焦?fàn)t設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)

1、焦?fàn)t設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)1依據(jù)在方案論證中必須指出設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)依據(jù)分二種情況：鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦?fàn)t多為復(fù)熱式焦?fàn)t，設(shè)計(jì)計(jì)算以高爐煤氣加熱為主。 獨(dú)立焦化廠焦?fàn)t以單熱式焦?fàn)t為主，設(shè)計(jì)計(jì)算以焦?fàn)t煤氣加熱為主。 并注意設(shè)計(jì)計(jì)算均以焦側(cè)為主。2主要公式2.1爐孔數(shù)和爐組的最后確定(1)焦?fàn)t的生產(chǎn)能力與爐孔數(shù)計(jì)算總爐孔數(shù)N=100 G365 24 0.95 V式中N總爐孔數(shù)目，個(gè)；G干全焦的年產(chǎn)量，萬(wàn)噸/年;V 炭化室有效容積，m3/孔；P 堆煤密度，t/m3；K全焦率，%考慮到炭化室檢修時(shí)的減產(chǎn)系數(shù)，0.95;焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間，h。注意焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間是受多個(gè)因素影響的復(fù)雜因 素，必須作充分論證討論。單孔裝煤量G0=

2、pV-t/孔設(shè)計(jì)好總爐孔數(shù)后，必須再?gòu)?fù)算焦?fàn)t的實(shí)際生產(chǎn)能力M，萬(wàn)噸全焦/年(2)機(jī)械裝備水平焦?fàn)t配套機(jī)械推焦車裝煤車熄焦車攔焦車生產(chǎn)用備用2.2蓄熱室計(jì)算221流量分配比的確定在焦?fàn)t設(shè)計(jì)中這部分容是最重要的，該部分計(jì)算有錯(cuò)誤的話，下面容將要全部 反攻重算高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣加熱計(jì)算有所不同（1）機(jī)、焦側(cè)氣流流量分配比（即耗熱比）造成機(jī)、焦側(cè)流量不同一般有三個(gè)主要原因: 錐度方向引起的裝煤量不同 裝煤量不同，但機(jī)焦側(cè)焦餅要同時(shí)成熟，故焦側(cè)焦餅溫度比機(jī)側(cè)溫度要高15 20C 廢氣熱損失，焦側(cè)比機(jī)側(cè)大，故焦側(cè)耗熱量比機(jī)側(cè)要大。按經(jīng)驗(yàn)值，后兩個(gè)原因造成的差比為1.051.06倍，當(dāng)炭化室錐度為50mm1

3、.0621.114 （注意各人設(shè)計(jì)炭化室寬度是不同，因而必須自己計(jì)算。)(2) 蓄熱室廢氣流量分配比：為了使空氣蓄熱室和咼爐煤氣蓄熱室的廢氣排出 溫度接近。則進(jìn)入空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室的氣體流量應(yīng)有一定的分配比，這樣才可充分利用蓄熱室的面積。進(jìn)煤氣蓄熱室的廢氣量煤氣經(jīng)蓄熱室預(yù)熱所需的熱量m進(jìn)空氣蓄熱室的廢氣量空氣經(jīng)蓄熱室預(yù)熱所需的熱量蓄1.258V某焦(c煤出t煤出c煤進(jìn)t煤進(jìn))0.414(1.157 1080 1.352 90)蓄V空焦(c空出t空出c空進(jìn)t空進(jìn))0.350(1.428 1080 1.344 90)式中V煤焦畜焦側(cè)煤氣蓄熱室煤氣流量，m/s;V空焦蓄焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量，m

4、3/s;(Kg C；c煤進(jìn)、c煤出為進(jìn)、出口煤氣蓄熱室的煤氣比熱容，KJ/t煤進(jìn)、t煤出相應(yīng)的溫度，C；(Kg C；c空進(jìn)、c空出一一為進(jìn)、出口空氣蓄熱室的空氣比熱容，KJ/t空進(jìn)、t空出一一相應(yīng)的溫度，C；現(xiàn)假設(shè)t煤出=t空出=1080 C , t煤進(jìn)=t空進(jìn)=90 C。注意：工學(xué)士必須掌握試插法。 這從假設(shè)t煤出=t空出=1080 C , t煤進(jìn)=t空進(jìn)=90 C開(kāi) 始查得：c煤進(jìn)、c煤出、c空進(jìn)、c空出，再通過(guò)蓄熱室熱平衡計(jì)算出t空進(jìn)、t空出溫度，看 假設(shè)是否合理，若不合理必須從頭開(kāi)始再假設(shè)計(jì)算。公式中V煤焦蓄、V空焦蓄流量也同樣由下面公式計(jì)算才能知道。2.2.2氣流流量計(jì)算下面是舉例數(shù)

5、據(jù)，該部分計(jì)算數(shù)據(jù)必須按自己設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，熱量單位、壓力單位必須用國(guó)際單位制，否則作為一個(gè)大錯(cuò)誤：1 Kcal=4.1868 KJ1mmH 2O=9.8Pa lO.OPa(1) 每個(gè)燃燒室所需流量: 干、濕高爐煤氣量：V干高 G-q耗 35.7 3048 1000 1352m汗煤氣/hQ低 20.5 3927式中 G炭化室單孔裝煤量，35.7t/孔；3048 每千克干煤耗熱量，為設(shè)計(jì)定額查設(shè)計(jì)手冊(cè)所得，配煤水份10.0%3Q低一一高爐煤氣低位發(fā)熱量為3927KJ/m ； 周轉(zhuǎn)時(shí)間，設(shè)計(jì)為20.5小時(shí)。燃 135213523、/eV濕高1413m3濕煤氣/h1 4.36%0.9564式中4.

6、36%煤氣飽和溫度為30 C時(shí)的1m3煤氣含水百分量； 空氣量： V V干高L空1352 0.8839 1195m3濕空氣/h式中0.8839=1.25時(shí)，1m3干高爐煤氣燃燒所需的濕空氣量，查燃燒反應(yīng)表可得，m 廢氣量：V燃 V 燃高 V廢1352 1.78 2407m3廢氣/h式中1.78 =1.25時(shí)，1m3干高爐煤氣燃燒所產(chǎn)生的濕廢氣量，m3。查燃燒反應(yīng)表可得，m3。(2) 煤氣和空氣蓄熱室流量分配： 機(jī)、焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量：V空 2 V空燃 2 1195 2390m3濕空氣 /h 機(jī)、焦側(cè)煤氣蓄熱室煤氣流量:V 蓄 2 V燃(即Vs高燃)2 1413 2826m3濕煤氣 /h式中

7、 2為每一個(gè)蓄熱室空氣、煤氣流量要相應(yīng)供給兩個(gè)燃燒室用 焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量:蓄 空焦2390 1.114n 13600 (1 1.114)36003330.350m /sec 20.99m /min 1259.4m /hWord文檔 焦側(cè)煤氣蓄熱室煤氣流量:蓄 蓄 n 2826 1.114 V煤焦 V煤n 13600(1 1.114)焦側(cè)空氣蓄熱室廢氣流量：V廢2 V燃V空焦2 V廢n11n 11 m360030.312m/sec318.72m /min2407 2 -130.414m /sec3324.82m / min 1489.2m /h36001.114111 1.114 11.2

8、58 360031123m /h焦側(cè)煤氣蓄熱室廢氣流量:廢煤焦m 1m 136002407 21.1141.114 11.2581.258 1136001413m3/h0.393m3/sec 23.56m3 / min2.2.3焦側(cè)煤氣蓄熱室熱平衡由于焦側(cè)的蓄熱室要比機(jī)側(cè)大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到實(shí)際生產(chǎn)狀況，用比較大的 值進(jìn)行設(shè)計(jì)，以備生產(chǎn)余地。(1) 帶入熱量Q入： 廢氣帶入熱量：Q1 高爐煤氣帶入熱量：Q2所以，Q a=Q 1+Q 2=50199+3020=53219KJ/min。(2) 帶出熱量Q 出: 廢氣帶出熱量：Q1 蓄熱室封墻輻射和對(duì)流損失為總熱量的 1.5燉：Q2 高爐煤氣預(yù)熱后帶出

9、熱量：Q3= V煤焦xcxt預(yù) 由上熱平衡可計(jì)算出t預(yù)，第一次試插法才算完成。2.2.4格子磚蓄熱面及水力直徑計(jì)算(1) 一塊格子磚的蓄熱面大容積焦?fàn)t格子磚目前用得多有二種：149#格子磚為12孑孔，150#格子磚為9孔，尺寸必須查圖。 兩端的外側(cè)及側(cè)(0.148+4 0.005+ 2X0.007+ 4X0.015)X2X0.121+ 4 X0.014X0.0252=0.242 X2X0.121 + 0.0014=0.06m兩旁0.369X0.096X2=0.0708 m 部0.112X24X0.096 + 0.015X(24-8) X0.0963=0.281 m頂部及底面0.369 X(0.

10、148-0.014)-12 X0.112 X0.015 X2=0.0584 m149# 格子磚總蓄熱面積(12 孑L): 0.06+0.0708+0.281+0.0584=0.4702m150 # 格子磚總蓄熱面積(9 孑L) : 0.0491+0.0708+0.211+0.0466=0.3775 m(2) 一塊格子磚空隙面積149 #: (0.104+2 X0.007)X0.005X2+0.369 X2X0.007+0.112 X0.015 X122=0.00118+0.00516+0.0202=0.02654m150#: 0.02144 m2(3) 塊格子磚的周界長(zhǎng)149 # : ( 0.

11、148+0.005 X 4+0.007 X 2+0.369 ) X2+ ( 0.112+0.015 ) 24=1.102+3.05=4.152 m150#: 3.328m(4) 焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總蓄熱面積 一層格子磚 蓄熱室墻(5) 焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總空隙面積(6) 焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總周邊長(zhǎng)(7) 格子磚的水力直徑d水=4 X總空隙面積/總周邊長(zhǎng)225蓄熱室對(duì)數(shù)平均溫度計(jì)算226蓄熱室總轉(zhuǎn)熱系數(shù)K的計(jì)算2.2.6.1加熱時(shí)期的傳熱系數(shù)(1) 對(duì)流傳熱系數(shù)：(下降氣流) 蓄熱室上部： 蓄熱室中部： 蓄熱室下部：(2) 輻射給熱系數(shù) 蓄熱室上部注意：原公式和圖表單位為 Kcal/ (m

12、2 hC)因而兩種單位均計(jì)算，最后 轉(zhuǎn)化為國(guó)際單位制KJ/(m2.h. C)。 蓄熱室中部 蓄熱室下部(3) 加熱期的總轉(zhuǎn)熱系數(shù)上部：上加=0.75 X(上對(duì)+輻),KJ/(m2.h.C)中部：中 加=0.75 X(中+ 對(duì)十中),2KJ/(m h C)下部：下 加=0.75 X(下+ 對(duì)+下),2KJ/(m h C)式中0.75為校正系數(shù)，反映了氣體通過(guò)蓄熱室時(shí)分布的不均勻程度226.2冷卻時(shí)期的傳熱系數(shù)：(1) 對(duì)流傳熱系數(shù)(上升氣流) 蓄熱室上部： 蓄熱室中部： 蓄熱室下部：(2) 輻射給熱系數(shù) 蓄熱室上部： 蓄熱室中部： 蓄熱室下部： 冷卻時(shí)期的總傳熱系數(shù)上部：上冷(上 對(duì)+上 ) 輻

13、丿0.75中部：中 冷(中 對(duì)+中) 輻丿0.75下部：下 冷(下 對(duì)+下) 輻丿0.75 ,KJ/(m2 h C)226.3蓄熱室總傳熱系數(shù)K的計(jì)算根據(jù)：上與冷數(shù)值可查附錄十七得：Kp上加與中數(shù)值可查附錄十七得：K中下與下數(shù)值可查附錄十七得：Kp下Kp -(K上 2K中 K下),KJ/ (m2 周期C) 42.2.7格子磚高度計(jì)算(1) 換熱面積：FKp t(2) 格子磚層數(shù)：n(3) 格子磚高度：2.3焦?fàn)t爐體水壓計(jì)算231已知條件(1) 加熱系統(tǒng)各部位的溫度表(2) 焦?fàn)t各部位的空氣過(guò)剩系數(shù)表(3) 換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下的氣體密度濕高爐煤氣密度： 濕空氣密度： 濕廢氣密度：(4) 加熱系統(tǒng)各

14、部位斷面積和水力直徑見(jiàn)表2.3.2爐各部位阻力計(jì)算爐各部位阻力計(jì)算通式有：P=A P 摩 + P 擴(kuò) + P 縮 + P 局P廣(1- m)22W。22P縮0.5 (1-m )T273T273(當(dāng)變量氣流時(shí)x 1/3，由變量公式推導(dǎo)出)(1-T；K縮273 縮0.5 ,式中局部阻力系數(shù)K值查附表注意：公式必須靈活運(yùn)用，且計(jì)算正確關(guān)鍵是要計(jì)算好不同部位流速 度P，同時(shí)老書單位制mmHzO柱，必須改為國(guó)際單位制 Pa。2.3.2.1上升氣流計(jì)算以焦側(cè)煤氣蓄熱室燃燒系統(tǒng)為依據(jù)。(嚴(yán)文福調(diào)節(jié)與節(jié)能書)w和密(1)小煙道：摩擦損耗:(2)篦子磚 入口磚90急轉(zhuǎn)和縮小綜合局部阻力: 摩擦損耗： 開(kāi)口突然擴(kuò)

15、大:(3) 格子磚 格子磚阻力損耗：計(jì)算公式特定:P各=kW o T Hd1.25 760 格子磚擴(kuò)大損耗:(4) 短斜道：因?yàn)闋t頭兩個(gè)斜道進(jìn)入的煤氣量和空氣量較其余的斜道多19%故里面每個(gè)斜道進(jìn)入煤氣量為： 入斜道前45轉(zhuǎn)彎損耗： 縮小損耗: 45轉(zhuǎn)彎： 摩擦損耗： 斜道出口處擴(kuò)大損耗：(5) 立火道 摩擦損耗：立火道廢氣量由燃燒反應(yīng)表計(jì)算可知，廢氣循環(huán)量按立火道廢氣量50%+， 90轉(zhuǎn)彎損耗 入跨越孔縮小損耗：擴(kuò)大跨越孔面積有利于減小阻力，因而必須設(shè)計(jì)好。2.322下降氣流(6) 立火道 立火道跨越孔入下降火道突然擴(kuò)大損耗: 90轉(zhuǎn)彎損耗： 摩擦損耗：（7）長(zhǎng)斜道 入口縮小損耗：由前計(jì)算已

16、知煤氣蓄熱室流入廢氣量較空氣蓄熱室的多， 因此計(jì)算以煤氣蓄熱室廢氣量為準(zhǔn)。 摩擦損耗： 45轉(zhuǎn)彎損耗： 出口擴(kuò)大損耗： 入蓄熱室45轉(zhuǎn)彎損耗：（8）格子磚 入格子磚縮小損耗： 格子磚阻力損耗：（9）篦子磚（按中段算） 入口突然縮小損耗： 摩擦損耗： 進(jìn)入小煙道擴(kuò)大和90轉(zhuǎn)彎綜合阻力損耗：（10）小煙道 小煙道集流損耗： 摩擦損耗：233加熱系統(tǒng)各浮力計(jì)算因?yàn)楦×Φ姆较蚩偸窍蛏系?，所以?dāng)浮力與氣流方向相同時(shí)，同側(cè)浮力和阻力符號(hào)相反，浮力是推動(dòng)力；當(dāng)浮力與氣流方向相反時(shí)，浮力和阻力符號(hào)一致，所以浮力是阻力。HgkgotkToo g0FrO大氣溫度 tK=30 C 時(shí)， 衛(wèi) 1.28 273 1.1

17、53 tk To 30 273(1) 上升氣流 小煙道： 篦子磚： 格子磚： 蓄熱室間： 蓄熱室頂至斜道出口： 立火道底至跨越孔中心: 跨越孔中心至爐頂:(2) 下降氣流 跨越孔中心至爐頂: 跨越孔中心至立火道底: 斜道至蓄熱室頂空間中心：?蓄熱室頂部空間中心至格子磚頂：t ?格子磚:?篦子磚: ?小煙道：以上爐加熱系統(tǒng)各部位阻力及浮力歸納如下見(jiàn)表4-9表爐加熱系統(tǒng)各部位阻力及浮力，Pa部位阻力浮力部位阻力浮力上升氣流：下降氣流：小煙道立火道篦子磚斜道蓄熱室格子磚蓄熱室頂部蓄熱室頂部空間蓄熱室格子磚斜道篦子磚立火道小煙道爐頂小計(jì)小計(jì)234加熱系統(tǒng)各部分壓力計(jì)算對(duì)于上升氣流：P終=卩初-EAP+

18、 EAh現(xiàn)要保持下降氣流看火孔壓力為土 O.OOPa,： P終=0.二P 初 = EAP-EAh 小煙道中心： 篦子磚底部： 篦子磚頂部： 蓄熱室頂部空間： 立火道底部： 跨越孔中心： 爐頂：(2) 對(duì)于下降氣流：P終=P初-(EAP+ EAh) 爐頂：(爐頂看火孔處壓力還是按上升氣流公式計(jì)算)P8=P看=0.00Pa (注意計(jì)算結(jié)果必須為土 O.OOPa) 跨越孔中心： 立火道底部：?蓄熱室頂部空間：?篦子磚上部：?篦子磚下部：?小煙道出口： P142.4煙囪高度計(jì)算241廢氣量計(jì)算查表3-7燃燒計(jì)算表可知：a=1.35時(shí)，1m3干高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣所產(chǎn)生的濕廢氣量3a=1.50時(shí)，1m干高

19、爐煤氣或焦?fàn)t煤氣所產(chǎn)生的濕廢氣量(1) =1.35時(shí)，通過(guò)焦側(cè)一對(duì)煤氣、空氣蓄熱室的濕廢氣量 Qj :通過(guò)焦側(cè)一個(gè)煤氣蓄熱室的濕廢氣量：爐端的燃燒室的煤氣量為中間燃燒室 70%注意用焦?fàn)t煤氣加熱均走空氣，煤氣是不能預(yù)熱?a=1.50時(shí)，通過(guò)焦側(cè)煙道的濕廢氣量 Qy：通過(guò)機(jī)側(cè)煙道得濕廢氣量Qy :通過(guò)總煙道的濕廢氣量Q總:Q總=Qy Qy2.4.2從交換開(kāi)閉器到煙囪根部的阻力(1) 交換開(kāi)閉器 兩叉部之一：摩擦損耗 廢氣瓣雙叉部之一的45轉(zhuǎn)彎損耗： 90轉(zhuǎn)彎損耗： 擴(kuò)大損耗 匯合損耗： 調(diào)節(jié)翻板損耗： 廢氣連接管摩擦損耗：EAP1=夕1 + AF2 + AP3 + /P 4+ AP5+ AP 6+ AB(2) 煙道連接管：摩擦損耗: 135轉(zhuǎn)彎損耗： 進(jìn)入分煙道90轉(zhuǎn)彎和擴(kuò)大的綜合阻力，綜合阻力系數(shù)XAP2=夕1 + AP2 + AP3(3) 焦側(cè)煙道 集流損耗： 摩擦損耗：分煙道長(zhǎng)度：考慮到分煙道壁粗糙阻力系數(shù)增加1.5倍， 調(diào)節(jié)翻板損耗： 90轉(zhuǎn)彎損耗(進(jìn)入集合煙道)：刀少3 =