14.热风炉有关计算实例要点
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，%；
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： 1001002O
H V V -?
=干湿
100
5
100-?
=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
=0.977干V
则, CO2 17.4%×0.977=17.000%
CO 23.6%×0.977=23.057% H2 3.1%×0.977=3.029% CH4 0.1%×0.977=0.098% O2 0.1%×0.977=0.098% N2 55.7%×0.977=54.419%
10-2 煤气低发热值如何计算？
煤气发热值有高发热值、低发热值两种，一般燃料燃烧计算采用低发热值。每13m 煤气中含1%体积的各个可燃成分的热效应如下： 煤气可燃成分 CO H2 CH4 C2H4 H2S 热效应，kJ 126.36 107.85 358.81 594.4 233.66
计算实例：
已知某热风炉使用的高炉煤气成分为：CO2 17.2%，CO 23.8%，H2 0.8%，CH4 0.1%，N2 53.1%，H2O 5.0%。求该煤气的低发热值。
解：根据公式：
+++=4281.35885.10736.126CH H CO Q 低 (10-3) 则 1.081.3588.085.1078.2336.126?+?+?=低Q
=3007.4+86.28+35.88 =3129.563/m kJ
10-3 实际空气需要量如何计算？
为了保证煤气完全燃烧，实际空气需要量应比理论空气量略大些。实际空气需要量和理论空气需要量之比叫做空气过剩系数。空气过剩系数以下式表示：
L L n n
=
(10-4) 式中：n ——空气过剩系数；
Ln ——实际空气需要量； Lo ——理论空气需要量。 计算实例1：
某热风炉烧高炉煤气300003m /h ，每13m 高炉煤气理论助燃空气量为0.753m ，求过剩空气系数在1.05时，实际空气需要量。
解：由给定的已知条件可知：理论助燃空气量为Lo=30000×0.75=225003m /h 。
根据公式：0
L L n n
∴ Ln =n ·LO=1.05×22500=236253m /h 答：实际空气需要量为236253m /h 。
计算实例2：
已知某煤气的理论空气需要量为180m3/min ，如果空气过剩系数取1.2时，实际空气需要量为多少？
解：180×1.2=216( m3/min) 答：实际空气需要量为216m3/min 。
计算实例3：理论空气需要量的计算：
已知湿煤气成分为CO=25%、H 2=2%、C 2H 4=0.5%、CO 2=15%、N 2=56%、 H 2O=1%，求该煤气燃烧的理论空气需要量。 解：根据公式 )S H 2
1
1H C 3CH 2H 21CO 21(100762.4Lo 242422O -++++=
(10-5)
将数值代入公式，则：
33m /m 69.0)5.02221
2521(100762.4Lo =×+×+×=
答：1m 3煤气燃烧理论空气：量为0.69m 3/m 3。
10-4 空气过剩系数如何计算？ 1.求空气过剩系数的计算实例：
某热风炉烧高炉煤气300003m /h ，每13m 高炉煤气理论助燃空气量为0.753m ，助燃风量指示为240003m /h 时，求空气过剩系数?
解：理论空气需要量Lo=30000×0.75=22500m3/h 实际空气需要量Ln=24000m3/h 所以，0
L L n n
=
= 24000 /22500 =1.067
答：空气过剩系数为1.067。
2.根据废气成分计算空气过剩系数实例：
计算实例之一
已知某热风炉正常燃烧时，其烟道废气分析如下：CO2 24%，CO 0%，O2 1%，求过剩空气系数? 解：根据公式：
()?
?
????+--=
222
100792121
O RO O n (10-6)
式中：n ——过剩空气系数；
O2——废气中氧含量，%； RO2——CO2+SO2体积百分含量，%
所以()?
?
????+--=
1241001792121
n
=1.053
答：过剩空气系数为1.053。 计算实例之二
某热风炉只烧高炉煤气，烟气化验为CO2 24%，O2 2%，CO 0%，问该燃烧是否合理。
解：根据公式
()?
?
????+--=
222
100792121
O RO O n
()?
?
????+--=
2241002792121
=1.135
只烧单一高炉煤气时n=1.05～1.10为宜，故燃烧不太合理过剩空气系数偏大。
10-5 混烧高热值煤气如何计算？
在实际生产中，往往要同时使用几种煤气，一般来说，使用部分高热值煤气来混合到发热值较低的煤气中去。对于热风炉来说，常见的就是把发热值较高的焦炉煤气混合到发热值较低的高炉煤气中去。根据要求的发热值求出高炉煤气和焦炉煤气的混合比。
设高炉煤气含量为x ，则焦炉煤气含量为(1-x)，则
()焦
低
高
低混
低Q X XQ Q -+=1 经推导得出：
()%1001?--=
-=高低
焦低高
低混低Q Q Q Q X V (10-7)
式中：
X ——需要混入的高炉煤气量，%； V ——需要混入的焦炉煤气量，%；
高
低Q ——高炉煤气发热值，3/m kJ ；
混低Q ——所要求达到的混合煤气发热值，3/m kJ ；
焦低Q ——焦炉煤气发热值，3/m kJ 。
计算实例之一
某热风炉烧混合煤气400003m /h ，高炉煤气的发热值为33503/m kJ ，焦炉煤气发热值为176003/m kJ ，求混合煤气发热值为460003/m kJ ，需加入多少焦炉煤气量?
解：根据公式：
%100?--=
高低
焦低高低
混低Q
Q Q Q V
=(4600-3350) /(17600-3350) ×100% =8.8% 需焦炉煤气量为：
40000×8.8%=35203m /h 答：需加入焦炉煤气量35203m /h 。 计算实例之二
某热风炉烧高炉煤气36480 3m /h ，高炉煤气的发热值为3350 3/m kJ ，焦炉煤气的发热值为17600 3/m kJ ，求混合煤气发热值为4600 3/m kJ 需加入多少焦炉煤气量。 解：根据公式
%100?--=高低
焦低高低
混低Q
Q Q Q V
=
%1003350
176003350
4600?--
=8.8%
又根据比例相等原则，设混入焦炉煤气量为X
V X
V =-136480 则 088
.0088.0136480X =
- ∴912.0088
.036480?=X
=35203m /h
答：需加入焦炉煤气3520 3m /h 计算实例之三
某热风炉烧高炉煤气36480 3m /h ，焦炉煤气3500 3m /h 。高炉煤气发热值为3350 3/m kJ ，焦炉煤气发热值为17600 3/m kJ 求该炉用混合煤气发热值。
解：根据公式
%100?--=
高低
焦低高低
混低Q
Q Q Q V
其中：%1003500
364803500
?-=
V
=0.0875
将各数值代入上式，得
3350
176003350
0875.0--=
混低Q
解得 混
低Q =4595 3/m kJ
方法二：
3500
3648017600
3500335036480+?+?
=4596 3/m kJ
答：混合煤气的发热值为4596 3/m kJ 。
10-6 理论燃烧温度如何简易计算？
理论燃烧温度
燃料燃烧时，热量的主要来源是燃料的化学热，即燃料的QDW ，若空气或煤气预热时，还包括这部分的物理热Qa 和Qg 。当这些热量全部用来加热燃烧产物，没有其他热损失时，燃烧产物可以达到的温度应当是理论燃烧温度，但在高温下由于CO2和H2O 有一部分产生热分解，因此，理论燃烧温度比预想的要低一些，理论燃烧温计算公式为：
T Q Q Q V C f DW g a
P P
=
++ (10-7)
式中：QDW —煤气的低发热值，kJ/m3；
Qg —煤气的物理热，kJ/m3；
Qa —空气的物理热，kJ/m3； Vp —燃烧产物体积量，m3； Cp —燃烧产物的热容，kJ/m3℃。 由在实际燃烧过程中，燃烧发出的热量有一部分散失于周围环境中，也可能有些燃料并没有完全燃烧，故实际炉子所能达到的温度要比理论燃烧温度低。
对于计算理论燃烧温度来说是非常复杂的，往往采取简易计算。 根据实践统计，高炉煤气的理论燃烧温度可用下式计算：
330287.0+=低理Q T (10-8)
或45025.0+=低理Q T (10-9) 对于高炉煤气和焦炉煤气混合的煤气可用下式计算。
7701485.0+=低理Q T (10-10)
式中理T ——理论燃烧温度，℃；
低Q ——煤气低发热值，3/m kJ 。 计算实例：
某热风炉只烧高炉煤气，其湿煤气热值为3433 3/m kJ ，试用简易方法，计算该煤气的理论燃烧温度。 解：用公式：330287.0+=低理Q T
=0.287×3433+330 =1314℃
或者用公式：45025.0+=低理Q T
=0.25×3433+450 =1308℃
答：理论燃烧温度为1308℃，或1314℃。
若混合煤气低发热值为4600 3/m kJ ，其理论燃烧温度为：
7701485.0+=低理Q T
=1454℃。
10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算？ 热风炉冷却水压力的确定：
MPa P P 05.010
,,+-+
=米
水压表的高度米高度热风阀全开进出水管的风水
(10-11)
计算实例之一：
某高炉热风炉风压为0.23MPa ，由地面到热风阀全开进出水管最高位置的27米，距地面12米处有一水压表指示为0.45MPa ，问该热风炉水压是否够用? 解：根据公式，则
05.010
12
2723.0+-+
=水P =0.43MPa
比较：0.45＞0.43 答：水压够用。 计算实例之二：
某热风炉为落地式热风炉，其热风压力为0.20MPa ，热风阀全开进出水管距地面12米，求该热风炉需要的最低水压是多少? 解：根据公式，则
05.010
1220.0+-+
=水P =0.37MPa
答：最低水压需0.37MPa 。
10-8 热风炉热效率如何计算？
热风炉热效率的计算公式如下：
()%100?++-=
空
空空煤气煤气煤气低煤气冷冷风风风t C V t C V Q V t C t C V η (10-12)
式中：
η——热风炉热效率，%；
风V ——周期风量，3m /周期；
煤气V ——周期煤气消耗量，3m /周期；
低Q ——煤气低发热值，3/m kJ ；
煤气C ——煤气比热，3/m kJ ；
冷C ——冷风比热，3/m kJ ℃； 风C ——热风比热，3/m kJ ℃；
煤气t ——煤气温度，℃；
冷t ——冷风温度，℃； 风t ——热风温度，℃； 空t ——助燃空气温度，℃； 空C ——助燃空气比热，3/m kJ ℃； 空V ——助燃空气周期用量，3m /周期。 计算实例1：
某高炉通过热风炉风量为20003m /分，热风温度1100℃，冷风温度100℃，三座热风炉采用两烧一送制，送风时间为60分钟，燃烧时间110分，相当1.83h ，每座热风炉烧360003m /h 高炉煤气，助燃空气量为260003m /周期，试用国际单位制计算该热风炉的热效率? 已知条件：
冷C =1.3053/m kJ ℃； 风C =1.4263/m kJ ℃；
煤气C =1.2983/m kJ ℃；
空气C =1.3223/m kJ ℃；
冷t =100℃； 风t =1100℃；
煤气t =25℃；
空t =20℃；
煤气V =36000×110/60=658803m ，
空V =26000×1.83=475803m 低Q =34333/m kJ ， 将各数值代入： ()()%10020
322.183.12600025298.1343383.136000100305.11100426.1602000????+?+??-??=
η
=75.16%
答：该热风炉的热效率为75.16%。 计算实例2：
已知热风炉热效率求每座炉燃烧的煤气量?
某高炉通过热风炉的风量为20003m /分，热风温度1100℃，三座热风炉采用两烧一送制，燃烧时间为110分钟，换炉10分钟，送风时间为60分钟，已知该炉的热效率为74.88%，求实际每次座炉燃烧煤气量? 已知条件：
冷C =1.3053/m kJ ℃；风C =1.4263/m kJ ℃； 煤气C =1.2983/m kJ ℃；
空气C =1.3023/m kJ ℃；冷t =100℃； 风t =1100℃； 煤气t =35℃； 空t =20℃； 煤气V =36000×110/60=658803m
空V =26000×1.83=475803m 低Q =34333/m kJ
风V =2000×60=1200003m /周期； 解：根据公式：
()%100?++-=
空
空空煤气煤气煤气低煤气冷冷风风风t C V t C V Q V t C t C V η
变换公式：
()煤气
煤气低空
空空冷冷风风风煤气t C Q t C V t C t C V V ηηη+--=
将各数值代入。
()()7488
.03530.1343320
302.14758007488100305.11100426.16020000??+???-?-??=
煤气V
=65875.83m /周期
65875.8÷1.83=35997.7=360003m /h 。 答：实际每座炉燃烧煤气量为360003m /h 。
10-9 如何高炉煤气发生量的理论计算与简易计算？ (一)理论计算：
高炉煤气发生量的理论计算公式为：
损
尘铁挥熔料煤焦煤气
V CH CO CO C C C C C C C V -?
++--++++=4.2212
10042
(10-13) 公式说明：
高炉煤气发生量的计算，以碳平衡为基础，入炉碳素量应等于排出碳素量。对单位生铁而言，入炉碳素包括：焦炭、煤粉、原料、熔剂、挥发物带入的碳素，分别用
挥
熔料煤焦、C 、C 、C 、C C 表示。排出碳素包括生铁带出、炉渣带出、炉顶炉
尘带出、高炉煤气带出及炉顶均压用煤气、休风损失煤气，出铁放渣带出的煤气中的碳素，分别用渣
铁、C
C (化学分析中不含C ，所以不计)，损
煤气尘、C 、C C (包
括均压用煤气，休风损失煤气，出铁放渣带出煤气中的碳素)。
挥熔料煤焦入C C C C C C ++++=
损
煤气尘铁出C C C C C +++=
出
入C C =
尘
铁挥熔料煤焦损煤气C C C C C C C C C --++++=+
煤气
煤气V CH CO CO C ??++=
4.2212
10042 3m /t
式中：4
2、CO、CH
CO 为炉顶煤气中各组成的百分数。
损
C 是产生煤气后输送过程中的损失，所以上式变为：
损
尘
铁挥熔料煤焦煤气V CH CO CO C C C C C C C V -?
++--++++=
4.2212
10042
现以2007年6月生产数据为依据，列表如下：
表10-1 某厂6月份高炉生产数据煤气发生量理论计算 序号 名称 单耗，kg/t 含碳量,% 总碳量,kg 1 焦炭 392.02 86.50 339.10 2 煤粉 127.18 79.02 100.50 3 焦丁 25.16 84.50 21.26 4 重力灰 15.6 25.75 4.02 5 布袋灰 3.9 36.21 1.41 6 铁水 1000.00 4.30 43.00 气化碳量
412.43
重力灰、铁水数据为历史均数据，布袋灰数据为估计数据。 表10-2 2006年上半年高炉煤气平均成分，% 组分 CO2 CO CH4 H2
N2
O2
Q 低
kJ/Nm3 含C 组
分
%
19.07
25.05
0.70
1.93 5
2.73
0.5
3623
44.82
吨铁煤气量计算：
煤气量=412.43×22.4/（0.12×44.82）=1717Nm3/t (二)高炉煤气发生量的简易计算
理论计算比较复杂，常用的有三种计算方法：
1、系数法：一般情况下高炉煤气发生量是高炉每小时鼓风（冷风）流量的1.3——1.5倍；
2、焦炭系数法：是指每小时高炉生产需要消耗多少焦炭（如果喷煤的话，煤粉也要折合为焦炭加进去），一般情况下每吨焦炭会产生3500立方米高炉煤气。
3、氮气平衡法：就是先计算出每小时高炉鼓风中的氮气含量，然后对照高炉煤气分析查处高炉煤气中氮气的百分比，然后就可以计算出高炉煤气的量了，这种方法是最为精确的计算方法。例如：高炉每小时鼓风200000m3，空气中氮气的含量为78%；查的高炉煤气中氮气的比例为58%，则高炉煤气为[（200000×78%）×100]/58=268965.5m3
仍按高炉内碳的平衡，推出吨铁煤气发生量的简单计算公式：
单
煤气C V 668.4= (10-14)
式中：单
C ——每吨生铁所产生煤气量的全部含碳量。
计算实例1：
某高炉焦比392.02kg/t 铁，煤比127.18kg/t 铁，焦炭含固定碳86.50%，煤粉含固定碳79.02%，进入生铁和煤气灰带走的碳量，每吨按50kg 计算。
单
C =392.02×0.865+127.18×0.7902-50
=389.56kg 所以
单
煤气C V 668.4=
=4.668×389.56=1818.463m /t
与理论计算法十分相近。 计算实例2：
某高炉焦比548kg/t 铁，煤比45kg/t 铁，焦炭含固定碳85%，煤粉含固定碳74%，进入生铁和煤气灰带走的碳量，每吨按50kg 计算。
单C =548×0.85+45×0.74-50
=449.1kg 所以单煤气C V 668.4=
=4.668×449.1 =2095.93m /t
简单计算公式2: 焦比高取较大系数值，焦比低取较小系数值。
V煤气＝(1.2--1.35)×风量（m3/h） (10-15) 计算实例3：
某高炉冷风流量1100m3/min, 日产生铁1000t/d,计算其煤气发生量？
V煤气＝1.35×风量（m3/h）
所以V煤气＝1.35×1100×60（m3/h）
=89100（m3/h）
89100÷1000×24
=2138.43
m/t
与理论计算法十分相近。 也可按１吨焦炭产生3500m3煤气大致计算。
要知道吨铁煤气量的话就必须先知道高炉的吨铁综合焦比（就是吨铁焦炭消耗量加喷煤煤粉消耗折合为焦炭的总量），然后乘以3500就是吨铁煤气发生量。例如：高炉焦比400公斤/吨铁，喷煤比160公斤/吨铁。则为：煤粉折合焦炭系数一般为0.85——0.9；（0.16×0.9+0.4）×3500=1904m3/t铁。
计算实例4：
已知高炉鼓风量为900m3/min，求煤气发生量？
（高炉煤气成分：CO2=15%、CO=25%、H2=2%、N2=58%，风中水分不计）
解：煤气量=风量×（风中N
2%/煤气中N
2
%）(10-16)
则有：煤气量900×60×79/58=73550Nm3/h 答：煤气发生量为73550Nm3/h。
10-10 煤气标准状态下的重度如何计算?
煤气的成分为CO=27.4%、CO
2=10%、H
2
=3.2%、N
2
=59.4%，求此煤气标准状态
下的重度。（rco=1.251kg/m3、rco
2=1.997 kg/m3、rH
2
=0.0899 kg/m3、rN
2
=1.251
kg/m3）
解：
r煤气＝CO×rco+CO2×rco2+H2×rH2+N2×rN2, kg/m3 (10-17) 0.274×1.251=0.3375(kg/m3)
0.1×1.997=0.1997(kg/m3)
0.032×0.0899=0.0029(kg/m 3)
0.594×1.25=0.7425(kg/m 3) r 煤气＝0.3375+1.997+0.0029+0.7425=1.2826 kg/m 3 答：此煤气重度为1.2826 kg/m 3。
10-11 煤气流速如何计算？
煤气管道直径为600mm ，煤气流量是15000m 3/h 。求煤气流速是多少？ 解：
每秒流量为：s /m 17.43600
15000
3= 管道截面积为：22
m 283.0π4
6.0=?
流速为：
s /m 7.14283
.017
.4= 答：流速为14.7 m/s 。
10-12 烟道废气的流速如何计算？
已知热风炉煤气消耗量为7200m3/h ，燃烧产物量为2.9m3/Nm3。煤气废气流经烟道的温度为450℃。烟道截面积为1.2m2。求废气在烟道中的流速是多少？ 解：废气体积=2.9×7200/3600=5.8 Nm/s 。
450℃时的废气体积流量=5.8 m/s ×（1+450/273）=15.4 Nm/s 。 烟道流速=15.4/1.2=12.8 m/s 。 答：烟道废气的流速为12.8 m/s 。
10-13 炉顶煤气取样管如何计算？ 炉顶煤气取样管总长度的确定：
全长=(炉喉直径+100)/2+炉墙厚度+取样孔法兰长度 (10-18)
实际炉身半径煤气取样五点位置确定： 第一点：距炉墙50mm ；
第二点：大钟边缘与炉喉间隙中第一点距离的一半。 第三点：大钟边缘； 第四点：大钟半径的一半；
第五点：炉子中心(大钟中心)。 计算实例：
做一取样管：某高炉炉喉直径为6000mm ，大钟直径为4200mm ，取样孔处炉墙厚度为800
mm ，取样孔阀门的法兰长600mm 。 解：(一)取样管全长的计算： L= [(6000+100)+800+600]/2 =4450mm
(二)各取样点的确定 第一点：距炉墙50mm 处，则 50+800+600=1450mm
第五点，位于炉子中心，则： 50+3000+800+600=4450mm 第三点：位于大钟边缘处，则： 50+(6000-4200)/2+800+600=2350mm 第一点到第二点的距离为： (6000-4200)/4=450mm ，所以 第二点的位置为 50+450+800+600=1900mm 第三点到第四点的距离为： 4200/4=1050mm 第四点的位置为： 2350(第三点)+1050=3400mm
10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算？ (一)盲板厚度的确定 盲板厚度可根据下式计算：
[]
C KP
d
+=σδ(mm) (10-19)
式中：δ——盲板厚度(mm)；
d——计算直径(mm)；
K——系数，取0.3；
P——计算压力(MPa)；
[σ]——许用应力(MPa)；
C——负公差及腐蚀,C=1.5—2(mm)
一般来说，直径≤250mm的盲板厚度不小于4mm，直径≥300mm的盲板不小于4.5mm。
但是，在生产实践中，盲板的厚度一般不是计算出来的，因为它往往受到作业条件等因素的影响，因而盲板厚度的确定，一般要考虑下列因素而决定：
(1)盲板直径：一般直径越大，盲板越厚。
(2)作业法兰撑开的程度：作业条件艰苦，估计法兰很难撑开，盲板要适当偏薄。
(3)盲板使用时间：一般属临时性的盲板，可适当偏薄，而永久性盲板则应偏厚。
(4)管道工作压力：管道工作压力高则应偏厚，否则可以偏薄。
(5)煤气品种：一般永久性盲板应考虑煤气中腐蚀性气体含量，即盲板腐蚀速度。
根据上述条件和工作中经验，盲板厚度大约数值如表10-1所示。
表10-1 不同直径下盲板厚度数值
盲板直径 (mm) ≤500 600～
1000
1100～
1500
1600～
1800
1900～
2400
≥2500
盲板厚度
(mm)
6～8 8～10 10～12 12～14 16～18 20以上
(二)盲板直径的确定：
用盘尺量得抽堵盲板法兰附近管道外圆周长S，同时量得螺丝孔里边距管道外壁距离H，那么：
盲板直径=0.3185×S+2×H-10(mm) (14-15)
其中，0.3185为圆周率π(3.145926)的倒数；(-10)是为了防止由于管道的不圆度造成的盲板假大，因而，计算出盲板直径后，应适当减小10mm。
(三)垫圈厚度及大小的确定：
垫圈厚度的确定：
垫圈的作用是将盲板抽出后用来填补管道法兰空隙使法兰更加严密。其厚度根据下式条件决定：
(1)法兰间空隙：如法兰间确实空隙太小，应适当偏薄。
(2)保证垫圈不变形过大，以妨碍作业，因此，垫圈厚度一般为：
垫圈直径小于1000mm时，厚度为3mm。
垫圈直径大于1000mm时，厚度一般在4～5mm。
垫圈直径的确定：
垫圈直径的确定与盲板直径的确定相同。
关于盲板及垫圈的尺寸和重量也规范化，请参阅《盲板尺寸和重量一览表》。
计算实例１：
今有一高炉煤气管道要堵盲板，但不知道管道的直径是多少，经测量该管道周长为3768mm，求盲板直径?
解：根据公式：
盲板直径=0.3185×S+2×H-10
H取40mm，则
盲板直径=0.3185×3768+2×40-10
=1270mm
答：盲板直径为1270mm。
计算实例２：
某一高炉煤气管道，已较长时间没用，但不知道管道直径是多少，经现场测量管道周长为4712mm，求盲板圈的内径与外径：
解：(1)求垫圈内径：
L=Dπ
D=L/π=4712/3.14=1500.63mm
=1500mm(可作内径)
(2)求垫圈外径：
取H=40mm，则
垫圈的外径为1500+2×40=1580mm。
答：垫圈的内径应为1500mm，外径应为1580mm。
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 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
14.热风炉有关计算实例.
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
热风炉送风温度控制系统的设计说明
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)
热风炉
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
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(%
热风炉设计说明书
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。
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。
高效节能热风炉设计与计算
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
高炉热风炉设计说明书
} 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。
14热风炉有关计算实例
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，%；
热风炉课程设计教材
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 =++++ +
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=+?= += 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
热风炉系统设计毕业论文
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
热风炉中级复习资料
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。（）×
热风炉设计说明书(推荐文档)
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