焦炉工艺设计计算(下).doc

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1、.5.2.3焦炉蓄热室计算蓄热室计算的目的是求出格子砖的高度，从而进一步确定蓄热室的高度。应该按热交换量最大的蓄热室进行计算，所以一般选焦侧煤气蓄热室来计算格子砖高度。运算时先列出有关的原始数据，然后通过蓄热室热平衡计算，确定预热空气或高炉煤气的温度，以及蓄热室的热交换量，再按下列方法算出热交换系数。(1)对传热系数的计算=T0.25（0.9617+）（5.26）式中：——对流传热系数，kcal/m2·h·℃；V0——换算成标准状态下湿气体的流速，m/s；d——格子砖的水力直径，m(2)辐射给热系数的计算先求出辐射层厚度CC=P

2、d（5.27）式中：P——三原子气体CO2或H2O的体积百分数；d——格子砖水力直径，m。按求得的和值，查《焦化设计参考资料》附录十六，分别查表得辐射给热系数和，kcal/m2·h·℃。再将此两项相加，得。将与之和乘以气流通过蓄热室的不均匀系数（一般为0.7～0.8）即得总传热系数，再根据加热期和冷却期的总传热系数（查《焦化设计参考资料》附录十七），确定总热交换系数。然后算出格子砖上、下部气体温差的对数平均温度，最后按下式求出换热面积F：F=（5.28）式中：..F——换热面积，m2；Q——预热高炉煤气或空气净得的热量，kcal

3、/min；——格子砖的平均总热交换系数，kcal/m2·周期·℃；T——一个换向周期的持续时间，一般为20min；∆t—格子砖顶部与底部的气体对数平均温度，℃根据一层格子砖的蓄热面积，可以确定格子砖的高度。(3)原始数据表5.12原始数据名称单位数量备注炭化室有效容积m342.3炭化室一次装入干煤量：38.5×0.8t40.19干煤堆积重度：0.95t/m31Kg干煤相当耗热量Kcal/Kg728干高炉煤气的发热量Kcal/m3938查《焦化设计参考资料》附录十二湿高炉煤气组成，%：CO2O2COH2CH4N2H2O10.520

4、.2926.782.580.1955.2 4.36每一煤气燃烧室所需的干高炉煤气量：m3/h1300通过一个煤气蓄热室的高炉煤气量：m3/h高炉煤气30℃时含饱和水汽量4.36%干煤气1300×22600湿煤气1300×2÷0.95642719通过一个焦侧煤气蓄热室的高炉煤气量：m3/min焦、机侧煤气分配比为：1.09干煤气22.60湿煤气22.60÷0.956422.63当α=1.25时，1m3干高炉煤气所产生的湿废气量m31.824查《焦化设计参考资料》附录十二当α=1.25时，1m3干高炉煤气燃烧所需的湿空气量m30.9

5、33查《焦化设计参考资料》附录十二当α=1.25时，焦侧一对煤气、空气蓄热室通过的湿废气量22.60×1.824m3/min41.22废气通过煤气与空气蓄热室的分配比：1.19查《焦化设计参考资料》附录十四煤气1080℃热容量为0.362空气1080℃..热容量为0.341煤气90℃热容量为0.323空气90℃热容量为0.312当α=1.25时，通过焦侧一个煤气蓄热室的湿废气量41.22×1.19÷2.192m3/min21.96当α=1.25时，湿废气组成，%：CO2H2O2N221.494.82.1271.59360℃时，湿

6、废气热容量（α=1.25）Kcal/m3·℃0.349查《焦化设计参考资料》附录十四1300℃时，湿废气热容量（α=1.25）Kcal/m3·℃0.3915查《焦化设计参考资料》附录十四本设计采用12孔格子砖，其参数如下[17]：①一块格子砖的蓄热面积F=0.4930m2②焦侧一层格子砖的蓄热面积F=31.544m2（其中包括60块格子砖的蓄热面积及相应高度的蓄热室墙面积）③焦侧蓄热室一层格子砖的总空隙面积FK=1.614m2④焦侧蓄热室一层格子砖的总周边长度L=272.314m⑤格子砖的水力直径d=0.0237m(4)煤气蓄热

7、室的热平衡1）带入热量①废气带入的显热（Q1）Q1=1300×0.3915×21.96=11177kcal/min②高炉煤气带入的显热（Q2）Q2=90×0.323×22.63=658kcal/min③进入总热量（Qa）Qa=Q1+Q2=11177+658=11835kcal/min2）带出热量①废气带出热量（Q3）Q3=360×0.349×21.96=2760kcal/min②蓄热室墙面对周围环境的散热（Q4）取散热系数K=0.005..Q4=KQa=0.005×11835=60kcal/min③总带出热量（Qb）Qb=Q3+

8、Q4=2760+60=2820kcal/min3）煤气预热所得热量（Q5）Q5=Qa―Qb=11835―2820=9015kcal/min4）高炉煤气预热后温度t=≈1080℃(5)热交换系数KP的计算用下式计算对流传热系数αK=T0.25（0.9617+）（5