热风炉的热工计算Word下载.docx
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合计
干成分
湿成分
(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30.01m3气体燃料中可燃成分的热效应
可燃成分
热效应/KJ
煤气低发热量Qdw的计算:
Qdw=CO+H2+CH4+C2H4++H2SKJ/m
=x+x+x
=KJ/m3
(3)焦炉煤气的加入量计算:
表4焦炉煤气成分%
7
58
3
理论燃烧温度估算:
取炉顶温度比热风温度高200C,燃烧温度比拱顶温度约高80C
则T理=T理+200C+80°
C=1480C
所要求的最低发热值:
据经验公式:
Ti=Q低+770
Q低=(Ti-770)/=4494KJ/m3
加入焦炉煤气量:
(Q焦大约为17000〜18500KJ/m3)
Q焦=CO+H2+CH4+C2H4
=*7+*58+*25+*
=KJ/m3
V=(Q低—Qdw)/(Q焦低—Qdw)=(4494—)/—〜%
故煤气干成分加入量为1一%=%
则混合煤气成分:
VCO2=%X%+%X%=%
VCo二25%X%+7%X%=%
Vh2=%X%+58%X%=%
Shq%X%+25%X%=%
Vn2=55%X%+3%X%=%
VCnHm^%X%=%
换算成混合湿煤气成分:
V湿CO2=VU2X100/(100+gH2OX100%=%
V湿CC=VfcX100/(100+gH2CX100%=%
V湿H2=V=H2X100/(100+gH2。
X100%=%
V湿ch=V=chX100/(100+gH2CX100%=%
V湿n2=Vfn2X100/(100+gH2CX100%=%
V湿CnHn=WcnHnX100/(100+gH2CX100%=%
表5混合煤气成分整理表(咧
CC2
CC
H2
CH4
N2
CnHm
H2O
煤气低发热量的计算:
Qdw=CC+H2+CH4+C?
H4++H
=X+X+X+X
(为简化计算起见,式中将CmHn全部简化看成C2H4—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=La/Lo,燃烧混合煤气b空为〜,计算中取,计算见表6
表6燃烧产物体积
煤气
组成
100m湿气
体积含
量(m)
反应式
需氧气的体积
生成物的体积(m)
CO2“CO2
CO+1/2。
2“CO2
H2+1/2O2“H2O
CH4+2。
2“CO2+
2H2O
N2tn2
H2OtH2O
C2H4+3O2t2CO2
+2H2O
当b空二时,空气带入的
当b空二时,过剩空气带入的
生成物总量(m3)
生成物成分(%)
69
注:
为简化计算起见,表中将CmHn全部简化看成一C2H4确定成分计算
2)燃烧1m3高炉煤气理论空气量Lo为:
Lo=/21二m3
3)实际空气需要量Ln为:
Ln=X=m3
4)燃烧1m3高炉煤气的实际生成物量V产为:
7产=m3
5)助燃空气显热Q空为:
0空=C空Xt空XLo
=X20X
=KJ
式中C空一助燃空气在t空时的平均热容,KJ/(m3「C)t空一助燃空气温度,C
6)煤气显热Q煤为:
Q煤=°
煤Xt煤X1
式中C煤一煤气在t煤时的平均热容,KJ/(m3•C)t煤一煤气温度,C
0煤=x30X1
7)生成物的热量Q产为:
Q产=(Q空+Q煤+Qdw)/燃烧1m3煤气的生成物体积(6—4)
=(++)/
(5)理论燃烧温度的计算:
t理=(Q空+Q煤+Qdw)/(V产C产)
式中:
t理一理论燃烧温度,C
C产一燃烧产物在t理时的平均热容,KJ/(m3•C)
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:
XVO2+WtN2XVN2KJ/m3
燃烧生成物在某温度的Q产,用下式计算:
Q产=WCO2XVCO2+WH2OXVH2O+WtO2
WtCO2、WtH2O、WtO2、WtN2分别为气体CO2、H2O、O2、N2,在压力为
101KPa温度为tC时的焓值,KJ/m3,可从附录表中查得:
Vco2、Vh2。
、V02、
Vn2分别为1m3生成物中该气体的含量,m3。
先设理论燃烧温度为1200C、
1300C、1400C、1500C,查表得,在各温度下的焓值,见表7。
表7CO2、H2O、O2、N2在1200C、1300C、1400C、1500C下的焓值KJ
/m3
温度/C
1200
1300
1400
3276
2540
2129
2012
1500
3522
1600
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8CO2、H2O、02、N2在1200C、1300C、1400C、1500T下的生成物热量KJ
/m
上述生成物的实际热量Q产为KJ/m3,可见其理论燃烧温度介于1400E〜1500E之间,按内插法求得理论燃烧温度t理为:
t理=1400+(-)x100/(-)
〜1488C
2简易计算
已知:
高炉有效容积2500m3,每立方米高炉有效容积蓄热室应具有加热面积取80m2(一般80〜90m2),n=4座。
(1)热风炉全部加热面积为80x2500=200000m2,则每座热风炉蓄热室所占加热面积为:
200000/4=5000m2。
(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=—2x(+++)=7.61m
(3)热风炉总断面积R=(x)*4=m2
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:
F2=x=m2,
蓄热室横断面积为:
F3=—=m2
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F4为:
F4=31.59m2(4)燃烧室选苹果型(既复合型)⑴,取半圆部分片燃烧室断面58%则
取R=1.50m校核燃烧室断面积:
F然=1/2XX+1/2XX1.502+XX2
=++
2
=m
即近似于m2
(5)选用宝钢7孔格子砖,格子砖外形尺寸:
X256mm
一个七孔砖的面积:
()X=m2
蓄热室一层格孔砖数:
十=742(块)
单个格子砖断面孔数为12个,蓄热室断面上总格孔数:
742X12=8904(个)
一米长格孔的加热面积:
1XX=m2
则格子砖的加热面积:
f=X8904=m2
格子砖高度:
50000-=41.60m
(6)其他尺寸:
1)底板支柱及炉算子:
热风炉炉壳底板为普碳钢板,地板钢板厚度为25mm炉算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40mm轻质粘土砖114mm高铝砖345mm=798mm
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
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