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热风炉的热工计算

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热风炉的有关计算

热风炉的有关计算

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 2C OH 2 C H 4N 2共计 21.07 20.45 1.290.6356.57 100.005.1.2 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=+⨯=+=OH O H W W O H则湿煤气成分的换算系数 923.010074.71001001002=-=-=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 HP242423.551428.857.252.30++++= 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=⨯+⨯+⨯=PHQ 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量215.1325.05.02242420SH 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，%。

D11热风炉计算

D11热风炉计算
型号 拱顶连接方式 由两个不同半径的接近 ! 球 ’
各种型号外燃式热风炉的比较
优 点 缺 点
地 得 式
高度较低， 占地面积省 （!） 拱顶结构简单， 砖型较少 （"） （&） 晶间应力腐蚀， 比 较容 易 解决 （!） 高度较低， 与地得式相似 （"） 钢材消耗量较少， 基建 费 用较省 （&） 气流分布较地得式好 （!） 砖型多 （"） 连接管端部应力大， 容易产生 裂缝 （&） 占地面积大 （!） 结构较高 （"） 燃烧室与蓄热室之间， 设有膨 胀补偿器， 拱顶应力大， 容易产生晶 间应力腐蚀 气流分布相对较差 （!） （"） 拱顶结构庞大， 稳定性较差
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "
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第二节
内燃式热风炉
一、 传统内燃式热风炉的通病
传统内燃式热风炉的结构形式示于图 !! + ! + !。 经调查分析， 传统内燃式热风炉有以下缺点： 燃烧室与蓄热室之间的隔墙两侧的温差太大。鞍钢于 !&*’ 年在 * 号高炉 ( 号热 （ !） 风炉上 （传统内燃式） 测定隔墙两侧的温度， 如图 !! + ! + (。 可见， 火井底部隔墙两侧的温差， 在送风末期可达 ’"", ， 再加上使用金属燃烧器产 生的严重脉动现象， 引起燃烧室产生裂缝、 掉砖、 短路烧穿。 （(） 拱顶坐落在热风炉大墙上的结构不合理。受到大墙不均匀涨落与自身热膨胀的 影响， 而产生拱顶裂缝、 损坏。 （%） 当高温烟气由半球形拱顶进入蓄热室时， 其气流分布很不均匀， 局部过热和高温 区所用砖的抗高温蠕变性能差， 造成火井向蓄热室倾斜， 引起格子砖错位、 紊乱、 扭曲。 ・ !(#" ・

1章 火焰炉热工计算(1-7)

1章 火焰炉热工计算(1-7)
Ln = nL0 标m3/kg
式中：n—空气消耗系数，按表 1-4 取值。
（1-9） （1-10）
3
表 1-3 几种单一可燃气体与燃烧特性
可燃气体 种类
氢 一氧化碳 硫化氢
甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烯 丁烷 环烷戊烷 戊烷 苯
分子式
H2 CO H2S CH4 C2H2 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4H8 C4H10 C5H10 C5H12 C6H6
③ 上述计算的空气量均为干空气量，因实际使用的助燃空气中均含有水分，所以实际
湿空气需要量为：
Ln湿 =（1 + 0.00124g H干2O）Ln 标m3/kg
式中：
g
干 H 2O
—鼓风温度下空气中水分含量（g/m3
干空气），查表
1-2。
在设计计算供风系统，选用鼓风机能力时，应以 Ln 湿为依据。
（2）燃料燃烧产物生成量
Q低
= 126.15CO 湿
+
107.26
H
湿 2
+
356.51CH
湿 4
+
233.45H 2 S 湿
kJ/标m3
（1-8）
式中： CO 湿、H 2湿、CH 4湿、H 2 S 湿 —每 100 标 m3湿气体燃料中，各可燃成分的体积含量（标 m3）。
注：如湿气体燃料中尚含有式（1-8）未包括的其它可燃成分，可参照表 1-3 中相应数据进行补充计算。
（1）燃料种类及其成分； （2）空气消耗系数（n）； （3）燃料及助燃空气的预热温度。
1.3 燃料成分的换算
1.3.1 固体、液体燃料成分的换算
固体、液体燃料成分是以各组成元素的重量百分数来表示的。共有四种表示方法，即： 供用成分（用）、干燥成分（干）、可燃成分（燃）和有机成分（机）。进行燃料燃烧计算时， 必须依据燃料的供用成分进行计算。如果提供的固体、液体燃料成分不是供用成分，则应将 其换算成相应的供用成分，即：

(完整word版)450立方米热风炉设计计算

(完整word版)450立方米热风炉设计计算

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V0=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）。

450立方米热风炉设计计算

450立方米热风炉设计计算

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V0=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)。

热风炉设计说明书

热风炉设计说明书

目录1热风炉本体结构设计 (2)1.1炉基的设计 (3)1.2炉壳的设计 (3)1.3炉墙的设计 (4)1.4拱顶的设计 (5)1.5蓄热室的设计 (6)1.6燃烧室的设计 (6)1.7炉箅子与支柱的设计 (7)2燃烧器选择与设计 (8)2.1金属燃烧器 (8)2.2陶瓷燃烧器 (8)3格子砖的选择 (11)4管道与阀门的选择设计 (16)4.1管道 (16)4.2阀门 (17)5热风炉用耐火材料 (19)5.1硅砖 (19)5.2高铝砖 (19)5.3粘土砖 (19)5.4隔热砖 (19)5.5不定形材料 (19)6热风炉的热工计算 (23)6.1燃烧计算 (23)6.2简易计算 (27)6.3砖量计算 (30)7参考文献 (32)1 热风炉本体结构设计热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。

冷风被加热并通过热风管道送往高炉。

目前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。

传统内燃式热风炉（如图1-1所示）包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。

热风炉主要尺寸（全高和外径）决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。

图1-1 内燃式热风炉我国实际的热风炉尺寸见表1-1。

表1-1我国设计的热风炉尺寸表1.1 炉基的设计由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉炉容的扩大和风温的提高而增加，故对炉基要求严格。

地基的耐压力不小于2.0～2.5kg/2cm，为防止热风炉产生不均匀下沉而是管道变形或撕裂，将三座热风炉基础做成一个整体，A F或16Mn钢筋和325号水泥浇灌成高出地面200～400mm，以防水浸基础由3钢筋混泥土结构。

土壤承载力不足时，需打桩加固。

生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。

1.2 炉壳的设计热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。

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）%：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=+⨯=+=OH O H W W O H则湿煤气成分的换算系数 923.010074.71001001002=-=-=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 74.72N 09.49923.019.53=⨯ 总和 00.100 （2）煤气发热值计算S H H C CH H CO Q HP242423.551428.857.252.30++++= 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=⨯+⨯+⨯=PHQ 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量215.1325.05.02242420SH 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，%。

热风炉的热工计算

热风炉的热工计算1焚烧计算煤气成分确实定：表 1已知煤气（干）成分（%）种共成分18.425 1.40.255100（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×(100－H2O)／100×100％（1）若已知干煤气含水的重量 (g/m 3 ) 则用下式换算：V湿＝ V F×100／（100＋0.124gH2O）×100％（2）以上两式中V湿——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，％H 2O ——湿煤气中含水体积，％gH2 O ——干煤气中含水的重量，g/m 3（忽视机械水含量）查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量( 气压 101325Pa)表”知30℃时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m 3，代入式（ 2）即得湿煤气成分，如表2。

表 2 煤气成分整理表（％）种合干成分18.425 1.40.255100湿成分17.6323.96 1.340.1952.71 4.17100（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 0.01m 3气体燃猜中可燃成分的热效应可燃成分效／ KJ 126.36107.85358.81594.4643.55931.811227.74233.66煤气低发热量 Q DW的计算:Q＝ 126.36CO +107.85H2+358.81 CH4 +594.4 C2H4 +⋯⋯ +233.66 H2S KJ ／m3DW＝ 126.36 × 23.96 +107.85× 1.34+358.81 × 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％种共成分 3.575825 3.53100理 燃 温度估量：取炉 温度比 温度高200℃ ，燃 温度比拱 温度 高80℃ 。

T 理 ＝ T 理 +200℃+80℃＝ 1480℃所要求的最低 ： 据 公式：T理＝0.158 Q 低 +770Q低＝（T理-770 ）／ 0.158 ＝4494 KJ ／m 3加入焦炉煤肚量：（Q 焦 大 17000～18500 KJ ／ m 3 ）Q 焦 ＝126.36 CO +107.85 H 2 +358.81 CH 4 +594.4 C 2H 4=126.36*7+107.85*58+358.81*25+594.4*3.5 =18190.47 KJ/m3V=（ 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 1 －8.4 ％＝ 91.6 ％混淆煤气成分：V CO2 ＝18.4 ％× 91.6 ％＋ 3.5 ％× 8.4 ％＝ 17.1484 ％V CO ＝25％× 91.6 ％＋ 7％× 8.4 ％＝ 23.488 ％V H2 ＝1.4 ％× 91.6 ％＋ 58％× 8.4 ％＝ 6.1544 ％V CH4＝ 0.2 ％× 91.6 ％＋ 25％× 8.4 ％＝ 2.2832 ％V N2＝55％× 91.6 ％＋ 3％× 8.4 ％＝ 50.632 ％V CnHm ＝3.5 ％× 8.4 ％＝ 0.294 ％算成混淆湿煤气成分：V 湿 CO2＝V FCO2×100／(100 ＋0.124 gH 2 O ) × 100％＝ 16.43 ％ V 湿 CO ＝V FCO ×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) ×100％＝ 22.51 ％ V 湿 H2＝V FH2×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) ×100％＝ 5.9 ％V 湿 CH4＝V FCH4×100／(100 ＋0.124 gH 2 O ×％＝2.19％)100V 湿 N2＝V FN2×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) × ％＝ 48.52 ％100 V 湿 CnHm ＝V FCnHm × 100／(100 ＋0.124 gH 2O ) × ％＝ 0.28 ％100表 5 混淆煤气成分整理表（ %）种类 CO 2 CO H 2 CH 4 N 2 CnHm H 2O 合计干成分 17.1484 23.488 6.1544 2.2832 50.632 0.294100湿成分16.4322.55.92.1948.520.284.18100煤气低 量的 算：Q DW ＝ 126.36 CO ＋107.85 H 2 ＋358.81 CH 4 ＋594.4 C 2 H 4 ＋⋯⋯＋ 233.66 H 2S＝ 126.36 × 22.5 ＋107.85 × 5.9 ＋358.81 ×2.19 ＋594.4 × 0.28＝ 4431.6409 KJ ／ m 3（ 化 算起 ，式中将C m H n 所有 化当作 C 2 H 4 —确立成分 算。

高炉热风炉热平衡测定与计算方法

高炉热风炉热平衡测定与计算方法1 范围本标准规定了炼铁高炉热风炉热平衡测定与计算基准、测定准备、测定内容与方法、测定步骤及计算方法、测定报告。

本标准适用于高炉顶燃式、外燃式和内燃式热风炉热平衡测定与计算，其他类型热风炉热平衡测定与计算也可参考。

”2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 2587 用能设备能量平衡通则GB/T 2588 设备热效率计算通则GB/T 13338 工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则3 术语和定义GB/T 2587界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1操作周期 operation cycle在高炉正常生产及热风炉工况稳定情况下，由热风炉本次燃烧期开始，至下次燃烧期开始为止的时间，包括燃烧期、送风期和换炉时间。

4 测定与计算基准4.1 基准温度采用环境温度，取热风炉周围1m处的空气温度。

4.2 燃料发热量采用实际燃料的低（位）发热量。

对于一般热风炉，采用湿煤气的低（位）发热量。

4.3 热平衡测定范围热风炉包括热风炉本体、热风管道、空气-煤气预热装置和烟道余热回收利用装置等，热平衡测定范围可分为：a）热风炉本体：即燃烧期由燃烧器至烟道阀，送风期由冷风阀至热风阀的热风炉的本体及其内部连接管路部分；b）热风炉：热风炉本体加外围热风管路部分；c）热风炉系统：除热风炉外，还包括助燃空气、煤气预热装置和烟道余热回收利用装置等部分。

4.4 测定时间和频次热平衡测定限定连续8h内完成，测定次数不能少于2次，每次包括热风炉的一个完整的操作周期，温度、压力和流量等测定参数在每个操作周期内测定4次～6次，然后取平均值。

4.5 计算单位以单位体积热风的热量为计算单位，即kJ.m-3。

5 测定准备5.1 热风炉设备概况及近期生产运行情况了解设备已经运行的时间和历程，熟悉热风炉及高炉等相关设备的结构、性能、操作、运行及生产工艺等情况，并按以下要求填写热风炉设备概况和近期生产运行情况：a) 热风炉设备概况：按附录A中表A.1填写；b) 近期生产运行情况：按附录A中表A.2填写被测热风炉前一个月平均生产参数。

热风炉烘干制热量设计计算

Qh总＝(Qh1+Qh2+…+Qh11)K
=966686×1.2
＝1160023kcal/h
8.2.2.2保温时热耗量计算
Q′h总＝(Q′h1+Q′h2+…+Q′h5)K
Q′h总：保温时总的热损耗量(Kcal/h)
K：考虑到其他考虑到的热损耗量储备系数 K取1.2
⑴保温时室体散热量
Q′h1＝2Qh1=2×9310=18620
⑵地面散热量
Q′h2＝2Qh2=2×15925=31850
⑶工件吸热量
Q′h3＝G5C1 [(t1-t2)/2]
G5：工件重量(kg)
Q′h3＝40000×0.115×{[60-(-10)]/2}
＝161000(Kcal/h)
W′h总=489475Kcal/h
Wp=1822819 Kcal/h
式中Wh－烤漆时升温所需的最大制热量
W'h－烤漆时保温所需的最大制热量
Wp－冬季喷漆时升温所需的最大制热量
燃油加热装置考虑到运行成本和投资费用，以及场地条件等诸多因素。
t0：以最大挥发率计算的溶剂蒸发时间。
(经验值，烘干大型金属工件时，推荐t0＝0.3h)
X：溶剂蒸汽的爆炸下限计算值(g/m3)
保证溶剂蒸气浓度低于爆炸下限值25％的安全系数。
X＝极限值(%)×蒸汽密度(空气＝1)×1.2×1000
＝1％×3.36×1.2×1000＝40.32g/m3
Qh8＝G6C3(t1-t2)/t
G6：被加热的空气重量(kg)
C3：空气比热(kcal/kg?℃)
Qh8＝1698×0.24×[60-(-10)] /0.5
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热风炉的热工计算1燃烧计算煤气成分的确定：（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＝F V ×(100－2H O )／100×100％（1）若已知干煤气含水的重量(g/m 3)则用下式换算：V 湿＝F V ×100／（100＋2gH O ）×100％（2）以上两式中V 湿——湿煤气中各组分的体积含量，％F V ——干煤气中各组分的体积含量，％2H O ——湿煤气中含水体积，％2gH O ——干煤气中含水的重量，g/m 3（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30℃时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m 3，代入式（2）即得湿煤气成分，如表2。

（2）煤气低发热量的计算。

煤气中含可燃成分的热效应见表33煤气低发热量DW Q 的计算:DW Q ＝CO +2H +4CH +24C H +……+2H S ／3m＝×+×+× ＝／3m（3）焦炉煤气的加入量计算：理论燃烧温度估算：取炉顶温度比热风温度高200℃，燃烧温度比拱顶温度约高80℃。

则理T ＝理T +200℃+80℃＝1480℃ 所要求的最低发热值： 据经验公式：理T ＝Q 低+770Q 低＝（理T -770）／＝4494KJ ／3m加入焦炉煤气量：（Q 焦大约为17000～18500KJ ／3m ）Q 焦＝CO +2H +4CH +24C H=*7+*58+*25+* =m 3V=（Q 低－DW Q ）/（Q 焦低－DW Q ）=（4494－）/－≈％ 故煤气干成分加入量为1－％＝％ 则混合煤气成分：V CO2＝％×％＋％×％＝％ V CO ＝25％×％＋7％×％＝％ V H2＝％×％＋58％×％＝％ V CH4＝％×％＋25％×％＝％ V N2＝55％×％＋3％×％＝％ V CnHm ＝％×％＝％ 换算成混合湿煤气成分：V 湿CO2＝V FCO2×100／(100＋2gH O ×100％＝％ V 湿CO ＝V FCO ×100／(100＋2gH O ×100％＝％ V 湿H2＝V FH2×100／(100＋2gH O ×100％＝％ V 湿CH4＝V FCH4×100／(100＋2gH O ×100％＝％ V 湿N2＝V FN2×100／(100＋2gH O ×100％＝％ V 湿CnHm ＝V FCnHm ×100／(100＋2gH O ×100％＝％煤气低发热量的计算：DW Q ＝CO ＋2H ＋4CH ＋24C H ＋……＋2H S＝×＋×＋×＋×＝／3m（为简化计算起见，式中将m n C H 全部简化看成24C H —确定成分计算。

） （4）空气需要量和燃烧生成物的计算1）空气利用系数b 空＝a L ／o L ，燃烧混合煤气b 空为～，计算中取，计算见表6。

注：为简化计算起见，表中将m n C H 全部简化看成—24C H 确定成分计算。

2)燃烧13m 高炉煤气理论空气量o L 为：o L ＝／21＝3m3）实际空气需要量n L 为：n L ＝×＝3m 4）燃烧13m 高炉煤气的实际生成物量V 产为：V 产＝3m5）助燃空气显热Q 空为：Q 空＝C 空×t 空×o L＝×20× ＝式中C 空—助燃空气在t 空时的平均热容，KJ ／（3m ·℃）t 空—助燃空气温度，℃6)煤气显热Q 煤为：Q 煤＝C 煤×t 煤×1式中C 煤—煤气在t 煤时的平均热容，KJ ／（3m ·℃）t 煤—煤气温度，℃Q 煤＝×30×1 ＝7）生成物的热量Q 产为：Q 产＝（Q 空＋Q 煤＋DW Q ）／燃烧13m 煤气的生成物体积（6—4）＝（＋＋）／ ＝／3m（5）理论燃烧温度的计算：t 理＝（Q空＋Q 煤＋DW Q ）／（V 产C 产）式中：t 理—理论燃烧温度，℃C 产—燃烧产物在t 理时的平均热容，KJ ／（3m ·℃）由于C 产的数值取决于t 理，须利用已知的Q 产，用迭代法和内插法求得t 理，其过程如下：燃烧生成物在某温度的Q 产，用下式计算：Q t 产=W t CO2×V CO2+W t H2O ×V H2O +W t O2×V O2+W t N2×V N2KJ/m 3式中：W t CO2、W t H2O 、W t O2、W t N2分别为气体2CO 、2H O 、2O 、2N ，在压力为101KPa ，温度为t ℃时的焓值，KJ ／3m ，可从附录表中查得：V CO2、V H2O 、V O2、V N2分别为13m 生成物中该气体的含量，3m 。

先设理论燃烧温度为1200℃、1300℃、1400℃、1500℃，查表得，在各温度下的焓值，见表7。

表72CO 、2H O 、2O 、2N 在1200℃、1300℃、1400℃、1500℃下的焓值KJ ／3m据表6的生成物成分，分别计算出各温度时的生成物热量。

表82CO 、2H O 、2O 、2N 在1200℃、1300℃、1400℃、1500℃下的生成物热3上述生成物的实际热量Q 产为／3m ，可见其理论燃烧温度介于1400℃～1500℃之间，按内插法求得理论燃烧温度t 理为：t 理＝1400＋（－）×100/（－）≈1488℃2简易计算已知：高炉有效容积25003m ，每立方米高炉有效容积蓄热室应具有加热面积取802m （一般80～902m ），n=4座。

（1）热风炉全部加热面积为80×2500=2000002m ，则每座热风炉蓄热室所占加热面积为：200000/4=50002m 。

（2）热风炉内径：选取外壳直径9m ，炉壳钢板厚度20mm ，绝热砖厚70mm ，填料层厚80mm ，耐火砖厚345mm ， 故内径是：D 1=－2×（+++）=7.61m（3）热风炉总断面积F 1=（×）÷4=2m一般燃烧室占热风炉总断面积的25%～30%，本例取28%，则燃烧室面积：F 2=×=2m ，蓄热室横断面积为：F 3=－=2m蓄热室格子砖与炉墙和隔墙之间留有膨胀缝20-30mm ，一般此膨胀缝面积占热风炉炉墙内空横断面积的%%，今取%，扣除膨胀缝面积后，格子砖所占横断面积F 4为：F 4=31.59m 2（4）燃烧室选苹果型（既复合型）[1]，取半圆部分片燃烧室断面58%则：21R 2π=×取R ′=1.50m 校核燃烧室断面积：F 燃=1/2××+1/2××21.50+××2 =++ =2m即近似于2m（5）选用宝钢7孔格子砖，格子砖外形尺寸：×256mm 一个七孔砖的面积：（）×=2m 蓄热室一层格孔砖数：÷=742（块）单个格子砖断面孔数为12个，蓄热室断面上总格孔数：742×12=8904（个） 一米长格孔的加热面积：1××=2m 则格子砖的加热面积：f=×8904=2m 格子砖高度：50000÷=41.60m （6）其他尺寸：1）底板支柱及炉箅子：热风炉炉壳底板为普碳钢板，地板钢板厚度为25mm ，炉箅子厚度加支柱高度为3000mm 。

2）炉墙中上部：炉壳20mm+耐酸喷涂料60mm+硅藻土砖115mm+耐火纤维毡40mm+轻质高铝砖230mm+高铝砖230mm=695mm 。

炉墙下部：炉壳25mm+耐酸喷涂料50mm+硅藻土砖65mm+轻质粘土砖114mm+粘土砖345mm=599mm 。

3）拱顶采用两个球面结合的拱顶结构，拱顶钢壳厚度为20mm ，取上部球形拱顶钢壳内径为3850mm ，砌体内半径为3040mm,球顶中心角为120。

，球顶砌体中心标高要低60mm,取下部球拱顶钢壳半径为11700mm,砌体内半径为9115mm ，取下部球形曲面起点水平面到上部球形砌体中心垂直高度为2000mm 。

拱顶耐火砌体从钢壳到内侧面依次为：钢壳20mm+耐酸喷涂料50mm+硅酸铝耐火纤维50mm+硅藻土砖65mm+硅酸铝耐火纤维50mm+轻质粘土砖114mm+轻质高铝砖114mm+高密度高铝砖345mm=808mm 。

拱顶采取大帽子结构，大帽子直径部分高度取5300mm ，炉墙伸入大帽子3800mm ，大帽子直段部分砌体（不含炉墙）厚度（炉壳至内侧面）为：炉壳20mm+喷涂料50mm+硅藻土砖65mm+硅酸铝耐火纤维毡40 mm+轻质粘土砖114 mm+高铝砖345 mm=798 mm 。

拱顶曲面砌体空间高度与其下部砖体内直径比为（2000+3042）/9000=,比较稳定。

蓄热室格子砖上沿至拱顶上段球形砌砖中心距为3800mm,格子砖上沿比燃烧室隔墙上沿低300mm,以利于烟气进入蓄热室分布均匀。

4）燃烧室隔墙及燃烧器：燃烧室井墙砌筑两层耐火砖加4毫米耐火合金钢和一层隔热砖，总厚度为577mm，燃烧器采用磷酸盐耐热混凝土套筒式陶瓷燃烧器，燃烧器全高为7525mm,空气喷出口24个，一次进风口8个，空气喷出口中心角为60.。

炉子总高度为：全高=格子砖上缘到球顶砌砖的中心距离+拱顶的内径半径+炉顶钢板后+炉底钢板厚+格子砖高度+球顶与炉壳之间膨胀缝+支柱及炉箅子高度+找水平泥层+炉顶砌砖厚度H=3800+3850+20+25+41600+25+3000+808=53128mm= 核检：H/D=9=它在4～6之间，是稳定的。

3砖量计算有以上条件可知：七孔砖厚：150mm÷=277（层）则总砖量为：277×742=205761（块）大墙高度=53300-450-25=44405m采用下列砖配合砌筑：上中部砖量：总高度44405-18000=26405mm外层总层数：26405÷114=(层)一层耐火砖用量：楔形砖[4]：X=π×2a/(b-b)=π×2×230/(75-65)=144（块）1直形砖[4]：y=（πd-b X）/b=(π×7840-65×144)/150=102（块）1则上中部外层总砖量：（144+102）×232=56979（块）内层总层数：26405÷75=352(层)一层耐火砖用量：楔形砖：X=π×2a/(b-b)=π×2×230/(75-55)=72（块）1直形砖：y=（πd-b X）/b=(π×7610-55×72)/150=133（块）1则上中部外层总砖量：（72+133）×352=72174（块）下部用砖计算：外层总层数：18000÷230=78(层)一层耐火砖用量：楔形砖：X=π×2a/(b-b)=π×2×114/(75-65)=72（块）1直形砖：y=（πd-b X）/b=(π×7840-65×72)/150=133（块）1则上中部外层总砖量：（72+133）×78=15990（块）内层总层数：18000÷75=240(层)一层耐火砖用量：楔形砖：X=π×2a/(b-b)=π×2×345/(75-55)=108（块）1直形砖：y=（πd-b X）/b=(π×7610-65×108)/150=113（块）1则上中部外层总砖量：（133+113）×240=59040（块）则总用砖量为：56979+72174+15990+59040=204183（块）。