃烧产物生成量及其密度的计算是设计烟道、烟囱系统，选用引风机等必不可少的依据。由燃烧产物成分的计算可以进行炉气黑度的计算，进

2、而可做传热计算。理论燃烧温度是计算炉温的重要原始数据之一。在炉子的热量总消耗已知的情况下，根据燃料的发热量即可求出总的燃料消耗量。2.1.2燃烧计算的已知条件燃烧计算中必需的已知条件如下：1.燃料的种类及成分：燃料种类：高炉煤气和转炉煤气高炉煤气成分：（％）20201.60.4857.92转炉煤气成分：（％）5561.8037.22.燃烧方法及空气消耗系数n由于采用蓄热式烧嘴，空气消耗系数取n＝1.053.空气、燃料的预热温度。采用双预热空气煤气都预热到1000℃。2.1.3燃料燃烧计算步骤1.换算

3、燃料成分对于固体、液体燃料，应先将已知的燃料成分（干燥成分、可燃成分等）换算成应用成分，才能继续进行以后的一系列计算、应用成分（％）＝干成分（％）×应用成分（％）＝可燃成分（％）×式中：为应用基水分的重量百分数；为应用基灰分的重量百分数。当气体以干成分给出时，也应将其换算成湿成分。将气体燃料的干成分换算为湿成分的换算系数k为：k＝而——100m3湿煤气中水蒸气的体积；m3——相应温度下1m3干气体中所包含的水蒸气的重量，，具体数值可由附表查的。由此可得高炉煤气的湿成分：………………………………………

4、…————————————————总计＝100由手册可查的20℃时每立方米煤气所包含的水蒸气量：＝18.98则＝＝2.30k＝＝＝0.977高炉煤气的湿成分为：＝0.977×20＝19.54＝0.977×20＝19.54＝0.977×1.6＝1.56＝0.977×0.48＝0.47＝0.977×57.92＝56.592.30————————————————总计＝100转炉煤气的湿成分为：＝0.977×6＝5.86＝0.977×55＝53.74＝0.977×1.8＝1.76＝0.977×37.2＝36

5、.342.30————————————————总计＝1002.燃料低发热值的计算。高炉煤气的低发热值可根据其化学成分计算：＝127.7＋107.6＋358.8＝127.7×19.54＋107.6×1.56＋358.8×0.47＝2831.75转炉煤气的低发热值根据其化学成分计算：＝127.7＋107.6＝127.7×53.74＋107.6×1.76＝7051.23空气消耗系数的确定。燃烧计算中应合理地选取空气过剩系数n。空气消耗系数的选取与燃料的种类、燃烧方法以及燃烧装置的形式有关，参考如下：固体燃

6、料：n＝1.20～1.50气体燃料：无焰烧嘴n＝1.02～1.05；有焰烧嘴n＝1.10～1.20液体燃料：低压烧嘴n＝1.10～1.15；高压烧嘴n＝1.20～1.25蓄热式烧嘴属有焰烧嘴，取n＝1.114单位燃料完全燃烧时空气需要量与燃烧产物量。高炉煤气的空气需要量及燃烧产物量理论空气需要量():＝0.0476×(0.5＋0.5＋2-)＝0.0476×(0.5×1.6＋0.5×20＋2×0.48-0)＝0.560＝×(1＋0.00124)＝0.56×(1＋0.00124×18.98)＝0.573

7、实际空气需要量()＝＝1.11×0.560＝0.622＝＝1.11×0.573＝0.636实际燃烧产物量()＝＋＋＋式中：＝＝＝＝所以得：＝(19.54＋0.47＋19.54)×0.01＝0.396＝＝(1.56＋2×0.47＋2.30)×0.01＋0.00124×0.636×18.98＝0.063＝＝0.21×(1.11-1)×0.560＝0.013＝＝(56.59＋79×0.636)×0.01＝1.068--------------------------------------＝0.396＋0

8、.063＋0.013＋1.068＝1.545燃烧产物的成分与密度ρ。燃烧产物的成分：＝＝0.396/1.54×100＝25.72＝＝0.063/1.54×100＝4.09＝＝0.013/1.54×100＝0.84＝＝1.068/1.54×100＝69.35————————————————总计＝100燃烧产物的密度(ρ)：ρ＝＝＝1.4196理论燃烧温度实际燃烧温度1000℃时空气的平均定压比热＝1.439120℃时空气的平均定压比热＝1.3256预热空气带入的物理热＝