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步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q低温=17000kJ/标m3 3)煤气不预热：t煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 成分 焦炉煤气 3.1 0.4 2.9 9 57.9 25.4 1.3 (4)出炉膛烟气温度：t废膛=800℃ (5)空气预热温度(烧嘴前)：t空=350℃ 2.2 燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L0 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 = 2.2.4 计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 标m3/标m3 实际湿空气消耗量 = =6.0999 标m3/标m3 2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量 标m3/标m3 =0.4231 标m3/标m3 标m3/标m3 = 1.2526 标m3/标m3 标m3/标m3 =3.7507 标m3/标m3 标m3/标m3 =0.0897标m3/标m3 燃烧产物生成总量 标m3/标m3 燃烧产物成分 将燃烧产物生成量及成分列于下表 表2-2 焦炉煤气燃烧产物生成量（标m3/标m3）及成分（%） 合计 生成量（标m3） 0.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161 体积含量（%） 7.6703 22.7081 67.9955 1.6261 100 2.2.6 计算煤气燃烧产物重度 按燃烧产物质量计算 把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入 Kg/m3 =1.2063Kg/m3 2.2.7 计算燃料理论燃烧温度 由t空=350℃，查《》C空=1.30kJ/标m3， 由《燃料与燃烧》P38,得燃烧室(或炉膛)内的气体平衡压力接近1个大气压(大多数工业炉如此),那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等) . . 所以, 由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得 , 所以 误差 在误差范围内，故不必再假设。 因此，可满足步进式加热炉加热工艺要求 2.3 炉膛热交换计算 2.4 金属加热计算 金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。按炉子有效长度分成三个区段(即预热段、加热段、均热段)分别进行计算。 计算方法简述如下： 预热段和加热段采用热流等于常数的边界条件求解。均热段计算有两种方法①根据经验直接确定均热段实底段长度。②选定均热度求均热时间。后一种方法用于均热床架空的时候，它与实际情况相差很大，应根据经验修正。 2.4.1 均热段 该金属加热开始时，断面温度呈抛物线分布（《设计手册下》，P89），取出炉时，钢的断面温差为10℃，采用抛物线的理想平均值求法。 加热终了时，钢坯的平均温度 在此温度下，钢的导热系数 求热流密度 式中：S—钢材厚度（m），对于双面加热，厚度取， 均热段炉气温度 =1201.46℃ 前面假设温度为1250℃，误差为 ＜﹒i= Cp*t=1193.33*0.68716=820.0109 kJ/kg 2.4.2 加热段 设加热段加热终了时，金属断面温差=50℃ 钢坯平均温度 加热段末端钢坯表面热流 查设计手册，在1167℃时， （3） 加热段炉气温度 与前面假设炉气温度1300℃仅相差20℃ 误差 ＜ 式中：—均热度 —金属均热开始时的表面与中心温度差 —金属均热终了时的表面与中心温度差