三段式連續(xù)加熱爐

1、10-10- 10-10- -11第一章綜述設(shè)計(jì)的加熱爐為三段式連續(xù)加熱爐規(guī)格：60萬噸/年，平爐頂推送式連續(xù)加熱爐，平爐頂推送式連續(xù)加熱爐。年工作時(shí)間：7200h。按物料在爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的方式可分為：步進(jìn)式爐,其特征是料胚在爐的移動(dòng)是靠爐底可動(dòng)的步進(jìn)梁做矩形軌跡的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把放置在固定梁上的料胚一步一步地由進(jìn)料斷送到不料端；轉(zhuǎn)底式環(huán)行加熱爐，主要是用來加熱圓鋼坯和其他異型剛坯，也可以加熱方坯。這種爐型也用于鍛壓車間；鏈?zhǔn)郊訜釥t，這種爐子用于疊扎薄板坯和板疊的加熱或熱處理；輥底式加熱爐等，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為相同，一般加熱爐由以下各部分組成：爐膛，燃料系統(tǒng)，供風(fēng)系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)等

2、。其爐膛又是由爐墻，爐頂，爐底組成的一個(gè)空間是金屬進(jìn)行加熱的地方。推送式連續(xù)加熱爐，就是鋼坯在爐內(nèi)是靠推鋼機(jī)的推力沿爐底滑道不斷的向前移動(dòng)；而推送式加熱爐與以上各爐相比有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）.單位投資的生產(chǎn)率高。（2）加熱一噸鋼材所需的工時(shí)低。（3）鋼坯裝爐和出爐非常方便。（4）爐底面積的效率高。（5）在各個(gè)溫度區(qū)對(duì)加熱速度都能較好的控制。由于溫度是逐漸上升的，因此不需要先將爐子冷卻就可以進(jìn)行冷裝爐。（6）很少會(huì)出現(xiàn)鋼坯因出爐的先后不同的麻煩。（7）單位占地面積的生產(chǎn)率高。（8）爐子可以根據(jù)工件的合理長(zhǎng)度來建造，因?yàn)樵摖t的加熱長(zhǎng)度超過室式爐的加熱長(zhǎng)度，故減小了切頭切尾的損失，因此使軋機(jī)產(chǎn)量有所提高

3、。其推送式連續(xù)加熱爐，根據(jù)爐溫制又可分為二段式加熱爐，三段式加熱爐，多點(diǎn)供熱式加熱爐。二段式連續(xù)加熱爐按爐溫制度可分為加熱期和預(yù)熱期，爐膛也相應(yīng)地分為加熱段和預(yù)熱段，加熱薄料的小爐子也有單面加熱的。一般多為二面加熱，燒煤時(shí)設(shè)有端部的燃燒室，稱為頭爐，下加熱的燃燒室設(shè)在二側(cè)，稱為腰爐。燒重油或煤氣爐子在上下部的端墻上安裝燒嘴，有時(shí)側(cè)墻上也安裝燒嘴。當(dāng)坯料的厚度不大，可以采用的二段式爐，但當(dāng)坯端面較厚時(shí)，加熱終了后內(nèi)外上下溫度差較大，為了消除溫差，必須延長(zhǎng)加熱時(shí)間，但受到物料表面溫度的限制。如果表面溫度過高，就會(huì)產(chǎn)生加熱缺陷。這時(shí)二段式連續(xù)加熱爐就不能適應(yīng)要求。三段式連續(xù)加熱爐采取預(yù)熱期，加熱制，

4、均熱期的三段溫度制度。在爐子的結(jié)構(gòu)上也相應(yīng)地分為預(yù)熱段，加熱段和均熱段，一般有三個(gè)供熱點(diǎn)，即上加熱，下加熱與均熱段供熱。斷面尺寸較大物料的加熱多采用三段連續(xù)加熱爐。料坯由爐尾推入后，先進(jìn)入預(yù)熱段緩慢升溫，出爐咽氣溫度850-950度，最高不超過1050度，料胚進(jìn)入加熱段后，強(qiáng)化加熱表面迅速升溫到出爐所要求的溫度，允許物料內(nèi)外有較大溫差，最后物料進(jìn)入溫度稍低的均熱段進(jìn)行均熱表面溫度不再升高，而是使斷面上的溫度逐漸趨于均勻，均熱段的溫度一般為1250-1300度，即比物料出爐溫度高約50度，現(xiàn)在連續(xù)加熱爐的加熱段及均熱段的溫度有提高的趨勢(shì)，加熱段超不過1400度，煙氣出爐溫度也相應(yīng)提高，同時(shí)也很重

5、視溫度分布的均勻性，各段溫度可以分段自動(dòng)調(diào)節(jié)。三段式的爐型的變化很多，但結(jié)構(gòu)上有一些共同的基本點(diǎn)，爐頂輪廓曲線的變化是很大的，有曲線爐頂，有平爐頂。在加熱高合金鋼和容易脫碳鋼時(shí)，預(yù)熱段溫度不允許鐵高，加熱段不能太長(zhǎng)二預(yù)熱段比一般情況下要長(zhǎng)一些，才不至在鋼內(nèi)產(chǎn)生危險(xiǎn)的溫度應(yīng)力。選擇合適的加熱爐，其要求是：生產(chǎn)率高在保證質(zhì)量的前提下，物料加熱速度越塊越好，這樣可以提高加熱爐的生產(chǎn)率。加熱質(zhì)量好金屬的扎制質(zhì)量與金屬加熱質(zhì)量有密切的關(guān)系。燃料消耗低軋鋼廠能量的消耗的10%-15%用于加熱爐上，節(jié)省燃料對(duì)降低成本和節(jié)約能源都有重大意義，一般用單位燃燒消耗量來評(píng)價(jià)爐子的工作。爐子壽命長(zhǎng)由于高溫作用和機(jī)械磨

6、損，爐子不可避免會(huì)有損壞必須定期進(jìn)行檢修，應(yīng)盡可能延長(zhǎng)爐子的使用壽命，降低修爐的費(fèi)用。勞動(dòng)條件好要求爐子的機(jī)械化及自動(dòng)化程度高，操作條件好，安全衛(wèi)生，對(duì)環(huán)境無污染。以上五個(gè)方面是對(duì)加熱爐的要求，在對(duì)待具體爐子時(shí)，應(yīng)辨證的看待各項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)系。如提高生產(chǎn)率,提高加熱質(zhì)量和降低燃料消耗量一般是統(tǒng)一的。但有時(shí)則有主要有次要。例如一些加熱爐過去強(qiáng)調(diào)有較高的生產(chǎn)率，但隨著能源問題的出則更多是著眼于節(jié)能，而適當(dāng)降低爐子熱負(fù)荷和生產(chǎn)率。在現(xiàn)今階段注重節(jié)能遠(yuǎn)大于生產(chǎn)率，所以提高加熱爐的節(jié)能做事是非常必要的。所以我設(shè)計(jì)的是蓄熱式燃燒技術(shù)的加熱爐1蓄熱式燃燒技術(shù)發(fā)展蓄熱式燃燒技術(shù)是一項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)，早在十九世紀(jì)中期

7、就開始應(yīng)用于高爐、熱風(fēng)爐、焦?fàn)t等規(guī)模大且溫度高的爐子，但傳統(tǒng)的蓄熱室采用格子磚為蓄熱體，傳熱效率低，蓄熱室體積龐大，換向周期長(zhǎng)，限制了它在其它工業(yè)爐上的應(yīng)用。1982年，英國HotWorkDevelopment公司和BritishGas研究院合作，成功開發(fā)第一座使用陶瓷小球作為蓄熱體的新型蓄熱式加熱爐，節(jié)能效果顯著。新型蓄熱室采用陶瓷小球或陶瓷蜂窩體作為蓄熱體，其比表面積高達(dá)2001000m2/m3,比傳統(tǒng)的格子磚高幾十至幾百倍，因此，極大地提高傳熱效率，使蓄熱室的體積可以大為縮小。另外，由于換向裝置和控制技術(shù)的提高，使得換向周期大為縮短，傳統(tǒng)蓄熱室的換向周期一般為30分鐘至數(shù)小時(shí)，而新型蓄熱

8、室的換向周期僅為0.53分鐘。新型蓄熱室傳熱效率高和換向周期短，帶來的效果是排煙溫度低（200C以下），被預(yù)熱節(jié)制的預(yù)熱溫度高（約為爐溫的8090%）,因此，廢氣余熱得到接近極限的回收，蓄熱室的溫度效率可達(dá)85%以上，熱回收效率達(dá)80%以上。二十世紀(jì)九十年代以來，國際上在蓄熱式燃燒技術(shù)的研究或應(yīng)用方面取得很大進(jìn)展，并把節(jié)能和環(huán)保結(jié)合起來，提升為“高溫空氣燃燒技術(shù)”（HTAC）1。2新型蓄熱式燃燒技術(shù)原理蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)原理如圖1所示。圖1蓄熱式HTAC技術(shù)原理示意圖新型蓄熱式燃燒呈對(duì)布置（A、B狀態(tài)），從鼓風(fēng)機(jī)出來的常溫空氣由換向閥切換進(jìn)蓄熱式燃燒器B后，再經(jīng)過蓄熱式燃燒器B（陶瓷小球或

9、蜂窩體）時(shí)被加熱，在極短時(shí)間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近爐膛溫度（一般為爐膛溫度的8090%），被加熱的高溫?zé)峥諝膺M(jìn)入爐膛后，卷吸周圍爐內(nèi)的煙氣形成一股含氧量大大低于21%的稀薄貧氧高溫氣流，同時(shí)往稀薄高溫空氣附近注入燃料，燃料在貧氧狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)燃燒；與此同時(shí)，爐膛內(nèi)燃燒后的熱煙氣經(jīng)過另一個(gè)蓄熱式燃燒器A排入大氣，爐膛內(nèi)高溫?zé)釤煔馔ㄟ^蓄熱式燃燒器A時(shí)將顯熱儲(chǔ)存在蓄熱式燃燒器A內(nèi)的蓄熱體，然后以低于150C的低溫?zé)煔饨?jīng)過換向閥排出。工作溫度不高的換向閥以一定頻率進(jìn)行切換，使得兩個(gè)蓄熱式燃燒器處于蓄熱與放熱狀態(tài)交替工作，從而達(dá)到節(jié)能和降低NOX排放量等目的。常用換向周期30180s。3蓄熱體性能比較陶瓷小

10、球一般采用0525mm小球，材質(zhì)要求稍低；蜂窩體壁薄、孔距小，能在較短時(shí)間積蓄和釋放熱量，但對(duì)材質(zhì)要求高，要求材質(zhì)抗高溫蠕變性能穩(wěn)定。需要指出，采用小球蓄熱，熱空氣溫度將比爐溫低150200C，而蜂窩體蓄熱，熱空氣10-10- 10-10- 16-6- 溫度接近爐溫。用(p20mm球體與100孔蜂窩體相比較，傳熱面積相差7倍，傳熱能力相差5倍，壓力損失大三倍。4新型蓄熱式加熱爐的技術(shù)優(yōu)勢(shì)節(jié)能潛力巨大，節(jié)能1530%，同時(shí)大大緩解了大氣的溫室氣體排放，CO2的排放量降低約30。蓄熱式燃燒是一種先進(jìn)的彌漫式燃燒方式，擴(kuò)展火焰燃燒區(qū)域，火焰的邊界幾乎擴(kuò)展到爐膛的邊界，從而使得爐膛內(nèi)溫度分布均勻，不易

11、形成局部高溫，一方面提高了加熱質(zhì)量，另一方面延長(zhǎng)了爐膛壽命。爐膛的平均溫度增加，加強(qiáng)了爐內(nèi)傳熱，在相同產(chǎn)量情況下，加熱爐的尺寸可以縮小1020%，對(duì)于相同尺寸的加熱爐，蓄熱式加熱爐的產(chǎn)量可以提高1015%，解決了舊爐改造的問題，提高了產(chǎn)量和舊爐子的裝備水平。(4)由于火焰不是在燒嘴產(chǎn)生的，而是在爐膛空間內(nèi)才開始燃燒，因而燃燒噪聲低。采用傳統(tǒng)的節(jié)能燃燒技術(shù)，助燃空氣預(yù)熱溫度越高，煙氣中的NOx含量越大；而采用蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)，在助燃空氣預(yù)熱溫度高達(dá)1000C情況下，由于燃料在貧氧(220%)狀態(tài)下燃燒，爐內(nèi)NOx生成量反而大大減少，NOx排放量可達(dá)50150ppm，達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)以上

12、。爐膛內(nèi)為貧氧燃燒，使得加熱爐加熱的鋼坯氧化燒損大為減少，鋼坯氧化燒損約降低0.3%。第二章計(jì)算部分由設(shè)計(jì)規(guī)模40萬噸/年，確定工作時(shí)間數(shù)(出去本車間機(jī)器大修和檢測(cè)的時(shí)間，機(jī)器每天24小時(shí)運(yùn)行，定一年工作小時(shí)數(shù)為7200h),工作天數(shù)為300天。(1)坯料規(guī)格：180X(800-1200)X(1300-2000)mm二、加熱爐性能參數(shù)：(1)爐型：連續(xù)推鋼式板坯加熱爐(雙排料)(2)爐子內(nèi)寬：4.524米(3)坯料規(guī)格：180X(800-1200)X(1300-2000)mm(4)加熱鋼種：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼出鋼溫度：11501230C加熱能力：60t/h(坯料長(zhǎng)度1.8米，雙排)(7)

13、燃料：高焦混合煤氣(2:1)熱值：18002000kcal/NM3其中焦?fàn)t煤氣：焦油：30mg/NM3硫化物：2000mg/NM3。(8)鋼坯入爐方式：冷裝入爐(9)爐子單耗：1.26GJ/t(坯)(坯料長(zhǎng)度1.8米，雙排)計(jì)算底部強(qiáng)度：P=1000G/Akg/(m2*h)(教材P154)式中G爐子的小時(shí)產(chǎn)量A爐子布料的面積A=nlLNl連續(xù)加熱爐內(nèi)鋼胚的排數(shù)l料胚的長(zhǎng)度L爐子的有效長(zhǎng)度計(jì)算爐子額定小時(shí)產(chǎn)量G=40X10000/7200=60（t/h）查閱教材p154表5-1取爐底強(qiáng)度p=682kg/m*hp=1000G/Akg/m2*h可求的爐底面積等于A=600因A=nlL,取n為雙排L=

14、A/nl=600/2X2000/1000=60mA二BXLB，=A/L=600/60=10mB等于爐子寬度（理論）由公式（教材p210）查取C寬度系數(shù)為0.2B=2l+3C=2X2+3X0.2=4.6m所以有0.6的余量，可將坯料雙排橫放入爐適用高度選定：查閱資料選定.側(cè)加熱高度為3m.上加熱高度為5m.爐子全高為6m2（查閱教材p251?。〤H4=0.4%,CO=28.6%,H2=3.1%,CO2=10.5%,H2S=1.7%,N2=55.7%1空氣需要量L=4.76/1001/2CO+1/2H2+2CH4+3/2H2SO242=10.5413m/kgL=nL(取n為1.2)查教材pl2n0

15、N空氣消耗系數(shù)L=1.2X10.5413=12.65m/kgN32燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算V=1/100CO+H2+3CH4+CO2+2H2S=11.211m/kg3V=V+(n-1)Ln0=11.211+(1.2T)X*10.5413=13.32m/kg33燃燒產(chǎn)物成份CO=(CO+CH4+CO2)1/1OO/Vm*100%242m=11.911%HO=(H2+2CH4+H2S+H20)1/00/Vm*100%=10.38%SO=(H2S+SO2)1/100/Vm*100%222m=0.0105%N=(N2*1/100+0.79Ln)/Vm*100%=75.056%0=0.21(n-1)L/VX10

16、0%20m=3.323%4燃燒產(chǎn)物密度由p=(28C0+2H2+16CH4+44C02+28N2+18+H20)/1/2240+1.293Lm/Vm經(jīng)計(jì)算得p(=1.3343熱平衡計(jì)算(查表p165表5-3)得單位燃燒b取2300kj/kg煤氣低發(fā)熱值為2200*4.18kj/m3由b=BQ/G(p164)低b單位燃料消耗量G爐子產(chǎn)量B爐子燃燒消耗量Q底煤氣低發(fā)熱量底由已知b,Q，G可得B底B=Bg/Q底底=154X1000X2300/(2200*4.18)*1000=42368m3/h熱量的收入燃料的化學(xué)熱Q=BQ=42368X2200*4.18底=3896500kj/h燃料帶入的物理熱。（

17、因使用煤氣可忽略）空氣預(yù)熱帶入的物理熱Q=BnLCt取C=1.31447t二4000空空空空=11506.849X1.2X105412X1.3147X400=76545305.62（kj/h）金屬氧化放出的熱量Q=5652Ga4（查p163取a=0.02）=5652X154X1000X0.02=17408160（kj/h）G爐子產(chǎn)量A金屬燒損率，一般加熱爐中燒損率為a=0.010.03總的熱量收入為工Q收入Q底+Q+Q+0收入底34=461999987.4+0+76545305.62+17408160=555953453(KJ/H)熱量的支出金屬加熱所需的熱Q=G(I-I)121式中I2，I1

18、金屬在加熱開始與熱平衡時(shí)的熱量Q=G(I-I)21(查p25可得C=0.46)=G(Ct-Ct)21=114000(0.46X1200-0.46X100)=77924000KJ/H2出爐廢氣帶走的熱Q/=BVCT2廢廢V單位燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量C廢T廢出爐廢氣的比熱和溫度廢廢Q/=BVCT(查p250得C=2.3809)2廢廢廢=11506.849X13.32X900X2.3809=328438347.2KJ/H3燃料的化學(xué)不完全燃燒熱損失0.5-3%Q3=RY(QXp/100+Qp/100)Ncocoh2h2式中Q,Qco,h等可燃燒氣體的發(fā)熱量coh22取損失為總支出的百分之2.2Q/3=

19、2.2XeQ支出=123164378KJ/H燃料的機(jī)械不完全燃燒損失Q/=KBQ(KJ/H)4式中K燃料由于機(jī)械不完全燃燒而損失的系數(shù)對(duì)液體燃料及氣體燃燒可以忽略，但可以考慮泄露取K=0.03B燃料消耗量B=11506.849X2200*4.18X0.03=3174509.5kj/h經(jīng)過爐子砌體的散熱損失Q/=3.6X(T-T)XA/(S/6+S/60.06)121122T1爐膛內(nèi)表面溫度1200-爐子周圍大氣溫度20S,S建筑材料的厚度S=0.25S=0.1121261，62建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)J=0.762=0.39770.06爐壁外表面大氣間傳熱的熱阻A爐子砌體的散熱面積A二BXL+6XL

20、X2+6XBX2=8.6X28.9+6X28.9X2+6X8.6X2=762m2故可得Q/=3.6X(1200-20)X698/(0.15/0.8+0.05/0.452+0.06)5=3785964/0.17648+0.119417+0.06=10568400.8kJ/HQ/二qAu(KJ/H)6Q沒平方厘米爐門每小時(shí)向外輻射的熱量u(開啟0.3小時(shí)則u=0.3)取1小時(shí)為單位A爐孔的面積(查閱p163的q=38X4018X1000)故可得Q/=38X4.18X1000X6X8.6X16=8196144kj/hQ/(查p164表5-2可得Q約為總支出熱量的0.5%)77所以取Q=Q/0.8X0

21、.05=20527396.7KJ/HQf為總熱量的015%，是爐子水冷構(gòu)件的熱量損失8可的Q=615821907kj/h其他化學(xué)損失：由工收二工支入出可得Q/=22546584.8KJ/H9列熱平衡表熱收入Kj/h%熱支出Kj/h%1燃料的化學(xué)熱461999987./L831金屬加熱所需的熱77924000142燃料帶入的物理熱忽略02出爐廢氣帶走的熱328438347593空氣預(yù)熱帶入的物理熱76545305.613.83燃料化學(xué)不完全燃燒的損失23164382.214金屬氧化放出的熱174081603.24燃料機(jī)械不完全燃燒的損失38599992.3熱收入總和5559534531005經(jīng)過

22、爐子砌體的散熱損失105747001.96爐門及開孔的輻射損失81961440.147爐門及開孔溢氣的熱損失205273960.378爐子水冷構(gòu)件的吸熱損失6158219011.19其他熱損失225342369.08熱支出總和555953453100第三章設(shè)備的選擇1蓄熱式燒嘴本方案選用北京神霧公司特有的SWX-D1F型蓄熱式燒嘴，即空氣單預(yù)熱、蜂窩體作蓄熱體、自帶點(diǎn)火裝置的蓄熱式燒嘴。各個(gè)燒嘴能力可調(diào)。供熱能力分配如下均熱段加熱II段加熱I段合計(jì)燒嘴個(gè)數(shù)（每側(cè)）上66517下55515燒嘴能力Nm3/h上460460460下600600600總供熱能力Nm3/h470074205300174

23、20供熱能力比例%27%42.6%30.4%100%換熱器的選擇換熱器進(jìn)口煙氣溫度為850度，出口煙氣溫度為400度Q=cmAt=1.36X235.4X3.409X(850-250)=38.16X106（冶金設(shè)計(jì)手冊(cè)）。其噴流式換熱器傳熱系數(shù)為50W/m2c（加熱爐教材）。本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)換熱，第一級(jí)煙器通口溫度設(shè)為t900度，出口溫度為650度,冷風(fēng)進(jìn)口溫度為t0，出口溫度為t2320度，第二級(jí)煙氣進(jìn)口溫度為650度，出口溫度為13550度，空氣進(jìn)口溫度為320度，出口溫度為450度。At-第一級(jí)煙氣的進(jìn)出換熱器溫差。At2-第二級(jí)煙氣的進(jìn)出換熱器溫差。At1=t1-t2/m(t1-tl1)/

24、t2-tl2=900-650/m(900/650-320)=250/1=250At2=t2-t3/m(t2-tM七3-tl3)=650-550/m(650-320/550-450)=167.5si-第一級(jí)換熱器的面積。S2-第二級(jí)換熱器的面積。S1=1.36X23514X3.409X(850-250)/50X3600XAt=27.3X109/5X3.6X2.5X106=607m2S2=1.36X23514X3.409X(650-550)/50X3600X167.5=10.9X109/5X3.6X1.68X1063風(fēng)機(jī)的選擇助燃風(fēng)機(jī)型號(hào)：9-19-16D全壓：15560Pa風(fēng)量：38686m3/

25、h轉(zhuǎn)速1450rpm4煙囪的選加熱爐煙道系統(tǒng)總能量損失為184.9Pa，煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量為qv=6.88/s,煙囪320oC，煙氣的密度為1.28Kg/m3,空氣溫度為30C,試計(jì)算煙囪的高度和直徑。煙囪的抽力應(yīng)比總的壓頭損失大30%，保證抽力有一定的裕量，故其抽力為h=184.9X1.30=240.35(Pa)抽取煙囪出口流速2=3m/s故煙囪頂部的直徑為:d2)牛，4X6-88=1.713.14?3一煙囪底部直徑為:d1=1.5X1.71=2.56(m)煙囪的平均直徑為:d=d1+d2/2=2.56+1.57/2=2.14(m)煙囪底部氣流速度為:d=4qv/nd2=1.34(m/s)煙囪

26、內(nèi)煙氣的平均流速為:=3+32/2=1.34+3/2=2.17(m/s)為了求煙囪內(nèi)煙氣溫度降落,必須根據(jù)式(加熱爐教材2-85)估計(jì)煙囪高度的近似值,H=25X1.71=42.75(m),取H=40米.煙囪底部溫度11320oC,金屬煙囪，每米高度的溫度降落為3oC,則煙囪頂部煙氣的溫度為:t2=32o-4o=28o(oC)煙囪內(nèi)煙氣的平均溫度為t=tl+t2/2=32O+28O/2=3OO(oC)在3OOoC時(shí)，煙氣的密度為：p煙二p煙X1/1+Pt=1.28Xl/l+3OO/273=O.6O9(kg/m3)O在3OoC時(shí),空氣的密度為：p空=P?？?1+Bt空=1.165(kg/m3)煙

27、囪頂部煙氣的動(dòng)壓頭為：p煙32(1+Bt)=12.5(pa)O22煙囪底部煙氣的動(dòng)壓頭為：p煙32(1+Bt)=1.28X1.342X(1+32O/273)=2.45(pa)O11煙囪內(nèi)煙氣平均流速下的動(dòng)壓頭為：P0煙32(1+Bt)=1.28X2.172(1+32O/273)=6.56(pa)煙囪內(nèi)部摩擦阻力造成的壓頭損失(每米高)為：h=（入/d）X（p煙32/2）X（1+Pt）=0.05*6.65/2.14=0.170（pa/m）w囪r02所以煙囪的高度為:H=h抽+po煙322X仃+Pt2）/2po煙w22X（+Pt/（p空p煙）g_h囪=40m所以取煙囪的直徑d為2.14m,煙囪的高

28、度H為40m。5熱爐的基本結(jié)構(gòu)（1）爐型特點(diǎn)加熱爐爐型為推鋼式連續(xù)加熱爐，爐尾端進(jìn)料，爐頭短滑坡出料。爐長(zhǎng)方向分為加熱I段、加熱II段和均熱段三個(gè)供熱段，可滿足工藝要求的各種溫度制度。蓄熱式燃燒器布置在爐子兩側(cè)的爐墻上。爐內(nèi)采用四根縱水管，橫水管采用T型支撐。由于本方采用空氣單預(yù)熱燃燒系統(tǒng)，70%的煙氣經(jīng)蓄熱室由引風(fēng)機(jī)抽出，30%的煙氣要由老煙道排出，因此爐尾保留側(cè)排煙煙道。為減少不必要的爐膛空間，該加熱爐爐頂、爐底均為階梯結(jié)構(gòu)。爐尾設(shè)置爐頂壓下、爐底臺(tái)高段（預(yù)熱段）以便剛進(jìn)爐的鋼坯充分吸收經(jīng)老煙道排出的煙氣中的熱量。在均熱段與加熱II段，加熱II段與加熱I段之間設(shè)置上下隔墻，以便于分段控制溫

29、度和爐膛壓力。（2）爐子主要尺寸爐子有效長(zhǎng)度：30300mm爐子總長(zhǎng)：30550mm爐子內(nèi)寬：4840mm爐子外寬：5988mm（3）爐體鋼結(jié)構(gòu)爐體鋼結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，由爐頂橫梁、爐側(cè)立柱及護(hù)爐鋼板等組成。整個(gè)框架支撐在混凝土基礎(chǔ)上。路體和爐子周圍設(shè)有必要的走道、平臺(tái)、梯子及護(hù)欄等。（4）爐體砌筑本方案爐墻采用復(fù)合內(nèi)襯整體澆注結(jié)構(gòu)。爐頂采用低水泥澆注料整體澆注。爐底均熱段、加熱II段最上層用抗渣澆注料整體澆注，下面用耐火磚、輕質(zhì)耐火磚等砌筑。加熱I段全部用高鋁磚、耐火磚、輕質(zhì)耐火磚等砌筑。（5）爐體各部分的耐火材料組成如下：（1）爐頂?shù)退酀沧⒘?30mm膨脹珍珠巖混合料120mm共計(jì)350mm

30、爐墻低水泥澆注料310mm輕質(zhì)粘土磚（NG1.0）184mmTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark32 硅酸鈣板（耐溫1000C）60mm普通硅酸鋁纖維氈20mm共計(jì)574mm（3）爐底抗渣澆注料（均熱段、加熱II段）110mm高鋁磚（加熱I段）116mm粘土磚340mm輕質(zhì)粘土磚（NG1.0）136mm紅磚63441mm（4）爐底水管包扎（從外到內(nèi)）自流快干防爆澆注料60mm硅酸鋁纖維毯20mm共計(jì)80mm（6）爐門爐子出料端設(shè)有出料爐門，爐側(cè)墻設(shè)有檢修門和爐底清渣門。出料門為自由回轉(zhuǎn)爐門，側(cè)墻清渣爐門為手動(dòng)側(cè)開式。檢修門平時(shí)用耐火磚干砌。（7）爐底水管由于該爐

31、雙排裝料，因此供設(shè)4根縱水管，縱水管上焊耐熱滑塊。在供熱段，縱水管由橫水管支承，橫水管間距2552mm，每根橫水管的中點(diǎn)設(shè)立管支承。在預(yù)熱10-10- 10-10- -2121段，縱水管由基墻支承。爐底水管的規(guī)格如下：縱水管：巾133X20橫水管：巾168X20立管：巾133X20生產(chǎn)工藝制度一180mm厚鋼坯加熱工藝制度加熱時(shí)間2.252.5h，爐溫制度：力口I10501150C加IIW1300C均熱段W1280C加熱時(shí)間2.75h，爐溫制度：加IW1100C加IIW1280C均熱段W1260C加熱時(shí)間2.25h,爐溫制度：力口I10501200C加IIW1320C均熱段W1300C二、加熱

32、2200mm厚鋼坯，加熱時(shí)間$2.5h，最高爐溫可提高20C冷卻方式設(shè)汽包位置定于距離爐尾7米的爐頂上。汽包中心高度：以上部輔件最高點(diǎn)，不超過+8.50米。汽包中心標(biāo)高初定為6.5米汽包尺寸：1400X9000mm爐底管冷壓力1.01.5MPa。冷卻方式：汽化冷卻汽化冷卻系統(tǒng)要求采用低汽包，由軟水站供水，供水TOC o 1-5 h z附：汽包壓力表2塊汽包壓力變送器1個(gè)汽包液位變送器1個(gè)汽包液位玻璃板液位計(jì)2個(gè)安全閥1個(gè)蒸汽管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥1個(gè)上水調(diào)節(jié)閥1個(gè)放散閥1個(gè)熱水表2個(gè)蒸汽流量計(jì)1個(gè)加熱爐平面布置圖說明（見附圖）：加熱爐平面布置圖。（3828mmX26900mm）（1）因裝鋼輥道和出爐輥道利

33、舊，爐子長(zhǎng)度不宜超過31米。（2）廠房立柱11#至13#間距為12米，13#立柱外1米為電磁站，無利用窨。立柱尺寸為：地坪以上：600X2000mm地下1.4米：1500X2000mm地下1.8米：2500X3800mm地下2.3米：5200X4800mm（3）天車滑軌高度為9.5米，汽包最高點(diǎn)應(yīng)低于此高度。天車駕駛室靠近裝鋼輥道一側(cè)，高度為8米。（4）高壓水除鱗機(jī)緊靠加熱爐，所以爐子布置應(yīng)盡量靠近廠房立柱。加熱爐主要設(shè)備材料表加熱爐筑爐材料表序號(hào)材料名稱型號(hào)規(guī)格與性能單位數(shù)量單重總重(t)備注1低水泥澆注料JR-60m3104.22.4t/m32502膨脹珍珠巖混合料m317.50.6t/m

34、310.53錨固磚LZ-65塊85112.25kg/塊10.44爐墻用4錨固磚LZ-65塊194010.54kg/塊20.45爐頂用5無石棉硅鈣板1000Cm317.30.2t/m33.466輕質(zhì)粘土磚NG-1.0Tz-3塊331031.6kg/塊537粘土磚N-2a多種規(guī)格塊595543.5kg/塊208.58抗渣澆注料MK-1m38.72.4t/m320.889自流快干防暴澆注料PN-SF9m311.182.4t/m326.8410燒嘴磚莫來石塊34521kg/塊17.72高鋁質(zhì)11燒嘴磚莫來石塊32544kg/塊17.41高鋁質(zhì)12PVC膨脹板T213高鋁磚LZ-55塊2563.91.0

35、14硅酸鋁纖維毯普通型m34.50.20.915硅酸鋁纖維毯含鋯型m30.30.20.0616紅磚塊365122.3（kg/塊）8417硅藻土磚塊50000.653.25合計(jì)T729.85加熱爐主要金屬材料表序號(hào)材料名稱規(guī)格與性能單位數(shù)量單重(kg)總重(t)備注1無縫鋼管168X20m79.272.995.78無縫鋼管133X20m17655.389.75無縫鋼管50X3.5m16.24.0165無縫鋼管108X10m5024.171.212爐皮鋼板6mmm225047.111.76爐皮鋼板20mmm256.41578.863工字鋼36Bm15465.68910.12工字鋼10#m7911.

36、260.8934槽鋼25Bm51731.33516.21槽鋼20Bm18125.7774.675耐熱滑塊4Cr25Ni20TiRe塊1726.361.094耐熱滑塊2Cr25Ni20塊2326.31.5騎卡式耐熱滑塊塊1566錨固鉤20m2572.470.635爐墻吊掛錨固鉤10m19260.6171.188爐頂?shù)鯍?抓釘個(gè)80000.050.4水管包扎8清渣爐門、框套825029檢修爐門、框套43571.4310清渣爐門套81691.35211出料爐門個(gè)3250.32512其它3合計(jì)147.2蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)主要設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格與性能單位數(shù)量單重(t)總重(t)備注1旋塞閥X4

37、3W-10DN125個(gè)34每臺(tái)配作1個(gè)法蘭2旋塞閥X43W-10DN150個(gè)32每臺(tái)配作1個(gè)法蘭3煤氣快速切斷閥3ZFIG120CVDN100個(gè)24煤氣快速切斷閥3ZFIG120CVDN150個(gè)325空氣蝶閥DN150個(gè)34每臺(tái)配作1個(gè)法蘭6空氣蝶閥DN200個(gè)32每臺(tái)配作1個(gè)法蘭7波紋補(bǔ)償器0.25YLTN150 x3JDN150個(gè)34無法蘭8波紋補(bǔ)償器0.25YLTN200 x3JDN200個(gè)32無法蘭9三通換向閥SWHXF-2.5DN250個(gè)32每臺(tái)配作3個(gè)法蘭10三通換向閥SWHXF-1.5DN150個(gè)2每臺(tái)配作3個(gè)法蘭11橡膠柔性補(bǔ)償器RBD900II-350DN900個(gè)1帶2個(gè)配套

38、法蘭12引風(fēng)機(jī)Y9-38No11.2D風(fēng)量：5428560317Nm3/h臺(tái)113風(fēng)壓:44624570Pa14電機(jī):315M-415功率:132KW16蓄熱式燒嘴SWD1F-450460Nm3/h套3417蓄熱式燒嘴SWD1F-600600Nm3/h套3218球閥Q11F-16C1/2”個(gè)6819球閥Q11F-16C3/4”個(gè)6620球閥Q11F-16C1”個(gè)6621不銹鋼球閥Q11F-16P3/4”個(gè)6622閘閥Z44W-10DN200個(gè)4每臺(tái)配作1個(gè)法蘭24旋塞閥X43W-10DN50個(gè)20每臺(tái)配作2個(gè)法蘭25旋塞閥X13W-10DN15個(gè)2026金屬軟管LJRD20EL-1000DN2

39、0根132點(diǎn)火燒嘴用27金屬軟管LJRD25EL-600DN25根66點(diǎn)火燒嘴用28壓縮空氣過濾器DN25個(gè)129截止閥J41T-16DN25個(gè)230儲(chǔ)氣罐1.2m3個(gè)131金屬硬密封蝶閥D343P-1DN100個(gè)2每臺(tái)配作2個(gè)法蘭32金屬硬密封蝶閥D343P-1DN150個(gè)32每臺(tái)配作2個(gè)法蘭33止回閥H41T-16DN25個(gè)1每臺(tái)配作2個(gè)法蘭34除水器個(gè)1蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)主要材料表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格與性能單位數(shù)量單重(kg/m)總重(t)備注1無縫管DN100108x4m0.4610.260.0052無縫管DN125133x4m55.812.780.7133無縫管DN150159x4

40、.5m190.217.153.264無縫管DN200219x6m275.831.548.75鋼板管DN250273x3m82.819.981.6545鋼板管DN250273x4m18.9626.630.5056鋼板管DN300325x4m0.6231.770.027鋼板管DN400426x5m82.852.174.328鋼板管DN450478x3m0.3635.10.0139鋼板管DN500529x5m101.264.876.56510鋼板管DN500529x3m5538.922.1417鋼板管DN600630 x6m48.492.644.4847鋼板管DN600630 x4m30.661.7

41、61.898鋼板管DN700720 x4m5570.643.8858鋼板管DN700720 x6m511065.4069鋼板管DN800820 x6m3.6120.80.43510鋼板管DN900920 x6m1135.60.135611鋼板管DN11001120 x6m29.3164.84.82912鍍鋅管DN15DN80fm9經(jīng)濟(jì)效益分析如下：（1）降低能耗；（2）降低氧化燒損效益；（3）能提高產(chǎn)量；（4）煙氣中有害成份NOx的排放濃度小，環(huán)保效益顯著。蓄熱式加熱爐應(yīng)注意的問題（1）由于蓄熱式燃燒方式使得加熱爐的爐壓較難控制，必須通過爐型的優(yōu)化及控制系統(tǒng)的升級(jí)解決爐壓控制問題（2）排煙溫度

42、較低，必須注意煙氣的露點(diǎn)腐蝕問題。（3）采用大四通換向閥集中換向，造成燃燒間斷時(shí)間較長(zhǎng)；同時(shí)，使得加熱爐兩側(cè)不對(duì)稱布置，造成兩側(cè)燃燒間斷時(shí)間不同，影響加熱爐控制水平。（4）換向過程為自動(dòng)控制，編制控制程序時(shí)應(yīng)避免向爐內(nèi)單獨(dú)供應(yīng)燃料或空氣的情況發(fā)生2828-28-10-10- 10-10- 結(jié)束我選的課題是連續(xù)式加熱爐，連續(xù)式加熱爐在鋼廠內(nèi)普遍使用。在選擇這個(gè)課題之前我們雖然學(xué)習(xí)過加熱爐，但要把書上理論搬到實(shí)踐中來，卻感覺到無從下手，好在有老師以及南鋼的技術(shù)人員和老工人師傅悉心教導(dǎo)，讓我逐漸理清了頭緒從分析加熱爐的工藝性能到現(xiàn)在的編制設(shè)計(jì)說明書，所以我很感謝這些師長(zhǎng)對(duì)我的幫助。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，

43、收獲頗豐，感覺最大的收獲就是理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性。感覺到了“紙上得來終覺淺，須知此事要躬行”，最后再次感謝機(jī)械工程系的老師特別是汪勁松老師和南鋼的技術(shù)人員對(duì)我的悉心指導(dǎo)和幫助，在以后的工作和學(xué)習(xí)中我會(huì)再接再厲！參考文獻(xiàn)加熱爐（教材;蔡喬方主編）冶金工業(yè)出版社鋼鐵冶金學(xué)（劉翼瓊等譯編）冶金工業(yè)出版社金屬壓力加工車間設(shè)計(jì)（溫景林主編）冶金工業(yè)出版社中國熱軋寬帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù)（中國金屬學(xué)會(huì)熱軋板帶學(xué)術(shù)委員會(huì)編著）冶金中國冶今網(wǎng)板帶材生產(chǎn)原理與工藝（東北大學(xué);王廷溥主編）冶金工業(yè)出版社軋鋼機(jī)械（皺家祥主編）冶金工業(yè)出版社1.3可行性研究工作依據(jù)錯(cuò)誤!未定義書簽。32-32- 1.3可行性研究工作依據(jù)錯(cuò)誤!未定義書簽。32-3