加热炉的优化设计.docVIP

技术设计 2.1 燃料燃烧计算 2.1.1 燃烧计算的目的及内容 燃烧计算包括如下内容： 燃料的低位发热量（）； 单位燃料完全燃烧失的空气需要量()； 单位燃料完全燃烧时的燃烧产物量（）； 燃烧产物的成分及其密度（ρ）； 理论燃烧温度（） 燃烧计算的目的是为加热炉设计提供必要的参数。计算空气需要量的目的在于合理有效地控制燃烧过程，合理地选择燃烧设备及鼓风机和供风管道系统、设计燃烧装置提供必要的依据。燃烧产物生成量及其密度的计算是设计烟道、烟囱系统，选用引风机等必不可少的依据。 由燃烧产物成分的计算可以进行炉气黑度的计算，进而可做传热计算。 理论燃烧温度是计算炉温的重要原始数据之一。在炉子的热量总消耗已知的情况下，根据燃料的发热量即可求出总的燃料消耗量。 2.1.2 燃烧计算1. 燃料的种类及成分： 燃料种类：高炉煤气和转炉煤气 高炉煤气成分：（％） 20 20 1.6 0.48 57.92 转炉煤气成分：（％） 55 6 1.8 0 37.2 2. 燃烧方法及空气消耗系数n 由于采用蓄热式烧嘴，空气消耗系数取n＝1.05 3. 空气、燃料的预热温度。 采用双预热空气煤气都预热到1000℃。 2.1.3 燃料燃烧计算步骤 1. 换算燃料成分 对于固体、液体燃料，应先将已知的燃料成分（干燥成分、可燃成分等）换算成应用成分，才能继续进行以后的一系列计算、 应用成分（％）＝干成分（％）× 应用成分（％）＝可燃成分（％）× 式中：为应用基水分的重量百分数；为应用基灰分的重量百分数。 当气体以干成分给出时，也应将其换算成湿成分。 将气体燃料的干成分换算为湿成分的换算系数k为： k＝ 而 ——100m3湿煤气中水蒸气的体积；m3 ——相应温度下1 m3 干气体中所包含的水蒸气的重量，，具体数值可由附表查的。 由此可得高炉煤气的湿成分： …………………… …………………… ———————————————— 总计＝100 由手册可查的20℃时每立方米煤气所包含的水蒸气量： ＝18.98 则 ＝ ＝2.30 k＝ ＝ ＝0.977 高炉煤气的湿成分为： ＝0.977×20 ＝19.54 ＝0.977×20 ＝19.54 ＝0.977×1.6 ＝1.56 ＝0.977×0.48 ＝0.47 ＝0.977×57.92 ＝56.59 2.30 ———————————————— 总计＝100 转炉煤气的湿成分为： ＝0.977×6 ＝5.86 ＝0.977×55 ＝53.74 ＝0.977×1.8 ＝1.76 ＝0.977×37.2 ＝36.34 2.30 ———————————————— 总计＝100 2. 燃料低发热值的计算。 高炉煤气的低发热值可根据其化学成分计算： ＝127.7 ＋107.6 ＋358.8 ＝127.7×19.54＋107.6×1.56＋358.8×0.47 ＝2831.75 转炉煤气的低发热值根据其化学成分计算： ＝127.7 ＋107.6 ＝127.7×53.74＋107.6×1.76 ＝7051.2 3 空气消耗系数的确定。 燃烧计算中应合理地选取空气过剩系数n 。空气消耗系数的选取与燃料的种类、燃烧方法以及燃烧装置的形式有关，参考如下： 固体燃料：n＝1.20～1.50 气体燃料：无焰烧嘴n＝1.02～1.05；有焰烧嘴n＝1.10～1.20 液体燃料：低压烧嘴n＝1.10～1.15；高压烧嘴n＝1.20～1.25 蓄热式烧嘴属有焰烧嘴，取n＝1.11 4 单位燃料完全燃烧时空气需要量与燃烧产物量。 高炉煤气的空气需要量及燃烧产物量 理论空气需要量(): ＝0.0476×(0.5＋0.5＋2-) ＝0.0476×(0.5×1.6＋0.5×20＋2×0.48-0) ＝0.560 ＝ ×(1＋0.00124) ＝0.56×(1＋0.00124×18.98) ＝0.573 实际空气需要量() ＝ ＝1.11×0.560 ＝0.622 ＝ ＝1.11×0.573 ＝0.636 实际燃烧产物量() ＝＋＋＋ 式中： ＝ ＝ ＝ ＝ 所以得：＝(19.54＋0.47＋19.54) ×0.01 ＝ 0.396 ＝ ＝ (1.56＋2×0.47＋2.30)×0.01＋0.00124×0.636×18.98 ＝0.063 ＝ ＝0.21×(1.11-1)×0.560 ＝0.013 ＝ ＝ (56.59＋79×0.636)×0.01 ＝1.068 ------------------------