环形加热炉尺寸、燃料部分设计计算

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1、设计计算部分第七章环形加热炉尺寸、燃料部分设计计算7.1燃料燃烧计算7.1.1燃料成分已知的天然气成分见表7.1表7.1天然气成分天然气种类CH4CO2COH2N2CmHnO2H2O体积分数（%）7.09.22117.142.60.60.22.37.1.2空气需要量和燃烧产物量及其成分的计算理论空气需要量（7-1）式中，，，，，，为燃料中各成分的体积分数。空气过剩系数取n=1.05实际空气需要量（7-2）燃烧产物量（7-3）25（7-4）式中，，，，为燃料中各成分的体积分数。（7-5）式中，，，，，为

2、燃料中各成分的体积分数；为实际空气需要量，m3/m3；为1m3干气体所吸收的水蒸气的重量，g/m3。（7-6）式中——燃料中氮气的体积分数；——实际空气需要量，m3/m3。（7-7）式中——空气过剩系数，取n=1.1；——理论空气需要量，m3/m3。所以燃烧产物成分（7-8）（7-9）（7-10）25（7-11）7.1.3燃烧产物密度计算（7-12）式中，，，，为燃烧产物中各成分的体积分数，%。7.1.4理论燃烧温度的计算空气预热温度t1=400℃时（7-13）式中——燃料低位发热量，kj/m3，=1

3、800×4.18kj/m3；——空气的物理热量，kj/m3；——燃烧产物量，m3/m3。燃烧产物中的空气含量（7-14）式中——过剩空气系数，n=1.1；——理论空气需要量，m3/m3；——燃烧产物量，m3/m3。查《冶金加热炉设计与实例》图2-3，得到理论燃烧温度=2260℃257.2钢坯加热时间的计算将环形加热炉按炉长方向分为三个计算段，每段炉气温度取平均值并视作不变，进行分段计算加热时间和炉长7.2.1预热段计算炉膛的内表面积：（7-15）式中——炉膛高度，m，设预热段高度H=1.4m；——炉膛

4、宽度，m，设炉膛宽度B=6.5m；——炉膛长度，m；——预热段长度，m。气层有效厚度：（7-16）式中——气体的辐射有效系数，取=0.9；——充满气体的容器体积，m3；——容器的内壁面积，m2；——预热段长度，m。（7-17）式中——炉气中CO2的分压，Pa；——气层有效厚度，m。（7-18）式中——炉气中H2O的分压，Pa；——气层有效厚度，m。当时（7-19）25所以该温度时的炉气黑度为（7-20）当时（7-21）所以该温度时的炉气黑度为（7-22）式中——炉气中CO2的黑度；——炉气中H2O的黑

5、度；——和水蒸气分压有关的校正系数，=1.06。砌体对钢坯的角度系数（7-23）式中——钢坯的受热表面积，m2；——炉壁的内表面积，m2。综合辐射系数预热段温度800（7-24）预热段温度1280（7-25）式中——炉气黑度；——钢坯黑度；——砌体对钢坯的角度系数。257.2.2加热段计算炉膛的内表面积：（7-26）式中——炉膛高度，m，设预热段高度H=1.7m；——炉膛宽度，m，设炉膛宽度B=6.5m；——炉膛长度，m；——加热段长度，m。气层有效厚度：（7-27）式中——气体的辐射有效系数，取=0

6、.9；——充满气体的容器体积，m3；——容器的内壁面积，m2；——加热段长度，m。（7-28）式中——炉气中CO2的分压，Pa；——气层有效厚度，m。（7-29）式中——炉气中H2O的分压，Pa；——气层有效厚度，m。当时（7-30）所以该温度时的炉气黑度为（7-31）当时（7-32）所以该温度时的炉气黑度为（7-33）25式中——炉气中CO2的黑度；——炉气中H2O的黑度；——和水蒸气分压有关的校正系数，=1.06。砌体对钢坯的角度系数（7-34）式中——钢坯的受热表面积，m2；——炉壁的内表面积，

7、m2。综合辐射系数预热段温度1280（7-35）预热段温度1350式中——炉气黑度；——钢坯黑度；——砌体对钢坯的角度系数。7.2.3均热段计算炉膛的内表面积：（7-36）式中——炉膛高度，m，设预热段高度H=1.1m；25——炉膛宽度，m，设炉膛宽度B=6.5m；——炉膛长度，m；——均热段长度，m。气层有效厚度：（7-37）式中——气体的辐射有效系数，取=0.9；——充满气体的容器体积，m3；——容器的内壁面积，m2；——均热段长度，m。（7-38）式中——炉气中CO2的分压，Pa；——气层有效厚

8、度，m。（7-39）式中——炉气中H2O的分压，Pa；——气层有效厚度，m。当时所以该温度时的炉气黑度为（7-40）当时（7-41）所以该温度时的炉气黑度为（7-42）式中——炉气中CO2的黑度；——炉气中H2O的黑度；——和水蒸气分压有关的校正系数，=1.06。砌体对钢坯的角度系数25（7-43）式中——钢坯的受热表面积，m2；——炉壁的内表面积，m2。综合辐射系数均热段温度1350（7-44）均热段温度1280（7-45）式中——炉气黑度；——钢坯黑