文件编号：TP-AR-L1902
There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party.
（示范文本）
编制：_______________
审核：_______________
单位：_______________
燃煤热风炉改为天然气热风炉需要注意的事项正
式样本
燃煤热风炉改为天然气热风炉需要注意的事项正式样本
使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
燃煤热风炉曾经是我国热风炉界的主流，但是随
着发展和环保事业的看重燃煤热风炉渐渐推出了。而
取代它的是使用天然气为燃料的天然气热风炉，应为
天然气燃烧后只会产生水和二氧化碳所以算是非常环
保的燃料。在推广天然气热风炉后就会有一些厂家把
之前燃煤的热风炉改为天然气的，但是在该的时候需
要非常注意，不然容易发生事故。下面华帅就来告诉
你们燃煤热风炉改为天然气热风炉需要注意的事项。
热风炉燃料的燃烧改造是有科学依据和专业要求
的，不能凭自己的想象或者不良商家为了自己的蝇头
小利，不考虑热风炉的独特结构和燃烧方式，盲目乱改，把原来的燃烧室加煤口封死，在一侧开一空直接将燃烧室喷火口插入燃烧室内，有的甚至于拆掉烟气引烟风机，靠烟气自然排放。
短时间内貌似可以燃烧时用的，但存在诸多的隐患，一个是升温时间长，浪费燃料；再就是烟气的走向极端的不合理，导致不长的时间内换热体的损坏。
燃煤的火焰是冲上所以热风炉是立式结构。而燃烧机喷射的火焰是水平走向，可想而知，火焰喷进燃烧室到对面的耐火材料后，顺墙壁自然上行到热风炉换热区，那么就产生了局部长期温度过高，受热压力过大，而另一端火焰够不到换热效果极差的恶性循环。换热效果差温度上不去就要加大燃料耗量，形成恶性循环直至炉体烧漏、报废。给企业造成不可估量的直接和间接损失。
不论改成燃气热风炉还是燃油热风炉，鉴于火焰是水平走向，那么热风炉必须遵照火焰的走向，也就是改成卧式结构。为了降低高温火焰对炉体内的吊胆等高温区域的冲刷，燃烧机配套的燃烧室必须是特殊结构，适合这种燃烧方式。按要求可以配套电控设计成全自动一键操作，自动点火、自动控温、自动调节运行工况，不仅仅是达到节能、降耗、操作便捷、省人工的优点，更主要的是大大缩短了升温时间，降低了能耗，延长了热风炉的使用寿命。
此处输入对应的公司或组织名字
Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here
热风炉的有关计算
5.1.1 计算的原始数据 高风量 1381686008.2302'=?=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座 热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间 9.1=r τ小时，换炉时间1.0=?τ小时，总的周期时间3=?++=ττττr f z 小时。 高炉煤气成分（干）%： C O 2 C O H 2 C H 4 N 2 共计 2 1.07 2 0.45 1 .29 0.63 5 6.57 10 0.00 5.1.2 燃烧计算 （1）煤气成分换算 净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。 换算水蒸气的体积百分含量： %74.745 .6760.80345 .6710060.803100222=+?= += O H O H W W O H 则湿煤气成分的换算系数 923.0100 74 .71001001002=-=-=O H m 湿煤气成分的体积含量（%）： 2CO 37.18923.09.19=?
CO 89.23923.08.25=? 2H 369.0923.04.0=? 4CH 554.0923.06.0=? O H 2 74.7 2N 09.49923.019.53=? 总和 00.100 （2）煤气发热值计算 S H H C CH H CO Q H P 242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。 49.778554.08.85369.07.2589.232.30=?+?+?=P H Q 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量 21 5.1325.05.02242420S H O H C CH CO H L +-+++= 标米3/标米3煤气 则 63.021554.00.289.235.0369.05.00=?+?+?=L 标米3/标米3 煤气 计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=?=?=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ?+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02= 式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。 则 43.0)554.037.1889.23(01.02=++?=CO V 16.0)768.074.7369.074.7554.02(01.02=?+++??=O H V 10.1)768.07909.49(01.02=?+?=N V 032.0768.0)120.1(21.02=?-?=O V
吗 10-1 煤气成分如何换算？………… 10-2 煤气低发热值如何计算？ 10-3 实际空气需要量如何计算？………………………………………… 10-4 空气过剩系数如何计算？ 10-5 混烧高热值煤气如何计算？………………………………………… 10-6 理论燃烧温度如何简易计算？……………………………………… 10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算？………………………………… 10-8 热风炉热效率如何计算？………………………………………… 10-9 高炉煤气发生量的理论计算与简易计算如何？ 10-10 煤气标准状态下的重度如何计算?…………………………… 10-11 煤气流速如何计算？……………………………………………… 10-12 烟道废气的流速如何计算？……………………………………………… 10-13 炉顶煤气取样管如何计算？……………………………………………… 10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算？……………………………… 10-1 煤气成分如何换算？ 热风炉燃烧所用的高炉煤气常以干煤气成分表示，实际上是含有水分的。因 此计算时要先将干煤气成分换算成湿煤气成分。 已知煤气含水的体积百分数，应用下式换算。 100 1002O H V V -? =干湿 (10-1) 若已知每21m3干煤气在任意温度下的饱和水蒸汽量(g/m3)，可以用下式换算。 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 (10-2) 式中：湿V ——湿煤气各组成的含量，%； 干V ——干煤气各组成的含量，%；
O H 2——湿煤气中含水量，%； 干 O H g 2 ——13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量，3/m g 。 计算实例： 已知某热风炉使用高炉煤气，其干煤气成分如下：CO2 18.5%，CO 23.5%，H2 1.5%， N2 56.5%，并已知煤气含水5%，求湿煤气成分。 解：根据公式： 100 1002O H V V -? =干湿 100 5100-? =干V =0.95干 V 则：CO2 18.5×0.95=17.575% CO 23.5×0.95=22.325% H2 1.5×0.95=1.425% N2 56.5×0.95=53.675% H2O 5% 合计100% 计算实例： 某厂所在地年平均气温为20℃，该厂热风炉采用冷高炉煤气，其干成分为：CO 23.6%，H2 3.1%，CO2 17.4%，CH4 0.1%，O2 0.1%，N2 55.7%，试计算高炉煤气的湿成分。 解：根据公式： 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 查表可知在20℃下13m 干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量为193/m g 所以干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 干V ??+= 19 124.0100100
学号： 课程设计 题目热风炉送风温度控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化卓越工程师 班级自动化zy1201班 姓名 指导教师傅剑 2015 年12 月8 日
课程设计任务书 学生：专业班级：自动化zy1201 指导教师：傅剑工作单位：理工大学 题目: 热风炉送风温度控制系统的设计 初始条件：炼钢高炉采用燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤 气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送 风温度达到1350 ℃，则炉顶温度必须达到1400 ℃±10℃。 要求完成的主要任务: 1、了解燃式热风炉工艺设备 2、绘制燃式热风炉温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 11月3日选题、理解课题任务、要求
11月4日方案设计 11月5日-11月8日参数计算撰写说明书 11月9日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 前言 (1) 1.热风炉工艺 (2) 1.1主要结构............................................................................. .. (2) 1.2工作方式 (3) 1.2.1 直接式高净化热风炉 (3) 1.2.2 间接式热风炉 (3) 1.3工作原理 (3) 1.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程 (4) 2.热风炉温度控制方案设计 (7) 2.1熟悉工艺过程，确定控制目标 (7) 2.2选择被控变量 (7) 2.3选择操纵变量 (7)
直燃式燃煤热风炉Direct Coal—Fired Hot Air Furnace 工作原理Principle of Operation BHL-Z邦华直燃式燃煤热风炉炉由BHM燃煤机、高温气体净化沉降室和配风室组成。热风炉输出热量为50～2000×104 kcal/h，输出温度为100～1200℃。 原煤（烟煤）通过上煤机加入到燃煤机的煤斗中，再由链条炉排匀速送入燃烧室，在助燃鼓风机鼓入的空气作用下剧烈燃烧，煤燃烧所产生的含尘高温烟气进入高温气体净化沉降室内进行二次燃烧，烟气中所夹带的少量粉尘在净化室内经高温熔融、聚合、沉降。净化室内出来的洁净热风掺入一定量的冷风，能够提供不同温度的洁净热烟气，可为各类大型干燥系统（如流化床、闪蒸、喷雾塔、回转圆筒、烘房、气流干燥器等）提供热源。连续供热风温度稳定性±５℃。煤渣由燃煤机另一端的除渣机排出。 The BHL-Z Direct Coal-Fired Hot Air Furnace consist of BHM Coal-Fired machine, hot flue gas purity room and air feeding room. The range of heat output is from 50×104 kcal / h to 2000×104 kcal / h and the range of temperature output is from 100℃to 1200 ℃. R aw Coal(Bituminous Coal) is fed into coal scuttle through coal feeder, and then delivered into combustion chamber by the chain grate stoker. With the air of combustion blower, the coal burned and generated high temperature flue gas with dust. The hot flue gas with dust burned again and the dust fused, polymerization and deposition in the purity room, certain amount of fresh air is mixed into the cleaned hot flue gas (about 1000 ℃,drawing from the purity room) to adjust the temperature of the hot flue gas in the air feeding room. And then the degree temperature hot flue gas flows into the various large-scale drying systems (such as fluidized bed, flash dryer, spray tower, rotating drum dryer, drying room, etc.). The fluctuation range of continuous heating air temperature is about ± 5 ℃. The cinder is discharged by the auto-deslagging. 优势Advantages 1）煤种适应性广； 2）燃烧充分，燃烧效率高，热效率>95％. 3）输出热负荷稳定，机械燃烧，操作简单，调节非常方便；
热风炉的热工计算 1燃烧计算 煤气成分的确定: 表1已知煤气（干）成分（% （1）干煤气成分换算成湿煤气成分 若已知煤气含水的体积百分数，用下式换算: V湿= V F X （100 —氏0）/ 100X 100% （1） 若已知干煤气含水的重量（g/m 3）则用下式换算： ▼湿=V F X 100/（100+ 0.124 gH2。）X 100% （2） 以上两式中 V湿一一湿煤气中各组分的体积含量，％ V F――干煤气中各组分的体积含量，％ H2O ——湿煤气中含水体积，％ gH2O ——干煤气中含水的重量，g/m3（忽略机械水含量） 查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量（气压101325Pa）表”知30E时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m3，代入式（2）即得湿煤气成分，如表2。 表2煤气成分整理表（％） （2）煤气低发热量的计算。 煤气中含可燃成分的热效应见表3 表3 0.01m3气体燃料中可燃成分的热效应 煤气低发热量Q DW的计算: Q DW = 126.36 CO+107.85 H2+358.81 CH4+594.4 C2H4+ ...... +233.66 H2S KJ / m =126.36 X 23.96 +107.85 X 1.34+358.81 X 0.19 =3240.2785 KJ / m3
(3)焦炉煤气的加入量计算: 表4焦炉煤气成分％ 理论燃烧温度估算： 取炉顶温度比热风温度高200°C，燃烧温度比拱顶温度约高80°C o 则T里=T里+200C +80C= 1480C 所要求的最低发热值： 据经验公式：T i = 0.158 Q低+770 Q 低=(T1 -770) / 0.158 = 4494 KJ / m3 加入焦炉煤气量：(Q焦大约为17000?18500 KJ/ m3) Q焦=126.36 CO+107.85 H2+358.81 CH4+594.4 C2H4 =126.36*7+107.85*58+358.81*25+594.4*3.5 =18190.47 KJ/m 3 V= ( Q低—Q DW ) / ( Q焦低—Q DW ) = (4494- 3240.2785) /(18190.47 —3240.2785)?8.4 % 故煤气干成分加入量为1 —8.4 %= 91.6 % 则混合煤气成分： V CO2 = 18.4 %X 91.6 % + 3.5 %X 8.4 %= 17.1484 % V C O = 25%X 91.6 % + 7%X 8.4 % = 23.488 % V H2 = 1.4 %X 91.6 %+ 58%X 8.4 % = 6.1544 % V C H尸0.2 %X 91.6 % + 25%X 8.4 %= 2.2832 % 55%X 91.6 % + 3%X 8.4 % = 50.632 % VUn尸3.5 %X 8.4 % = 0.294 % 换算成混合湿煤气成分： V湿CO2= V FCO2X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 16.43 % V湿CC=V F CO X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 22.51 % V湿H2= V F H2X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100%= 5.9 % V湿CH4=V F CH4X 100/(100 + 0.124 gH2O) X 100% = 2.19 % V湿N2= V F N2X 100/ (100 + 0.124 gH2O) X 100% = 48.52 % V湿cnHn= V FcnHn X 100/(100 + 0.124 gH 2O) X 100%= 0.28 % 表5混合煤气成分整理表(%
目录 第一章热风炉热工计算 (1) 1.1热风炉燃烧计算 (1) 1.2热风炉热平衡计算 (6) 1.3热风炉设计参数确定 (9) 第二章热风炉结构设计 (10) 2.1设计原则 (10) 2.2 工程设计内容及技术特点 (11) 2.2.1设计内容 (11) 2.2.2 技术特点 (11) 2.3结构性能参数确定 (12) 2.4蓄热室格子砖选择 (13) 2.5热风炉管道系统及烟囱 (15) 2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (15) 2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (16) 2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (16) 2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (17) 2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (17) 2.6 热风炉附属设备和设施 (18) 2.7热风炉基础设计 (21) 2.7.1 热风炉炉壳 (21) 2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (21) 第三章热风炉用耐火材料的选择 (22) 3.1耐火材料的定义与性能 (22) 3.2热风炉耐火材料的选择 (22) 参考文献 (25)
第一章热风炉热工计算 1.1热风炉燃烧计算 燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤气化验成分见表1.1。 表1.1 煤气成分表
热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。发生炉利用系数为 2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。 热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期T f=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。 煤气低发热量计算 查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下： CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。则煤气低发热量： Q DW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ 空气需要量和燃烧生成物量计算 (1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=1.1。燃烧计算见表2.13。 (2)燃烧1m3发生炉煤气的理论Lo为Lo=25.9/21=1.23 m3。 (3)实际空气需要量La=1.1×1.23=1.353 m3。
450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算 热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积） 一般为80～100m2/m3或更高。前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。 蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。 蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。 根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。 热风炉结构计算实例 450m3高炉热风炉设计计算。为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。 热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。 燃烧器计算实例 假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。 焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。 高炉入炉风量V 0=Vu·i·v/1440（V 高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积， m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V =450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。 热风平均温度1150℃，送风期间热风带走的热焓为：363×1340=486420kcal/ min。(1250时,431.15-46.73=384.42热焓为538188 kcal/ min,供热717584 kcal/ min) 热风炉一个工作周期2.25h，送风期0.75h，燃烧期1.5h。 热风炉效率为75％时，燃烧器每分钟的供热量为1/2×648560(717584)kcal/min，假设高炉煤气的热值为800 kcal/Nm3，则燃烧器每分钟的燃气量为405(448.5) Nm3/ min，燃烧器能力24300(26910) Nm3/h。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，金属套筒式燃烧器烟气在燃烧室内的流速为3～3.5Nm/s，陶瓷燃烧器烟气在燃烧室内的流速为6～7Nm/s。 根据郝素菊等人编著的《高炉炼铁设计原理》所提供数据，陶瓷燃烧器空气、煤气喷口以25～300角相交。一般空气出口速度为30～40m/s，煤气出口速度15～20 m/s。 燃烧器能力27000 Nm3/h，空气量21600 Nm3/h，烟气量48600 Nm3/h。 燃烧混合室直径φ2530mm，烟气流速2.62m/h。 喉口直径Φ1780mm，烟气流速5.3m/h。 由于增加了旁通烟道,燃烧器能力提高10%,29700 Nm3/h,空气20790 Nm3/h,烟气 量50490 Nm3/h, 燃烧混合室直径φ2300mm，面积4.15m2,烟气流速3.38m/h. 喉口直径Φ1736mm，面积2.37m2, 烟气流速5.92m/h。
I ndustrial Furnace V ol . 26 No . 3 May 2004 文章编号:1001 - 6988 (2004) 0320041205 高效节能热风炉设计与计算 胡秀和 (黑龙江省庆钢股份有限公司设计院,绥化152400) 摘要:热风炉是为粮食烘干提供洁净空气的热源设备。为了解决烘干过程粮食污染问题,开发设计出RF L 系列燃煤热风炉。该炉具有机械化程度高,故障率低,操作方便,高效节能,无污染等优点。广泛应用于世行贷款的国储库改造等粮食干燥机招标项目中。 关键词: 燃煤热风炉; 参数选择; 设计原则; 工作原理; 应用效果 中图分类号: T S21013 文献标识码:B Design and C alculation of H igh E ff iciency & E nergy S aving H ot2Air Furnace H U X iu2he ( Design Instiute Qing’an Iron & Steel Co. , L t d. , S u ihua 152400 , China) Abstract : H ot- air furnace is the heat- s ource equipment for supplying clean- air to dry grain. RF L series coal- burning hot- air furnace is developed and designed ,in order to deal with the grain pollution. The furnace has the ad2 vantages of high mechanization ,low failure ,convenient operation ,and high efficiency & energy- saving , n o-pollution etc . It is widely used in the bidding projects such as of the W orld Bank loan ,reconstrction of national storage ware2 house etc . K ey w ords :coal- burning hot- a ir furnace ; selection of parameters ; design principles ; w orking principles ; ef2 fectiveness of application 0 前言 随着粮食干燥技术与规模的不断发展,对粮食干燥过程使用燃煤热风炉的技术性、科学性、适用性提出了更高要求。从提高炉膛燃烧温度,降低不完全燃烧损失入手,科学地确定炉体结构尺寸,提出了高效节能、低污染FR L 系列热风炉设计原则。该炉采用了机械链条炉排燃煤机,炉内采用新型节能拱燃烧技术,各拱采用掺304 不锈钢纤维的耐热混凝土浇注,耐高温,抗氧化,显著提高了炉体的使用寿 收稿日期:2004 - 04 - 15 作者简介:胡秀和(1966 —) ,男,工程师,从事燃煤热风炉和粮食烘干机的开发和设计工作. 命。换热器采用螺旋管和热浸铝新技术,既强化了传热过程又提高了换热器的耐高温性能,延长了使用寿命。RF L 系列热风炉的各项技术指标及性能居国内领先地位,可满足粮食干燥的需要。 1 热风炉燃烧理论计算 111 煤种及其成分 热风炉适应煤种较多,可燃烧无烟煤、烟煤、优质煤、劣质煤等。但是,热风炉的设计计算及实际选用一般都以工业锅炉设计代表性煤种( Ⅱ类烟煤) 为依据,其成分见表1 。 41
} 目录 第一章热风炉热工计算 (2) 热风炉燃烧计算 (2) 热风炉热平衡计算 (4) 热风炉设计参数确定 (5) 第二章热风炉结构设计 (6) 设计原则 (6) 工程设计内容及技术特点 (6) ; 设计内容 (6) 技术特点 (6) 结构性能参数确定 (7) 蓄热室格子砖选择 (7) 热风炉管道系统及烟囱 (8) 顶燃式热风炉煤气主管包括： (8) 顶燃式热风炉空气主管包括： (9) 顶燃式热风炉烟气主管包括： (9) 《 顶燃式热风炉冷风主管道包括： (9) 顶燃式热风炉热风主管道包括： (10) 热风炉附属设备和设施 (10)
热风炉基础设计 (11) 热风炉炉壳 (11) 热风炉区框架及平台(包括吊车梁) (11) 第三章热风炉用耐火材料的选择 (12) 耐火材料的定义与性能 (12) < 热风炉耐火材料的选择 (12) 参考文献 (14) 第一章热风炉热工计算 热风炉燃烧计算 燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤气化验成分见表。 表煤气成分表 热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。发生炉利用系数为m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。 热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=，送风期Tf=，燃烧期Tr=，换炉时间ΔT=，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。 煤气低发热量计算 查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下：《 CO: , H2:, CH4:, C2H4:。则煤气低发热量： QDW=×＋×+×+×= KJ 空气需要量和燃烧生成物量计算 (1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=。燃烧计算见表。 (2)燃烧1m3发生炉煤气的理论Lo为Lo=21=1.23 m3。
吗 热风炉有关计算实例 10-1 煤气成分如何换算？ ……………………………………………… 10-2 煤气低发热值如何计算？………………………………………… 10-3 实际空气需要量如何计算？………………………………………… 10-4 空气过剩系数如何计算？………………………………………… 10-5 混烧高热值煤气如何计算？………………………………………… 10-6 理论燃烧温度如何简易计算？……………………………………… 10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算？………………………………… 10-8 热风炉热效率如何计算？…………………………………………… 10-9 高炉煤气发生量的理论计算与简易计算如何？ …………………… 10-10 煤气标准状态下的重度如何计算?…………………………… 10-11 煤气流速如何计算？……………………………………………… 10-12 烟道废气的流速如何计算？……………………………………………… 10-13 炉顶煤气取样管如何计算？……………………………………………… 10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算？……………………………… 10-1 煤气成分如何换算？ 热风炉燃烧所用的高炉煤气常以干煤气成分表示，实际上是含有水分的。因此计算时要先将干煤气成分换算成湿煤气成分。 已知煤气含水的体积百分数，应用下式换算。 100 1002O H V V -? =干湿 (10-1) 若已知每21m3干煤气在任意温度下的饱和水蒸汽量(g/m3)，可以用下式换算。 干干 湿V g V O H ?+= 2124.0100100 (10-2) 式中：湿V ——湿煤气各组成的含量，%； 干V ——干煤气各组成的含量，%；
1 热风炉的热工计算 1.1 燃烧计算 煤气成分的确定如表1-1。 表1-1 已知煤气的干成分％ 物质 CO 2 CO H 2 CH 4 N 2 共计 成分/％ 20 23 1.5 0.5 55 100 （1） 干煤气成分换算成湿煤气成分 若已知煤气的含水的体积百分数，用下式计算： V 湿=V F ×(100-H 2O)/100×100％ （1-1） 若已知干煤气含水的重量，则用下式计算： V 湿=V F ×100/(100+0.124g H2O ) ×100％ （1-2） 以上两个公式中： V 湿—湿煤气中各组分的体积百分含量，％ F V —干煤气中各组分的体积含量，％ 2H O —湿煤气中含水体积, ％ 2H O g —干煤气中含水的重量，3g m （忽略机械水的含量） 查“空气及煤气的饱和水蒸气含量（气压101325a P ）表”知30℃是煤气的饱和水含量为35.103g m ，代入上面的（1-2）式计算得表1-2。 表1-2煤气成分换算表 种类 CO 2 CO H 2 CH 4 N 2 H 2O 共计 干成分/％ 20 32 1.5 0.5 55 100 湿成分/％ 19.17 22.03 1.44 0.48 55.7 4.18 100 （2）煤气低发热量的计算： 设其中含可燃物成分的热效应如表1-3。 表1-3 可然成分热效应KJ 可燃成分 CO H 2 CH 4 C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6 C 4H 10 H 2S 热效应 126.36 107.85 358.81 594.4 643.55 931.81 1227.74 233.66 煤气低发热量DW Q 的计算： 3 DW 24242Q 126.36CO 107.85H 351.81CH 594.4C H 233.66H SKJ m =++++ +
5.1.1 计算的原始数据 高风量 1381686008.2302'=?=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座 热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间 9.1=r τ小时，换炉时间1.0=?τ小时，总的周期时间3=?++=ττττr f z 小时。 高炉煤气成分（干）%： 5.1.2 燃烧计算 （1）煤气成分换算 净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。 换算水蒸气的体积百分含量： %74.745 .6760.80345 .6710060.803100222=+?= += O H O H W W O H 则湿煤气成分的换算系数 923.0100 74 .71001001002=-=-=O H m 湿煤气成分的体积含量（%）： 2CO 37.18923.09.19=? CO 89.23923.08.25=? 2H 369.0923.04.0=? 4CH 554.0923.06.0=? O H 2 74.7
2N 09.49923.019.53=? 总和 00.100 （2）煤气发热值计算 S H H C CH H CO Q H P 242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。 49.778554.08.85369.07.2589.232.30=?+?+?=P H Q 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量 21 5.1325.05.02242420S H O H C CH CO H L +-+++= 标米3/标米3煤气 则 63.021 554 .00.289.235.0369.05.00=?+?+?= L 标米3/标米3煤气 计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=?=?=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ?+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02= 式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。 则 43.0)554.037.1889.23(01.02=++?=CO V 16.0)768.074.7369.074.7554.02(01.02=?+++??=O H V 10.1)768.07909.49(01.02=?+?=N V 032.0768.0)120.1(21.02=?-?=O V 722.1032.010.116.043.0,=+++=m y V 标米3/标米3煤气 烟气成分，%： 44.25100,22=?= m y CO V V CO
热风炉系统毕业设计 1.绪论 作为热动力机械的热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。其中热风炉的燃烧控制直接决定了热风炉的燃烧效率和送风温度,是整个热风炉控制系统的核心。如何有效的控制热风炉燃烧，使热风炉既能充分蓄热,达到最佳燃烧效率，又能最大限度的降低能耗、保护环境,防止热风炉拱顶过烧和延长热风炉使用寿命，是所有热风炉调试、生产中亟待解决的问题。 1.1 课题背景 课题来源于淮钢生产实践。热风炉是冶金行业的重要生产设备，其作用是将高炉布袋除尘器产生的净煤气在热风炉中进行燃烧，将热风炉耐火球加热到一定温度后将风机房冷风管送来的冷风和耐火球进行热交换，经热风炉送风系统阀门送到高炉。2002年，公司兴建了国先进水平的500m3高炉×2－100吨转炉－LF钢包精炼炉－RH 真空脱气炉－连铸－配套中、小型棒型材连轧生产线各一条，并在该生产线炼铁高炉上，淮钢与钢铁研究总院、首钢合作，引进俄罗斯卡鲁金热风炉技术，该技术应用使同类型高炉配套热风炉体积减少1/3，个数减少1/3，节约投资30%，而且煤气燃烧充分，热效率高，风温高，该技术应用后，当年高炉风温即达到了全国同类型高炉的最高风温。 国大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风
并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。 传统的完善的高炉热风炉燃烧自动化系统都是具有完善的基础自动化和使用数学模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量，并对基础自动化的热风炉燃烧自动控制系统进行有关的设定。完善的基础自动化对于燃烧混合煤气或燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说包括：煤气流量控制、空气流量控制、空燃比控制、拱顶温度控制和废气温度控制。如图1所示，在热风炉燃烧初期是以较大的煤气量和合适的空燃比（最好还设有燃烧废气成分分析，按残氧量来修正空燃比），以实行快速加热，使拱顶温度迅速达到规定值，然后逐步增加空气量以保持拱顶温度为规定值，当达到废气温度管理期，即温度达到某一规定值时，需要减少煤气及空气量以维持废气温度为设定值。对于燃烧高炉煤气和焦炉煤气具有三眼燃烧器的热风炉来说，由于高炉煤气和焦炉煤气分别送入，需分别设置其流量控制，该流量比例控制和空燃比要分别适应高炉煤气和焦炉煤气需要，因此使系统回路更多、更复杂。热风炉流量设定数学模型的基本原理是使燃烧时热风炉格子砖的蓄热量适合于加热鼓风到生产所需的热风温度和流量而需要的热量。除了数学模型相当复杂外，更需设置自动分析加热煤气的各种成分的分析器，这种仪器不仅昂贵，还需良好的维护，此外要使数学模型有效，必须依靠完善的基础自动化。 1.2 热风炉简介 1.2.1 热风炉的结构 热风炉由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉壳、炉篦子、支柱、管道及阀门等组成。燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳，之间用隔墙隔开。热风炉有直接式和间接式之分，间接式又分为蓄热式和换热式，目前应用最广泛的是蓄热式。因为其换热温度高，热利用率高。蓄热式热风炉通过在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀
2 安钢职业技能培训、鉴定复习资料 热风炉工 中级工 安阳钢铁集团公司 2005年4月
2 一、填空 1．高风温使高炉内高温带下移，扩大了还原区，提高了高炉内煤气的化学能利用率，有利于降低焦比。 （间接） 2．陶瓷燃烧器煤气和助燃空气混合较好，克服了燃烧现象。（不充分） 3．热风炉高铝砖RL—65的耐火度为。 （1790℃） 4．热风炉的送风期，主要传热方式是。 （对流传热） 5. 热风炉结构有三种形式: 。 （内燃式，外燃式，顶燃式） 6. 热风炉烟道分为和布置两种方式。 （地下式，地上式） 7．蓄热式热风炉的一个工作周期时间包括为、和。（燃烧时间、换炉时间、送风时间） 8．烘炉时炉顶温度上下波动范围。 （±10℃） 9．气体在管道中流动的阻力包括沿程和阻力。 （局部） 10．煤气压力低于时，热风炉要停烧。 （4Kpa） 11．预热是利用预热器对热风炉使用的助燃空气、煤气预先进行加热，以达到_ 的目的。 （提高燃烧温度） 12．传导、辐射和对流是的三种基本方式。 （传热） 13．接到送煤气通知后，应先检查煤气总管放散阀是否打开，并向管道内通入。 （蒸汽（或氮气）） 14．为评价各种燃料的发热能力和能耗的比较，国内外采用统一能源计量单位，规定每公斤标准煤的发热量为 KJ。 （29307.6） 15．高炉休风时间占规定工作时间的百分数称为高炉。 （休风率） 16．高炉冶炼要求焦炭的固定碳含量要。 （高） 17．休风时间超过8小时以上者，为。 （长期休风） 18．单位质量的物质每升高℃所需要的热量称为该物质的比热。
2 （ 1 ） 19．各种煤气冷凝物排水器和水封的工作原理是利用水的高度产生的来切断煤气。 （压力） 20.热风炉悬链线拱顶气流分布较半求形和锥球顶形。 （均匀） 21．当烧嘴中煤气流速大于火焰传播速度时，将发生。 （脱火） 22．未经检测合格，不得进入煤气设施内工作。 （CO） 23．没有办证，严禁在有煤气的设施上动火。 （动火） 24．热风阀阀柄断水，如果是送风炉，应立即。 （停止送风） 25．在点火燃烧时，如炉顶温度低于850℃，应用点燃。 （明火） 26．油泵启动时，其转向应与泵上指示箭头方向一致，不允许油泵。（反向运转） 27．烟道和炉顶温度同时达到指标时，应减少空气量和煤气量进行____ 。 （双保温） 28．发现热风炉冷却水源断绝时，应立即通知值班室，联系高炉立即。（休风） 29．冶炼1t生铁所需要的焦炭总量称之为。 （焦比） 30.目前提高煤气理论燃烧温度的主要措施是 和。 （煤气富化，预热空煤气） 二、是非 1．用风温作为调节炉缸温度的手段是最经济的。（） × 2．热风炉可通过加强对拱顶和热风管道等高温部位保温措施来减少外部热损失。（） √ 3．正常烧炉，热风炉烟道温度低且上升慢时，说明热风炉换热效率高。 （） √ 4．随着燃烧时间的延长，热风炉废气的显热损失将不断减少。（）×
目录 第一章热风炉热工计算 (2) 1.1热风炉燃烧计算 (2) 1.2热风炉热平衡计算 (7) 1.3热风炉设计参数确定 (11) 第二章热风炉结构设计 (12) 2.1设计原则 (12) 2.2 工程设计内容及技术特点 (12) 2.2.1设计内容 (12) 2.2.2 技术特点 (13) 2.3结构性能参数确定 (13) 2.4蓄热室格子砖选择 (14) 2.5热风炉管道系统及烟囱 (16) 2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (16) 2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (17) 2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (18) 2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (18) 2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (19) 2.6 热风炉附属设备和设施 (19) 2.7热风炉基础设计 (22) 2.7.1 热风炉炉壳 (22) 2.7.2 热风炉区框架及平台（包括吊车梁） (23)
第三章热风炉用耐火材料的选择 (23) 3.1耐火材料的定义与性能 (23) 3.2热风炉耐火材料的选择 (23) 参考文献 (26) 第一章热风炉热工计算 1.1热风炉燃烧计算 燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。已知煤
气化验成分见表1.1。 表1.1 煤气成分表 项目 CH4 C2H4 H2O H2 CO CO2 N2 O2 ∑ 含量% 1.7 0.4 4.2 12.7 30.3 2.3 48.2 0.2 100.00 热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干 法除尘。发生炉利用系数为 2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风 =1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。 热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期 T f=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度 tg2=350℃，环境温度te=25℃。 煤气低发热量计算 查表煤气中可燃成分的热效应已知。0.01m3气体燃料中可燃成分 热效应如下： CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。则 煤气低发热量： Q DW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ 空气需要量和燃烧生成物量计算