热平衡计算 热平衡计算 1．热平衡原理 要使通风房间温度保持不变，必须使室内的总得热量等于总失热量，即。 在通风过程中，室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换，为了使房间内的空气温度保持不变，必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等，也就是要保持房间内的热平衡。即热平衡：∑Qd=∑Qs。 通风房间内的得热与热量如图3-2-7所示。随工业厂房的设备、产品及通风方式的不同，车间得热量、失热量差别较大。一般通过高于室温的生产设备、产品、采暖设备及送风系统等取得热量；通过围护结构、低于室温的生产材料及排风系统等损失热量。 图3-2-7 通风房间内的得热与热量模型 在使用机械通风，又使用再循环空气补偿部分车间热损失的车间中，热平衡的等量关系如图3-2-8所示。
图3-2-8 热平衡的等量关系 由图3-2-8的热平衡等量关系，即的通风房间热平衡方程式为： （3-2-16） 式中——围护结构、材料吸热的总失热量，kW； ——生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，kW； Lp——局部和全面排风风量，m3/s； Ljj——机械进风量，m3/s； Lzj——自然进风量，m3/s； Lhx——再循环空气量，m3/s； pu ——室内空气密度，kg/ m3； Pw——室外空气密度，kg/ m3； tu——室内排出空气湿度，℃； tjj——机械进风湿度，℃； to——再循环送风温度，℃； c——空气的质量比热，其值为1.01kj/kg·℃； tw——室外空气计算湿度，℃， tw的确定：在冬季，对于局部排风及稀释有害气体的全面通风，采用冬季采暖室外计算湿度。对于消除余热、余湿及稀释低毒性有害物质的全面通风，采用冬季通风室外计算温度是指历年最冷月平均温度的平均值。 通风房间的风量平衡、热平衡是风流运动与热交换的客观规律要求，设计时应根据通风要求保证满足设计要求的风量平衡与热平衡。如果实际运行时所达到的新平衡状态与设计要求的平
干燥过程的物料与热平衡计算 1、湿物料的含水率 湿物料的含水率通常用两种方法表示。 (1)湿基含水率:水分质量占湿物料质量的百分数,用ω表示。 100%?= 湿物料的总质量 水分质量 ω (2)干基含水率:由于干燥过程中,绝干物料的质量不变,故常取绝干物料为基准定义水分含量。把水分质量与绝干物料的质量之比定义为干基含水率,用χ表示。 100%?= 量 湿物料中绝干物料的质水分质量 χ (3)两种含水率的换算关系: χ χ ω+= 1 ω ω χ-= 1 2、湿物料的比热与焓 (1)湿物料的比热m C 湿物料的比热可用加与法写成如下形式: w s m C C C χ+= 式中:m C —湿物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; s C —绝干物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; w C —物料中所含水分的比热,取值4、186()C kg J ?水/k (2)湿物料的焓I ' 湿物料的焓I '包括单位质量绝干物料的焓与物料中所含水分的焓。(都就是以0C 为基准)。 ()θθχθχθm s w s C C C C I =+=+='186.4 式中:θ为湿物料的温度,C 。
3、空气的焓I 空气中的焓值就是指空气中含有的总热量。通常以干空气中的单位质量为基准称作比焓,工程中简称为焓。它就是指1kg 干空气的焓与它相对应的水蒸汽的焓的总与。 空气的焓值计算公式为: ()χ1.88t 24901.01t I ++= 或()χχ2490t 1.881.01I ++= 式中;I —空气(含湿)的焓,绝干空气kg/kg ; χ—空气的干基含湿量,绝干空气kg/kg ; 1、01—干空气的平均定压比热,K ?kJ/kg ; 1、88—水蒸汽的定压比热,K ?kJ/kg ; 2490—0C 水的汽化潜热,kJ/kg 。 由上式可以瞧出,()t 1.881.01χ+就是随温度变化的热量即显热。而χ2490则就是0C 时kg χ水的汽化潜热。它就是随含湿量而变化的,与温度无关,即“潜热”。 4、干燥系统的物料衡算 干燥系统的示意图如下: (1)水分蒸汽量W 按上述示意图作干燥过程中的0水量与物料平衡,假设干燥系统中无物料损失,则: 2211χχG LH G LH +=+ 水量平衡 G 1
回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg 熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图 图2 热量平衡图
2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='
热平衡计算 2007-08-21 14:25:57| 分类：暖通空调| 标签：|字号大中小订阅热平衡计算 1．热平衡原理 要使通风房间温度保持不变，必须使室内的总得热量等于总失热量，即。 在通风过程中，室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换，为了使房间内的空气温度保持不变，必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等，也就是要保持房间内的热平衡。即热平衡：∑Qd=∑Qs。 通风房间内的得热与热量如图3-2-7所示。随工业厂房的设备、产品及通风方式的不同，车间得热量、失热量差别较大。一般通过高于室温的生产设备、产品、采暖设备及送风系统等取得热量；通过围护结构、低于室温的生产材料及排风系统等损失热量。 图3-2-7 通风房间内的得热与热量模型 在使用机械通风，又使用再循环空气补偿部分车间热损失的车间中，热平衡的等量关系如图3-2-8所示。
图3-2-8 热平衡的等量关系 由图3-2-8的热平衡等量关系，即的通风房间热平衡方程式为： （3-2-16） 式中——围护结构、材料吸热的总失热量，kW； ——生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量，kW； Lp——局部和全面排风风量，m3/s； Ljj——机械进风量，m3/s； Lzj——自然进风量，m3/s； Lhx——再循环空气量，m3/s； pu ——室内空气密度，kg/ m3； Pw——室外空气密度，kg/ m3； tu——室内排出空气湿度，℃； tjj——机械进风湿度，℃； to——再循环送风温度，℃； c——空气的质量比热，其值为1.01kj/kg·℃； tw——室外空气计算湿度，℃， tw的确定：在冬季，对于局部排风及稀释有害气体的全面通风，采用冬季采暖室外计算湿度。对于消除余热、余湿及稀释低毒性有害物质的全面通风，采用冬季通风室外计算温度是指历年最冷月平均温度的平均值。 通风房间的风量平衡、热平衡是风流运动与热交换的客观规律要求，设计时应根据通风要求保证满足设计要求的风量平衡与热平衡。如果实际运行时所达到的新平衡状态与设计要求的平
水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料 1.收入部分 （1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量
+= yr Fr r sh M M m M …………………………（4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ= ?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ； ρr ——气体燃料的标况密度，单位为kg/Nm 3。 ρρρρρρρρ?+?+?+?+?+?+?= 2 2 2 2 2 22O 222O C 100 m m CO CO m m C H H N H O r CO CO H H N H O ………………………………………………………………………………………………… (4-3) 式中： CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）； ρ2 CO 、ρCO 、ρ2 O 、ρm m C H 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2 H O ——各成分的标况密度，单位为 kg/m 3N,参见附录C 。
2.热平衡计算 单位时间内熔体固化放出的热量等于冷却水所带走的热量 ⑴ 进入模腔的总热量 G i n Q in ???= （公式11-1） 式中： Q in ——进入模腔的总热量（/KJ h ） n ——每小时注射次数 i ?——塑料熔体进入模腔时（1max t ）及冷却结束时（1min t ）塑料热含之差（/KJ kg ）查图4-2-13 公式计算 1max 1min ()p E i C t t L ?=-+。（公式11-2） P C ——平均比热，查表4-2-4； E L ——潜热，查表4-2-4 （/kJ kg ）。 G ——每次注射量（kg ） ⑵模具散热量L R c out Q Q Q Q ++= （公式11-3） 1)对流散发走的热量 ()021t t F Q m c -??=α （公式11-4） 式中： C Q ——对流散发走的热量（/KJ h ） 1α——传热系数0211t t A m -=α （公式11-5） F ——模具表面积（2m ） 2m t —模具平均温度（℃）查表4-2-6 0t —室温（℃） '''F F F τ=+ （公式11-6） 'F 为模具四侧面积，''F 为模具对合面积； τ 为开模率() ' '' ''θθθθτ+-= （公式11-7） θ注射时间，'θ制件冷却时间，''θ注射周期 1360 4.1868(0.25) 300 A t =?++
当0<2m t <300℃时,由实验得: 2)制品所需冷却时间计算 冷却时间定义：从熔体充满型腔起，到可以开模取出制件止的这段时间。常以制件巳充分凝固，具 有一定强度和刚性为准，具体的标准为： (a)制件最厚部断面中心层温度冷却到该种塑料的热变温度以下所需的时间。 （b ）制件断面的平均温度，冷却到所要求的某一温度以下所要的时间： （c ）某些较厚的制品，断面中心部分尚未凝固，但有一定的壳层已经凝固，此时取出制品，可不产 生让大的变形，这段时间也可定为制件的冷却时间。 (d)结晶性塑料制件最厚部位断面的中心层温度，冷却到其熔点以下所需的时间。 2)制品所需冷却时间计算 ①可查表4-2-5确定 ②可理论计算 制件最厚部断面中心层温度冷却到热变温度以下所需的时间。 ?? ???????? ???='W w 22 --4ln k t T T T T S m ππθ （公式11-8） t--制品的壁厚，㎜ w T --模具温度，℃ 表4-2-6 m T --塑料熔体温度，℃ 表4-2-6 s T --塑件的热变形温度，℃ κ --塑料热扩散系数，㎜2 /s 表4-2-4 3)由辐射散发的热量 （公式11-9） 式中：R Q ——由辐射散发的热量（/KJ h ） 'F ——为模具四侧面积（2m ） ?? ????? ???? ??+-??? ??+?=4 42'R 100273100273Q t t F m ε
二、高温区域热平衡计算 高温区热平衡与全炉热平衡计算的原则是相同的，而不同点是进入1000℃以上区域的物料要按l00℃左右温度差区别考虑，即煤气温度按1000℃、而物料按900℃计算。【7】 1 热量收入 高温区热量收入主要是风口前焦炭、煤粉、重油的燃烧及热风带入的热量，与全炉热平衡计算方法相同。 (1) 风口前碳的燃烧放热(QC) 首先计算总碳量： 1)焦炭带入的碳量＝455.6×0.8567＝390.31kg 2)煤粉带入的碳量＝120×0.778＝93.36 kg 其次计算风口前燃烧碳量： 1)每1kg燃烧时需氧 根据 2C+O2=2CO m3/kg C 2）已知风量为1262m3； 3）风口前燃烧的总碳量(C风口总)：
4）风口前燃烧的焦炭中的碳量（ C风口，焦炭) 所以它们的发热量为： QC＝ｑ焦炭＋ｑ煤 =2173640 ＋ 975985.44 ＝3149625.44 kJ （2）热风带入的热量 式中，V风、C风、t风分别为风量、风的比热容与风温，查热力学数据表，1000℃时的比热容1.185kJ／(kg·℃)【15】 2 热量支出计算 铁等元素的还原、脱硫、石灰石分解、水分分解等均与全炉热平衡相同，
（1）还原耗热(Q还原) 【8】 1) Fe的直接还原耗热：(2890 kJ／kgFe) 2) Si的还原耗热： 3) Mn的还原耗热 qMn＝1.64×4877＝7998.28 kJ 4) P的还原耗热 qP＝2.65×26520=70278 kJ Q还原＝qFe＋qSi＋qMn＋qP＝1701633.775kJ (2) 脱硫耗热(QS) 取qS 4600 kJ/kg 【8】 QS＝渣量×（S）× qS ＝439.69 ×0.0078× 4600 ＝ 15776kJ (3 )石灰石分解与反应热(Q石灰石)
. 设计题目：烧结热平衡计算 设计原理：烧结是粉料造块最重要的工艺法。烧结是粉末或粉末压坯加热到低于其中基本成分的熔点的温 度，然后以一定的法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，把粉 末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得所需的物理、机械性能的制品或材料。烧结过程的热量收入有煤 气的化学热及物理热，点火助燃风的物理热，固体燃料燃烧的化学热，返回料的化学热，混合料、铺底料及烧结 空气的物理热和烧结过程的化学反应热。烧结过程的热支出包括混合料物理水蒸发耗热，化合水、灰及矿分解耗 热，烧结矿物理热及其它热损失。为了评价烧结机的热利用水平，确定烧结机热效率等技术经济指标，明确节能 向，必须进行烧结过程的热平衡计算。 设计过程:烧结热平衡计算主要以下几个步骤组成：热量收入项的计算，热量支出项预算，热量收入和热量支出平衡。 1.热量收入项的计算 烧结过程的热量收入有煤气的化学热及物理热，点火助燃风的物理热，固体燃料燃烧的化学热， 返回料的化学热，混合料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学反应热。各项的计算法如 下： (1)煤气点火化学热q1 q1=V d Q s DW 千焦/吨 式中V d———煤气消耗量，米3/吨烧结矿； Q3DW———湿煤气低发热值，千焦/米3； Q s DW=4.2×(30.3CO3+25.8H s2+85.7CH s4+152C2H s6+56H2S s+143C2H s4+……) 式中CO s、H s2———煤气中各湿成分体积含量%。可按下式计算 Z s Z g gm
式中Z s,Z g———煤气中任意湿成分及对应的干成分的体积含量,%; gm———干煤气中水分的含量，克/米3。 (2)煤气点火物理热q2. q2=BC r t r千焦/吨 B=V d,c r=0.0l(C co?CO s+C H2?H s2+……) 千焦/米3?℃式中C co,C H2———湿煤气中CO,H2……等成分的平均比热容。 （3）点火助燃及保温带入热量q3. q3=L s n?c k?t dk千焦/吨 式中c k———助燃空气0—t k℃间的平均比热容，千焦/米3℃ t dk———助燃空气温度, ℃. (4)固体燃料的化学热q4. q4=G s?Q y DW千焦/吨 式中Q y DW———固体燃料低发热值，千焦/千克。 (5)高炉灰或高炉返矿残碳化学热q5. q5 =4.2×79.8G5C g千焦/吨 式中C g———残留固定碳,% (6)混合料的物理热q6. q6=G h?c h?t h+G w?c w?t h千焦/吨
二、 高温区域热平衡计算 高温区热平衡与全炉热平衡计算的原则是相同的，而不同点是进入1000℃以上区域的物料要按l00℃左右温度差区别考虑，即煤气温度按1000℃、而物料按900℃计算。【7】 1 热量收入 高温区热量收入主要是风口前焦炭、煤粉、重油的燃烧及热风带入的热量，与全炉热平衡计算方法相同。 (1) 风口前碳的燃烧放热(Q C) 首先计算总碳量： 1)焦炭带入的碳量＝455.6×0.8567＝390.31kg 2)煤粉带入的碳量＝120×0.778＝93.36 kg 其次计算风口前燃烧碳量： 1)每1kg 燃烧时需氧 根据 2C+O2=2CO 933.02 124.22=?m3/kg C 2）已知风量为1262m3； 3）风口前燃烧的总碳量(C 风口总)： kg C 05.284933 .0121.01262933 .01=? ?=??=风中氧量风量风口总 4）风口前燃烧的焦炭中的碳量（ C 风口，焦炭) kg C 81.22124.6205.284,=-=焦炭风口 所以它们的发热量为： Q C ＝ｑ焦炭＋ｑ煤 =2173640 ＋ 975985.44 ＝3149625.44 kJ （2） 热风带入的热量 风风风风t C V Q = 式中，V 风、C 风、t 风分别为风量、风的比热容与风温，查热力学数据表，1000℃时的比热容1.185kJ ／(kg·℃)【15】 KJ t C V Q 625.19254171000185.1825.1624=??==风风风风 kJ q 217364098008.221=?=焦炭 KJ q 44.9759851045436.93=?=煤
燃料燃烧及热平衡计算参考 3.1 城市煤气的燃料计算 3.1.1 燃料成分 表2.2 城市煤气成分（%）[2] 成分 CO 2 CO CH 4 C 2H 6 H 2 O 2 N 2 合计 含量 10 5 22 5 46 2 10 100 3.1.2 城市煤气燃烧的计算 1、助燃空气消耗量[2] （1）理论空气需要量 Lo=21O O 0.5H H 3.5C CH 20.5CO 2 2624-++?+ Nm 3/Nm 3 (3.1) (3.1)式中：CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 、 O 2——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量（Nm 3）。则 Lo= 21 2 465.055.322255.0-?+?+?+? = 4.143 Nm 3/Nm 3 （2）实际空气需要量 L n =nL 0, Nm 3/Nm 3 (3.2) (1.2)式中：n ——空气消耗系数，气体燃料通常n=1.05 1.1 现在n 取1.05，则 L n =1.05×4.143=4.35 Nm 3/Nm 3 （3）实际湿空气需要量 L n 湿 =（1+0.00124 2H O g 干） L n ， Nm 3/Nm 3 （3.3） 则 L n 湿=（1+0.00124×18.9）×4.35=4.452 Nm 3/Nm 3 2、天然气燃烧产物生成量 （1）燃烧产物中单一成分生成量 CO) H 2C CH (CO 0.01V 6242CO 2+++?=’
(3.4) 2 O V 0.21(=?′0n-1)L (3.5) 2 2n N V (N 79L )0.01=+?′ (3.6) )L 0.124g H H 3C (2CH 0.01V n 干O H 2624O H 22+++?= (3.7) 式中CO 、CH 4 、 C 2H 6 、 H 2 ——每100Nm 3湿气体燃料中各成分的体积含量。 则 0.475)5222(100.01V 2CO =+?++?= Nm 3/Nm 3 4.4131)(1.050.21V 2O ?-?==0.046 Nm 3/Nm 3 01.0)35.47910(V 2N ??+==3.54 Nm 3/Nm 3 4.35)18.90.124465322(20.01V O H 2??++?+??==1.152 Nm 3/Nm 3 （2）燃烧产物总生成量 实际燃烧产物量 V n = V CO2+V O2+V N2+V H2O Nm 3/Nm 3 (3.8) 则 V n =0.47+0.046+3.54+1.152=5.208 Nm 3/Nm 3 理论燃烧产物量 V 0=V n -（n -1）L O (3.9) V 0=5.208-（1.05-1）×4.143=5.0 Nm 3/Nm 3 (3) 燃料燃烧产物成分[2] %100V V CO n CO 22?= (3.10) %100V V O n O 22?= (3.11) %100V V N n N 22?= (3.12) 100%V V O H n O H 22?= (3.13)
污泥烘干机热平衡计算 污泥烘干机工艺热平衡计算 发布时间:2012-10-20 15:50:57 设定条件:设定烘干原材料时，进入污泥烘干机的温度(t1)在750?，蒸发每千 克水分需烟气量为 nkg，热平衡计算以蒸发量1kg水为单位。 (一)收入热 1、热气体带入热量 热气体在750?时，平均比热C1=1.4KJ/kg.? Q1=n*C1*t1=n*1.4*750=1050n(KJ/kgH2O) 2、湿物料中被蒸发水量带入热(1kg) 水的比热C2=4.19KJ/kg.? Q2=C2*t2=4.19*20=83.8(KJ/kgH2O) (二)热支出 蒸发水分消耗的热量 3、Qw=2490+1.8922*t3-4.19*t2=2490+1.8922*120-4.19*2=2633(KJ/kgH2O) 4、出污泥烘干机气体带走的热量 废气平均温度按照120?时，平均比热C3=1.3KJ/kg.? Q3=n*C3*t3=n*1.3*120=156n(KJ/kgH2O) 5、加热物料消耗的热量 原材料的比热C’=0.84KJ/kg.? Q4=(100-W1)/(W-W2)*[C’*(100-W2)/100+C2*W2/100]*(t4-t2) =(100- 25)/(25-2)*[0.84*(100-2)/100+4.19*2/100]*(110-20) =266.18(KJ/kgH2O) 、污泥烘干机表面散热(Q5) 6 Q5=1.15*π*D*L*K*Δt/W=1.15*π*3.0*25*58*50/15333
=51.22(KJ/kgH2O) 按照平衡原理:收入热量=支出热量 Q1+Q2=Qw+Q3+Q4+Q5 n=(Qw+Q4+Q5-Q2)/(C1*t1-C3*t3) =(2633+266.18+51.22-83.8)/(1050-156) =3.20(KJ/kgH2O) 单位风量及单位热耗(热风温度750) 单位烘干料热风 1.1399Nm3/kgR 单位水分热风 3.7171Nm3/kgH2O 单位烘干料热耗 1030.4KJ/kgR 单位水分热耗 3360KJ/kgH2O
设计题目：烧结热平衡计算 设计原理：烧结是粉料造块最重要的工艺方法。烧结是粉末或粉末压坯加热到低 于其中基本成分的熔点的温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结 果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚 结体，从而获得所需的物理、机械性能的制品或材料。烧结过程的热量收入有煤气的化 学热及物理热，点火助燃风的物理热，固体燃料燃烧的化学热，返回料的化学热，混合 料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学反应热。烧结过程的热支出包括混合 料物理水蒸发耗热，化合水、石灰石及矿石分解耗热，烧结矿物理热及其它热损失。为 了评价烧结机的热利用水平，确定烧结机热效率等技术经济指标，明确节能方向，必须 进行烧结过程的热平衡计算。 设计过程:烧结热平衡计算主要以下几个步骤组成：热量收入项的计算，热量支出项预算量收入和热量支出平衡。 1.热量收入项的计算 烧结过程的热量收入有煤气的化学热及物理热，点火助燃风的物理热，固体燃料燃 烧的化学热，返回料的化学热，混合料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学 反应热。各项的计算方法如下： (1)煤气点火化学热q1 q1=V d Q s DW 千焦/吨
式中V d———煤气消耗量，米3/吨烧结矿； Q3DW———湿煤气低发热值，千焦/米3； Q s DW=4.2×(30.3CO3+25.8H s2+85.7CH s4+152C2H s6+56H2S s+143C2H s4+……) 式中CO s、H s2———煤气中各湿成分体积含量%。可按下式计算 Z s Z g gm 式中Z s,Z g———煤气中任意湿成分及对应的干成分的体积含量,%; gm———干煤气中水分的含量，克/米3。 (2)煤气点火物理热q2. q2=BC r t r千焦/吨 B=V d,c r=0.0l(C co?CO s+C H2?H s2+……) 千焦/米3?℃式中C co,C H2———湿煤气中CO,H2……等成分的平均比热容。 （3）点火助燃及保温带入热量q3. q3=L s n?c k?t dk千焦/吨 式中c k———助燃空气0—t k℃间的平均比热容，千焦/米3℃
以100kg铁水为基础： 铁水（kg）废钢（kg）渣铁（kg）生铁块（kg）100kg 10.87 4.35 10.87 1.计算热收入： 热收入项包括：铁水物理热Qt；元素氧化热及成渣热；烟尘氧化热；炉衬中碳的氧化热。
先根据纯铁熔点(1536℃)、铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值计算铁水熔点Tt ，然后由铁水温度(1300℃)和生铁热容确铁水物理热 铁水熔点Tt=1536-（4.2*100+0.60*8+0.30*5+0.120*30+0.030*25）-6 =1536-(420+4.8+1.5+3.6+0.75)-6 =1536-430.65-6 =1099℃ Qt= =100*[0.745*(1099-25)+218+0.837*(1300-1099)] =100*（800.13+218+168.237） =100*1186.367 =118636.7KJ Qt=10.867*1186.367=12892.25kj Qt 总=118636.367-12892.25=105744.117kj 2.元素氧化热及成渣热 元素 反应产物 元素氧化量 耗氧量 氧化产物量 备注 C 110.87*4.16%*0.9= 4.15 110.87*4.16%*0.1= 0.46 Si 110.87*0.6%=0.67 Mn 110.87*0.2%=0.22 P 110.87*0.105%= 0.116 S 110.87*0.010%*1/3 =0.0037 110.87*0.010%*2/3 =0.0063 Fe CO ： 4.15*11639=
附表： 热平衡计算（1#窑） 计算基准：基准温度 0℃ 基准质量 1小时进入系统的物料 进窑到出窑时间为18h 热平衡示意图如下： 热平衡框图 热收入： 热支出： 制品带入显热：Q 1 产品带出显热：Q 3 棚板、立柱带入显热：Q 2 棚板、立柱带出显热：Q 4 燃料带入的化学显热：Q f 窑顶、窑墙散热：Q 5 助燃空气带入显热：Q a 窑车积蓄和散失之热：Q 6 从预热带不严密处漏入空气带入显热：Q b 物化反应耗热：Q 7 气幕带入显热：Q o / 其他热损失：Q 8 Q a +Q b =Qo 1. 热收入项目 1.1 制品带入显热Q 1 每小时入窑湿制品质量G 0=28.3 Kg/件×12.77件/车×4.2车/时 8 .4100100 /(1-0.01) =1611㎏/h （1%体进窑水分）
入窑制品温度t1=40℃，此时制品的比热C1=0.92 kJ/（㎏?℃） 则：Q1= G0×C1×t1=1611㎏/h×0.92 kJ/（㎏?℃）×40℃=59284.8 （kJ/h）1.2 棚板、立柱带入显热Q2 每小时入窑棚板、立柱质量G b=300×4.2=1260 kg/h （每辆窑车的火道支柱，横梁，支柱，硅板以及棚板共重约300 kg） 入窑棚板、立柱温度t1=40℃， 则此时棚板、立柱的比热C1=0.851 kJ/（kg?℃） 则： Q2=G b×C2×t2=1260 kg/h×0.851 kJ/（kg?℃）×40℃=42890.4（kJ/h） 1.3 燃料带入的化学显热Q f Q d=36000 kJ/ Nm3（天然气热值） 入窑天然气温度：t f=20℃,此时天然气平均比热c f=1.56 kJ/(Nm3·℃) 设每小时消耗的燃料量为Xm3/h 则：Q f=x(Q d+c f×t f)=x(36000+1.56×20)=36031.2 x （kJ/h） 1.4 助燃空气带入显热Q a 全部助燃空气作为一次空气与燃气配比，燃料燃烧所需实际空气量求得：V a=8.568x Nm3/ Nm3 助燃空气温度t a=20℃,此时空气平均比热c a=1.30 kJ/(Nm3·℃) 则： Q a= V a×c a×t a =8.568x×1.30×20=222.768x （kJ/h） 1.5 从预热带不严密处漏入空气带入显热Q b 取预热带烟气中的空气过剩系数a g=2.5，已求单位体积理论空气量V a0=8.16 Nm3/ Nm3 烧成带燃料燃烧时空气过剩系数a f=1.05。 V a/=x×（a g-a f）×V a0=x(2.5-1.05)×8.16=11.832x （Nm3/h） 漏入空气温度为t a/=20℃ 此时C a/=1.30 kJ/(Nm3·℃) 则：Q a/= V a/× C a/× t a/=11.823 x×1.30×20=307.632x （kJ/h） 1.6 气幕与搅拌风带入显热Q m