炉内传热原理与计算

内容简介

书简明而系统地阐述了炉内传热的基本原理、计算方法。全书共分7章，包括辐射换热的基本理论与计算，层燃炉、室燃炉和循环床锅炉的炉膛传热计算方法，锅炉热力计算方法，以及积灰、结渣对炉膛传热的影响等内容。本书作为衔接基础课“传热学”和“锅炉课程设计”之间的教材，对从基础理论到工程实际的处理方法给予了充分的重视。结合实际的工程案例，提供了完整的炉膛传热和热力计算的实例，并结合最新的研究进展系统介绍了气固两相流的传热和循环流化床锅

炉的传热计算。本书采用国际单位制，并附录了常用的中英文专业词汇，供查阅英文资料时使用。

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，可作为高等学校热能工程类专业的高年级本科生教材或教学参考书，也可供相关专业工程技术人员参考。

第1章热辐射的理论基础和基本性质

1.1热辐射的理论渊源——黑体辐射定律

1.2辐射能量及物体辐射性能的表示

1.3热辐射的基本定律

1.4固体表面热辐射性质

1.5辐射热量的形式

1.6角系数

1.7辐射换热工程计算的简化条件

第2章介质的辐射与吸收

2.1介质辐射与吸收的机理

2.2吸收散射性介质的辐射特性

2.3介质的辐射传递与能量守恒

2.4介质的有效辐射层厚度、吸收率与黑度2.5烟气与火焰的黑度

第3章等温介质与壁面的换热

3.1隔有透明介质的壁面间的辐射换热3.2等温介质与壁面间的辐射换热

3.3有对流的烟气与受热面的辐射换热

第4章流化床传热

4.1流化床的基本概念

4.2两相流对流传热

4.3两相流辐射传热

4.4循环流化床传热计算

第5章炉内传热计算

5.1炉膛传热过程

5.2室燃炉炉膛传热计算

5.3层燃炉炉膛传热计算

5.4流化床锅炉炉膛传热计算

5.5尾部受热面传热计算

5.6锅炉热力计算

第6章受热面积灰和结渣对传热的影响

6.1受热面积灰、结渣的过程和特点

6.2受热面积灰、结渣对炉膛传热的影响

6.3受热面积灰、结渣对对流受热面传热的影响

第7章炉内传热测量

7.1火焰黑度的测量

7.2辐射热流量的测量

7.3两种新型热流计

附录A热辐射常用物理常数

附录B常用的角系数计算公式

附录C炉内传热常用中英文词汇索引

附录D锅炉常用中英文词汇

附录E113.89kg/s（410t/h)高参数燃煤锅炉热力计算例题E1设计任务

E2燃料特性

E3锅炉的基本结构

E4辅助计算

E5燃烧室设计及传热计算

E6过热器的设计及传热计算

E7热量分配

E8省煤器结构设计及热力计算

E9 空气预热器结构设计及热力计算

E10 热力计算主要参数汇总

高分子材料换热器有多种形式，如管束式、列管式、管壳式等，它们既可以用来加热，亦可以用来冷却。其换热面积的计算方法如下：一、理论面积计算方法

●加热

1、计算换热量Q（—W.h）

Q=1.16β.γc.V (T2 -T1)

β—热损系数(1.1~1.3) γ—溶液密度(kg/L) c—溶液比热(kcal/ kg) v—溶液体积(L) T1—溶液初温(℃) T2—溶液终温(℃)[即工艺温度]

2、计算换热面积S（—m2）

S=Q/(ΔT.κ.h)

Q—换热量(W.h) h—换热时间(h) κ—换热系数(200~350 W/m2.℃)

ΔT—平均温度(℃)

ΔT的计算方法如下：

——对于换热为潜热（如热媒为蒸汽）

ΔT≈(Ty–Tx)/Ln[(Tz–Tx)/(Tz–Ty)]

其中Tz—饱和蒸汽温度(℃)

Tx—溶液初温(℃) Ty—溶液终温(℃)

——对于换热为显热（如热媒为热水）

ΔT≈[(T1–Ty)–(T2–Tx)]/Ln[(T1–Ty)/(T2–Tx)]

T1—热媒进口温度(℃) T2—热媒出口温度(℃)

Tx—溶液初温(℃) Ty—溶液终温(℃)

●冷却或冷冻

1、计算换热量q（—W）

q=β.V.I

β—附加系系数(1.1~1.3) V—工作电压(v) I—工作电流(A)

2、计算换热面积S（—m2）

S=q/(ΔT.κ)

q—换热量(W) κ—换热系数ΔT—平均温度(℃)

ΔT的计算方法如下：

——对于管束式槽内直接冷却

ΔT≈(T2–T1)/Ln[(T–T1)/(T–T2)]

其中T—工艺温度(℃)

T1—冷媒进口温度(℃) T2—冷媒出口温度(℃)

——对于管壳式槽外循环冷却

ΔT≈[(Tx–T2)–(Ty–T1)]/Ln[(Tx–T2)/(Ty–T1)]

T1—冷媒进口温度(℃) T2—冷媒出口温度(℃)

Tx—溶液进口温度(℃) Ty—溶液出口温度(℃)

★ Ln为自然对数

★ T2主要取决循环泵的流量与换热量的相互关系

二、校核面积计算方法

S =d×3.14×n×L×m

其中d—毛细管公称管径(m) L—毛细管平均长度(m)

n—每组换热器毛细管根数 m—换热器组数

三、说明

换热系数不仅取决于换热方式、换热器的材料以及换热器材料的规格(特别是管壁厚度)，还与溶液的状态（如是否搅拌）等多种因素有关。一般对于热水加热或冷媒冷却，换热系数可取偏下限；对于蒸汽加热则可取偏上限

高炉热平衡计算

4 高炉热平衡计算 4.1热平衡计算的目的热平衡计算的目的，是为了了解高炉热量供应和消耗的状况，掌握高炉内热能的利用情况，研究改善高炉热能利用和降低消耗的途径。通过计算调查高炉冶炼过程中单位生铁的热量收入与热量支出，说明热量收支各项对高炉冶炼的影响，从而寻找降低热消耗与提高能量利用的途径，达到使高炉冶炼过程处于能耗最低和效率最高的最佳运行状态。同时还可以绘制热平计算表研究高炉冶炼过程的基本方法[2]。 4.2热平衡计算方法热平衡计算的量论依据是能量守恒定律，即单位生铁投入的能量总和应等于中位个铁各项热消耗总和。热平衡计算采用差值法，即热损失是以总的热量收入减去各项热量的消耗而得到的，即把热量损失作为平衡项，所以热平衡表面上没有误差，因为一切误差都集中掩盖在所有热损失之中。根据计算的目的和分析的需要，热平衡可分为全炉热平衡与区域热平衡。全炉热平衡是把整个高炉作为研究对象、计算它的各项热收入与支出，用来分析高炉冶炼过程令的能量利用情况。而区域热平衡是把高炉的某一个区域作为研究对象，计算和分析这个区域内的能量利用情况。虽然计算热平衡的部位与方法不向，但计算的目的都是为寻找降低能耗的途径和确定一定冶炼条件下的能耗指标。理论上可以以把高炉内的任何一个部位当作区域热平衡的计算对象，但由于决定向炉冶炼能耗指标的主要因素存在于高炉下部的高温区。因此，常用高炉下部属温区热平衡进行计算。本例采用第一热平衡法计算进行热平衡计算。第一种热平衡法，亦称热工法热平衡。它是根据羔斯定则，不考虑炉内的实际反应过程．耍以物料最初与最终状态所具有的热力学参数为依据，确定高炉内的过程中所提供和消耗的热量。它的热收入规定为焦炭和喷吹物的热值(即全部C完全燃烧成CO2和H2全部燃烧成H2O时放出的热量)、热风与炉料带入的物理热及少量成渣热。而热支出为氧化物、硫化物和碳酸盐的分解热，喷吹燃料的分解热，水分分解热。脱S反应耗热，渣铁和炉顶煤气热焓与热值，冷却水代走的热量和炉体散热损失等项。这种热平衡计算法中，把焦炭和喷吹的燃料完全燃烧时放出的热量当作热收入。而实际上高炉冶炼过程中有相当一部分C并没有完全燃烧，以CO的形态离开了高炉。还有一部分进入生铁中和炉守中的C则完全权有燃烧，因此，必须把炉顶煤气与未燃烧C的热值当作热支出来处理。另

锅炉原理及基础知识

锅炉基础知识及锅炉结构第一章锅炉基础知识第一节锅炉概述锅炉由“锅”和“炉”两个部分组成； “锅”是锅炉中盛水和汽的部分，他的作用是吸收“炉”放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力（热水锅炉），或者转变为蒸汽（蒸气锅炉）。 “炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，他的作用是尽量地把燃料的热能释放出来，传递给锅内介质，产生热量供“锅”吸收。锅炉的分类方法，大体有以下几种： 1、按用途分类：有电站锅炉，工业锅炉和生活用锅炉等； 2、按输出介质分类：有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉等； 3、按使用燃料分类：有燃油锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉等； 4、按蒸发量分类：有小型锅炉（蒸发量小于20吨/时）中型锅炉（蒸发量20~75吨/时）大型锅炉（蒸发量大于75吨）等； 5、按压力分类：有低压锅炉（工作压力小于等于2.5MPa）中压锅炉(工作压力大于等于3.8MPa，小于5.3MPa) 高压锅炉(工作压力大于等于5.3MPa)等 6、按锅炉结构形式分类：有水管锅炉（火包水）火管锅炉（水包火）等第二节锅炉参数表示锅炉工作特性的基本参数，主要有锅炉的出力、压力和温度三项。 1、锅炉出力锅炉出力又称锅炉容量，蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉用供热量表示。

1.1 蒸发量蒸汽锅炉连续运行时每小时所产生蒸汽的数量。用符号“D”表示，常用单位：吨/小时（t/h）。锅炉马力（BHP），千瓦（Kw）； 1吨/时=64马力=628Kw 1.2 供热量热水锅炉连续运行时每小时出水有效带热量，用符号Q“表示”，常用单位：万大卡/时（104kal/h），千瓦（Kw），英热单位/时Btu/h； 1万大卡/时=0.01163 Kw=39.7英热单位/时 2、压力垂直均匀作用在物体表面上的力，称为压力。用符号“F”表示，单位是牛顿；垂直作用在物体单位面积上的压力，称为压强，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa）。在习惯上，常把压强称为压力，在工程技术上所提到的压力，实际上压强。测量压力有2种标准：一种是以压力等于0作为测量起点，称为绝对压力；另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测出的压力数值，称为表压力或相对压力。绝对压力等于表压力加上当时当地的大气压力（大气压力一般取近似值0.1MPa）。即：P绝=P表+0.1MPa P表=P绝-0.1MPa 锅炉内的压力是怎样产生的蒸汽锅炉是因为锅内的水吸收热量后,由液体状态变为气体状态，其体积增大很多，例如在一个绝对大气压力下，其体积将增大1650倍。由于锅炉是密闭的容器，因而限制了水汽的自由膨胀，结果就使锅炉个受压部件受到了水汽压力的作用。热水锅炉内压力的产生分2种情况，自然循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于高水位形成的静压力；强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自于循环泵的压力。锅炉产品铭牌上标示的压力，是这台锅炉的设计工作压力，单位是MPa（表压力）。表示锅炉内部水或汽的最大允许压力值。锅炉设计工作压力又称为额定出口压力。对有过热蒸汽的锅炉，是指过热器出口处的蒸汽压力；对无过热器的蒸汽锅炉，是指锅筒主汽阀出口处的蒸汽压力，对热水锅炉，是指锅炉出口出的水压力。 3、温度标志物体冷热的程度，称为温度，用符号“t”表示。温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。因此，在同一压力下，过热蒸汽就比饱和蒸汽能够做出更多的功。要了解物体温度的高低，需用温度计来测量。温度计上的刻度常用摄氏温标来表示，即在一个标准大气压下，把水开始结冰的温度（冰点）定为零度，把水沸腾时的温度（沸点）

高炉冶炼物料平衡计算

高炉冶炼综合计算 1.1概述组建炼铁车间（厂）或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃料条件作为高炉冶炼综合计算包括配料计算、物料平衡计算和热平衡计算。从计算中得到原料、燃料消耗量及鼓风消耗量等，得到冶炼主要产品（除生铁以外）煤气及炉渣产生量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间（厂）或高炉设计。计算之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工艺已有200余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺技术参数的确定，除特殊矿源应作冶炼基础研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须作工业全分析，而且将各种成分之总和换算成100％，元素含量和化合物含量要相吻合。将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原料、燃料以及辅助材料的消耗量，以及主、副产品成分和产量等，供车间设计使用。配料计算也是物料平衡和热平衡计算的基础。依据质量守恒定律，投入高炉物料的质量总和应等于高炉排出物料的质量总和。物料平衡计算可以验证配料计算是否准确无误，也是热平衡计算的基础。物料平衡计算结果的相对误差不应大于0.25％。常用的热平衡计算方法有两种。第一种是根据热化学的盖斯定律，即按入炉物料的初态和出炉物料的终态计算，而不考虑炉内实际反应过程。此法又称总热平衡法。它的不足是没有反应出高炉冶炼过程中放热反应和吸热反应所发生的具体空间位置，这种方法比较简便，计算结果可以判断高炉冶炼热工效果，检查配料计算各工艺技术参数选取是否合理，它是经常采用的一种计算方法。第二种是区域热平衡法。这种方法以高炉局部区域为研究对象，常将高炉下部直接还原区域进行热平衡计算，计算其中热量的产生和消耗项目，这比较准确地反应高炉下部实际情况，可判断炉内下部热量利用情况，以便采取相应的技术措施。该计算比较复杂。要从冶炼现场测取大量工艺数据方可进行。 1.2配料计算一.设定原料条件 1、矿石成分：表 1-1原料成分，%

锅炉原理及计算

《锅炉原理及计算(第三版)》的目录信息目录简介第三版前言第二版序言第一版前言主要符号第一篇锅炉基本知识第一章结论 1-1锅炉在国民经济中的重要性 1-2锅炉及其辅助设备的简介 1-3锅炉型式简介 1-4我国锅炉的容量及参数系列 1-5我国锅炉制造工业及技术的发展第二章燃料及其燃烧产物 2-1锅炉的燃料 2-2煤的成分及煤的分类 2-3煤的燃烧特性 2-4煤的折算成分 2-5油页岩、重油与煤气 2-6燃料的理论空气量 2-7固体和液体燃料的燃烧产物 2-8气体燃料的燃烧产物 2-9空气和燃烧产物、水蒸气的热物性参考文献第三章锅炉热平衡 3-1锅炉热平衡的基本概念 3-2燃料的热量 3-3有效吸收热量 3-4固体末完全燃烧损失 3-5气体未完全燃烧损失 3-6排烟损失 3-7锅炉外部冷却损失 3-8灰渣物理热损失 3-9锅炉热平衡试验 3-10锅炉设计中热平衡的估算 3-11以高位发热量为准的锅炉热平衡计算参考文献第四章锅炉设计方案的选择、总体布置及锅炉设计的辅助计算4-1概述 4-2锅炉蒸汽参数对锅炉蒸发受热面型式及受热面布置的影响 4-3燃烧方法选择 4-4锅炉的总体布置 4-5锅炉的设计步骤

4-6燃料数据的分析和整理 4-7空气平衡 4-8空气、烟气的体积和焓-温表 4-9锅炉效率和燃料消耗量的估算参考文献第二篇燃料的燃烧和燃烧设备第五章燃烧理论 5-1概述 5-2燃烧过程中的化学反应原理 5-3燃烧形式的分类与相互关系 5-4气体燃料燃烧 5-5液体燃料的燃烧 5-6现代燃烧技术控制氮氧化物(NOX)生成的原理5-7固体燃料燃烧参考文献第六章煤气及油的燃烧 6-1锅炉燃烧设备概述 6-2煤气燃烧特性 6-3煤气燃烧器 6-4重油燃烧原理 6-5重油的雾化 6-6配风器的型式和原理 6-7降低重油燃烧污染物的措施参考文献第七章煤的炉排燃烧 7-1概述 7-2播煤机翻转炉排 7-3链条炉排 7-4链条炉炉膛设计 7-5播煤机倒转炉排参考文献第八章煤粉制备及煤粉燃烧设备 8-1煤粉的燃烧 8-2煤粉制备 8-3煤粉燃烧器 8-4炉膛热负荷的选用 8-5液态排渣炉和旋风炉 8-6低N()X燃烧器 8-7水煤浆及其燃烧参考文献第九章循环流化床燃烧技术 9-1概述 9-2流态化基础知识 9-3循环流化床锅炉

《锅炉原理》题库-2014年

第一章绪论一、名词解释 1. 锅炉额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度，使用设计燃料并保证效率时所规定的蒸汽产量。 2. 锅炉最大连续蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽参数，额定给水温度和使用设计燃料长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。 3. 锅炉额定蒸汽参数：过热器出口处额定蒸汽压力和额定蒸汽温度。 4?、锅炉热效率：锅炉每小时的有效利用热量占输入锅炉全部输入热量的百分数。二、填空 1、火力发电厂的三大主要设备为 ____ 、—、 ________ 。 2、锅炉按燃烧方式分有层燃炉、室燃炉、旋风炉、沸腾炉。 3、锅炉按排渣方式分有固态排渣炉、液态排渣炉两种。 4、锅炉按工质流动方式分有自然循环锅炉、强制流动锅炉两种，而后者又可分为直流锅炉、多 _ 次强制循环锅炉、复合循环锅炉三种。 5、锅炉型号SG—670/140- 540/540中，SG为上海锅炉厂,670为额定蒸发量,140为额定蒸汽压力，分子540为过热蒸汽温度，分母540为再热蒸汽温度。三、判断题 1、电站锅炉型号中蒸汽压力值常用绝对压力表示。（） 2、电站锅炉型号中蒸发量的值常用最大连续蒸发量表示。（） 3、电站锅炉燃烧的煤粉是由磨煤机制成的。（）四、问答题 1、电站锅炉本体由哪些部件组成？ 2、电站锅炉的辅助设备主要有哪些？答：锅炉的附属设备主要有：送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器、烟囱、监测仪表及自控装置。第二章燃料一、名词解释 1. 发热量：单位质量或容积的燃料完全燃烧时所放出的热量。 2. 高位发热量：单位量燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出的全部热量，称为燃料的高位发热量。 3?低位发热量：单位燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸汽全部保持蒸汽状态时所放出的全部热量。 4. 折算成分：指燃料对应于每4190kJ/kg收到基低位发热量的成分 5. 标准煤：规定收到基低位发热量Qarnet=29270kJ/kg的煤。 6. 煤的挥发分：失去水分的煤样在规定条件下加热时，煤中有机质分解而析出的气体 7. 煤灰熔融性：在规定条件下随加热温度的变化灰的变形、软化、流动等物理状态的变化特性。

锅炉原理简答

锅炉简答 1、直吹式制粉系统的主要特点时什么？中速磨负压和正压直吹式制粉系统的主要区别是什么？各有哪些主要优缺点？答：（1）主要特点：磨煤机磨制的煤粉直接全部吹入炉膛；制粉系统出力始终与锅炉的燃煤消耗量相平衡。（2）区别：中速磨负压直吹式制粉系统中，排粉风机位于磨煤机出口，磨煤机内为负压；而正压系统中，排粉风机位于磨煤机进口或空气预热器的进口，磨煤机内为正压。（3）优缺点：负压系统的排粉风机磨损严重，效率低，电耗大，制粉系统漏风较大，使锅炉效率降低，优点是不向外漏粉，工作环境较干净；正压系统不存在排粉机的磨损和漏风问题，运行可靠性和经济性高，但要采用适当的密封措施，否则向外冒粉将严重污染环境。 2、轴向可动叶轮型旋流煤粉燃烧器的一、二次风是直流还是旋转射流？煤种变化时，如何调节旋转强度以保证顺利地着火和燃烧？（以煤中挥发分较低为例）答：（1）一次风通过舌形挡板形成直流射流或旋转射流；二次风通过轴向可动叶轮形成强旋转射流。（2）当煤种变化时，应通过拉杆把轴向可动叶轮向前推，通过叶轮的二次风份额增大。即二次风气流的旋转强度增大，卷吸高温火焰和烟气的能力增大，更有利于煤粉气流的着火。 3、什么是过热器的气温特性？定性分析并画图说明对流式过热器的气温特性。汽温超温如何调节？答：（1）过热器出口气温随锅炉负荷变化的规律称为过热器的气温特性。（2）画图略。随着锅炉负荷增加，燃料消耗量增大，烟气流量和烟温都上升，对流换热系数、传热温差增大，使对流换热量的增加超过蒸汽温度的增加，蒸汽焓增增大。所以，随锅炉负荷的增加，对流过热器出口汽温升高。（3）喷水减温；分隔烟道挡板；降低火焰中心高度 4、定性画出并分析辐射式过热器的汽温特性。汽温超温如何调节？答：（1）画图略。锅炉负荷增大时，蒸汽流量增大超过炉内平均温度的增加量，此时辐射传热量的增加少于蒸汽流量的增加，故工质焓升降低。所以随锅炉负荷增大，出口汽温下降。（2）分隔烟道挡板；降低火焰中心高度 5、什么是直流锅炉的水动力不稳定性？消除和减轻的措施是什么？根本原因是什么？答：（1）在热负荷q一定的条件下，并列工作的强制流蒸发受热面管束中，有可能出现对应着一个压降0P下却有几个不相同的流量G的现象，称为直流锅炉的水动力不稳定性。（2）措施：适当提高工作压力P；适当减小进口欠水焓；适当提高工质的质量流速；适当增加热水段阻力，如加装进口即节流圈；加装呼吸联箱等；（2）根本原因：并列工作的强制流动受热蒸发管圈中工质的密度变化不均匀所致。 6、良好燃烧的四个条件是什么？影响煤粉气流着火的主要因素？燃烧过程的三个阶段？答：（1）四个条件：要有足够高的炉内温度水平；要供给充足而适量的空气；燃料与空气之间有良好混合；燃料在炉内有足够的停留时间。（2）影响因素：燃料性质，煤粉细度；一次风温；一次风量和一次风速；炉内温度水平；锅炉负荷；燃烧器的结构及布置。（3）着火准备阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。 7、均等配风的直流煤粉燃烧器有何特点？适用什么煤种？答：（1）特点：一、二次风口距离很近，二次风混入一次风及时，供养及时，有利于高挥发煤种的后期燃烧；（2）适用与高挥发分较高的烟煤和褐煤。 8、画出简单自然循环回路示意图，标明主要设备名称，并说明再热循环的工作原理。运动压头的计算公式是什么？说明自然循环锅炉蒸发设备的组成，并叙述汽包的作用。答：（1）画图略。（2）工作原理：下降管不受热，上升管受热，下降管内水平均密度大于上升管内水平均密度，这个密度差在重力作用下，产生重位压差，形成推动力。在推动力作

转炉物料平衡与热平衡计算

氧气转炉炼钢物料平衡计算与热平衡计算 1物料平衡计算 1.1计算原始数据基本原始数据铁水和废钢成分、终点钢水成分（表1）;造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其他工艺参数（表4）表合金成分及其回收率 2

表其他工艺参数设定值 1.2物料平衡基本项目：收入项目：收入量=铁水+废钢+溶剂+氧气+炉衬蚀损+合金支出项目：支出量=钢水+炉渣+烟尘+渣中铁珠+炉气+喷溅。 1.3计算步骤以100kg铁水为基础进行计算。第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5 表7。总渣量及其成分如表8所示。第二步：计算氧气消耗量。氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差。见表9.

表铁水中元素的氧化产物及其成渣量表炉衬蚀损的成渣量石灰加入量计算如下：由表7-5—表7-7可知，渣中已含（CaO） =-0.014+0.004+0.002+0.910=0.902kg ;渣中已含（SiO2） =1.50+0.009+0.028+0.020=1.557kg。因设定的终渣碱度 R=3.5 ,故石灰加入量为：［R E Q（SiO2）- E Q（CaO）］/［3 （CaO 石灰）-R ）］=（3.5X 1.557-0.902）/ （88%-3.5 X 2.5%）=5.73kg。 X3 （SiO 2石灰由CaO还原岀来的氧量，计算方法同表 5的注

表总渣量及成分 ① 由表 1-8 知，除 FeO 和 Fe 2O 3 外的渣量 6.799+1.724+1.052+0.137+0.63+0.44+0.63+0.028=11.56kg 而终渣刀 w (FeO) =15% (表 1-4),故渣的总量 11.56-86.75%=13.326kg 。 ② 所以，w (FeO) =13.326 X 8.25%=1.099kg ③ w(Fe 2O 3)= 13.066 X 5%-0.033-0.005-0.008=0.620kg 表9实际耗氧量 2

干燥过程的物料平衡与热平衡计算

干燥过程的物料与热平衡计算 1、湿物料的含水率湿物料的含水率通常用两种方法表示。 (1)湿基含水率:水分质量占湿物料质量的百分数,用ω表示。 100%?= 湿物料的总质量水分质量 ω (2)干基含水率:由于干燥过程中,绝干物料的质量不变,故常取绝干物料为基准定义水分含量。把水分质量与绝干物料的质量之比定义为干基含水率,用χ表示。 100%?= 量湿物料中绝干物料的质水分质量 χ (3)两种含水率的换算关系: χ χ ω+= 1 ω ω χ-= 1 2、湿物料的比热与焓 (1)湿物料的比热m C 湿物料的比热可用加与法写成如下形式: w s m C C C χ+= 式中:m C —湿物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; s C —绝干物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; w C —物料中所含水分的比热,取值4、186()C kg J ?水/k (2)湿物料的焓I ' 湿物料的焓I '包括单位质量绝干物料的焓与物料中所含水分的焓。(都就是以0C 为基准)。 ()θθχθχθm s w s C C C C I =+=+='186.4 式中:θ为湿物料的温度,C 。

3、空气的焓I 空气中的焓值就是指空气中含有的总热量。通常以干空气中的单位质量为基准称作比焓,工程中简称为焓。它就是指1kg 干空气的焓与它相对应的水蒸汽的焓的总与。空气的焓值计算公式为: ()χ1.88t 24901.01t I ++= 或()χχ2490t 1.881.01I ++= 式中;I —空气(含湿)的焓,绝干空气kg/kg ; χ—空气的干基含湿量,绝干空气kg/kg ; 1、01—干空气的平均定压比热,K ?kJ/kg ; 1、88—水蒸汽的定压比热,K ?kJ/kg ; 2490—0C 水的汽化潜热,kJ/kg 。由上式可以瞧出,()t 1.881.01χ+就是随温度变化的热量即显热。而χ2490则就是0C 时kg χ水的汽化潜热。它就是随含湿量而变化的,与温度无关,即“潜热”。 4、干燥系统的物料衡算干燥系统的示意图如下: (1)水分蒸汽量W 按上述示意图作干燥过程中的0水量与物料平衡,假设干燥系统中无物料损失,则: 2211χχG LH G LH +=+ 水量平衡 G 1

锅炉原理计算题 2

第二章 2、某种煤收到基含碳量为4０％（Car 1）。由于受外界条件的影响，其收到基水分由15％（Mar 1）减少到10％（Mar 2），收到基灰分由25％（Aar 1）增加到35％（Aar 2），试求其水分和灰分变化后的收到基含碳量。解： 222111)(100100 )(100100ar ar ar ar ar ar C A M C A M +-=+- 111222) (100) (100ar ar ar ar ar ar C A M A M C +-+-= 3、已知甲种煤的Qnet,ar=29166kJ/kg ，A ar ＝18％；乙种煤的Qnet,ar =18788kJ/kg ，A ar ＝15％。如果锅炉效率、负荷等条件相同，试问用哪一种燃料锅炉出灰量大？提示：用折算灰份比较。 4、一台链条炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口处RO2＝13.8％，O2＝5.9％，CO ＝0；省煤器出口处RO2＝10.0％，O2＝9.8％，CO ＝0。如燃料特性系数为0.1，试校核烟气分析结果是否准确？炉膛和省煤器出口处的过量空气系数及这一段烟道的漏风系数有多大？解：炉膛出口处：2108.219.58.13)1.01()1(22≈=+?+=++O RO β 省煤器出口处：218.208.90.10)1.01()1(22≈=+?+=++O RO β ∴烟气分析结果准确。炉膛出口处：

38.1) 9.58.13(1009 .576.311 ) (10076 .311 222 =+-? -= +--= ''O RO O l α 省煤器出口处：85.1) 8.90.10(1008 .976.311 ) (10076 .311 222 s =+-? -= +--= ''O RO O α 漏风系数：△α=1.85-1.38=0.47 5、已知锅炉每小时燃煤20 t/h ，燃料成分如下：Car=49.625% Har ＝5.0％ Oar ＝10％ Nar=1.375% Sar ＝1.0％ A ar ＝20％ M ar=13% ，锅炉在完全燃烧情况下，如果测得炉子出口处RO2L=15%，而排烟处RO2py=12.5%，试求每小时漏入烟道的空气量。解：1758.01 375.0625.4910 126.0535.2375.0126.035 .2=?+?-=+-=ar ar ar ar S C O H β 86.171758 .0121121RO max 2 =+=+=β 19.115 86.172max 2===L L RO RO α 43.15 .1286.172max 2===py py RO RO α 24.019.143.1=-=-=?L py ααα kg Nm O H S C V ar ar ar ar k / 6.10333.0265.0)375.0(0889.030=-++= △Vk0=B △αVk0=20*103*0.24*6.1=2.928*104 m3/ h ， 6、已知理论空气量Vk0=5m3/kg ，每小时耗煤量40 t/h 。当完全燃烧时，测得省煤器前烟气中含氧量O2′=6.0%，省煤器后烟气中含氧量O2″=6.6%

(完整版)锅炉原理知识点总结

一．名词解释 1.自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。 2.直流锅炉：给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。 3.强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质，除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。 4.控制循环锅炉：在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。 5.层燃炉：燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的燃料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。 6.流化床锅炉：流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化为流化床的风速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。 7.煤粉炉：将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是煤粉炉。 8.锅炉效率：锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比。 9.锅炉净效率：指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗（热耗和电耗）以后的锅炉效率。 10.余热锅炉：指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。 11.火管锅炉：火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。火管锅炉又称锅壳式锅炉。 12.水管锅炉：所谓水管锅炉就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。 13.温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气。 14.省煤器：是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量，以降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃煤量，所以称为省煤器。 15.锅筒：锅筒是水管锅炉中用以进行汽水分离和烟汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包。 16.下降管：水循环回路中，由锅筒向下集箱的供水管路。 17.水冷壁：锅炉炉膛四周炉墙上敷设的受热面通常称为水冷壁。 18.过热器：是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。 19.再热器：将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。 20.联箱：锅炉汽水系统中用以汇集、分配蒸汽和水的受压部件。按结构型式, 有圆形和方形联箱两种 21.管间距：两相邻水冷壁管的中心线之间的距离。 22.卫燃带：涂覆水冷壁的耐火层称为卫燃带（燃烧带）。

高炉热平衡计算方法

高炉热平衡计算方法 4.3热平衡计算过程需要补充的原始条件：鼓风温度1100℃；炉顶温度200℃；入炉矿石温度为80℃。 4.3.1 热量收入（1）碳素氧化热由C 氧化1m3 成CO 2放热 1222.433410.66 ?=17898.43 KJ/m3 由C 氧化成1m3 的CO 放热 1222.4 9797.11 ?=5250.50 KJ/m 3 碳素氧化热=288.45×19878.43+(435.04-2.22)×5250.50 =8006454.54 KJ （2）热风带入热 1100 ℃时干空气的比热容为1.429kJ / m 3·℃ ，水蒸气的比热为1.753 kJ / m 3·℃,热风带入热=[(1238.89-18.58)×1.429+18.58×1.753]×1100 =1954033.10 KJ （3）成渣热炉料中以碳酸盐形式存在的CaO 和MgO ，在高炉内生成钙铝酸盐时，1kg 放出热量1130.49 kJ 混合矿的CaO=1666.82×0.0154× 44 56 =32.67 KJ 成渣热=32.67×1130.49=36933.10 kJ （4）混合矿带入的物理热 80 ℃时混合矿的比热容为1.0 KJ/Kg·℃ 混合矿带入的物理热=1666.82×1.0×80=133345.60 kJ （5）H 2氧化放热 1m3 H 2氧化成H 2O 放热10806.65 KJ H 2氧化放热=51.81×10806.65=559892.53 kJ （6）CH 4生成热 1Kg CH 4生成热=16 77874.4 =4865.29 KJ CH 4的生成热=10.78×22.416 ×4865.29=37462.73 KJ 冶炼1t 生铁总热为以上各热量的总和 Q 总收 =8006454.54

回转窑系统热平衡计算资料

回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准物料基准：一般以1kg 熟料为基准；温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡计算方法与步骤说明于下：窑型：预分解窑基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。图1 物料平衡图图2 热量平衡图

2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目（1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料）设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。（2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料）（3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='

炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。应当指出，由于炼钢系复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法，同时列出一些供计算用的原始参考数据。 1.1 物料平衡计算（1）计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表1）；金属料—铁水和废钢的成分（表1）；终点钢水成分（表1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其它工艺参数（表4）. ①本计算设定的冶炼钢种为H15Mn。 ②[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。表2 原材料成分

①10%C与氧生产CO2 表4 其它工艺参数设定值收入项有：铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金。支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。（3）计算步骤。以100kg铁水为基础进行计算。第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5、6和7。总渣量及其成分如表8所示。第二步：计算氧气消耗量。氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表9。 ①由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量=0.013×56/32=0.023kg

锅炉原理及运行技术总结

锅炉原理及运行技术总结本页是最新发布的《锅炉原理及运行技术总结》的详细范文参考文章，感觉很有用处，看完如果觉得有帮助请记得（）。锅炉原理课程设计总结经过将近两个多星期的学习，我们小组终于完成了锅炉课程设计,锅炉课程设计对我们专业的学生来说好比吃饭的筷子一样!同时通过这次的课程设计我也认识到了自己的不足，对我未来的道路起到了极大的更正作用！通过对课程设计的学习，我的知识得到了进一步的升华，课本上角落里的知识也被带入我的理解中，此次我们主要校核计算，但进行锅炉的辅助计算时还好，不需要校核，但进行到锅炉受热面校核计算时感觉计算量巨大，对原理的掌握不够透彻，导致很多计算不知缘由，不知此公式如何得来，从何处得来，这是万万不行的，每次校核失败后，都要重新估计出口烟气温度，以计算出新的对流吸热量，然后结合传热方程式进行校核，此过程进行时间较长，涉及数据较多，但也是最锻炼能力的地方。通过的课程设计的学习，我具体了解到了某些受热面大致的漏风系数，了解到了如何计算炉膛表面积，如何计算炉膛的体积，记得在查表是不知道如何计算壁面

温度，还好及时请教了老师，得到了老师的悉心指导，在此，再次表达感谢！由于我们用的是徐州烟煤，此煤种含碳量高，导致了着火推迟，所需着火热过大，所以炉膛出口温度会比其他煤种高一些，对于高温辐射受热面和高温对流受热面的挑战极大，最终通过合理分配减温水流量叫问题化解。通过这次的学习，我只想说，我知道的太少了，我了解的太少了，我的能力还太差了，在锅炉学习的漫漫长路中，我连大门都没打开通过锅炉课程设计，不仅对我学习上有很大的帮助，对我对待问题的态度上也有很大的帮助，无论什么时候都要学习，我在知识上永远都是只走出一小步，永远不要认为任何问题的简单。任何的问题都要细致的分析，任何问题都要精确！与此同时，我还学会如何和自己的组员如何配合。在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有

【精品】物料平衡与热平衡计算

钢铁冶金专业设计资料（炼铁、炼钢）本钢工学院冶化教研室二00三年八月

第一章物料平衡与热平衡计算物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1—1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算.通过计算,可以定量地掌握冶炼工重要参数,做到“胸中有数”.对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义.由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算,但它仍然有十分重要的指导意义。物料平衡和热平衡计算,一般可分为两面种方案.第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测.本计算是采用第一种方案。目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0。40％）和中磷的(0.40～1。00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算. 1.1原始数据

1。1.1铁水成分及温度表1—1—1 1.1.2原材料成分

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 2 / 56 表1-1—2原材料成分

锅炉原理设计—125祝慧雯(学)

[ 125t/hs)中参数燃煤锅炉的热力计算 1.设计任务（1）锅炉额定蒸发量D=125t/h （2）蒸汽参数： 1）汽包蒸汽压力：p= = MPa 2）过热器出口蒸汽压力：p gr 3）过热器出口蒸汽温度：t =450℃ gr =170℃ （3）给水温度：t gs 》 = MPa （4）给水压力：p gs 2% （5）排污率：p pm （6）排烟温度：θ =140℃ py =370℃ （7）预热空气温度：t rk （8）冷空气温度：t 30℃ lk= （9）空气中含水蒸汽量：d=10g/kg 2.燃料特性： * （1）燃料名称：阳泉无烟煤（2）煤的收到基成分： =% 1)碳C ar 2)氢H =% ar =% 3)氧O ar =% 4)氮N ar 5)硫S =% ar =% 6)水分M ar 7)| 8)灰分A ar=% （3）煤的干燥无灰基挥发份V =9% daf =26400kJ/kg （4）煤的收到基低位发热量：Q ar,net,p （5）灰熔点特性： DT=1400℃ ST=1500℃ FT＞1500℃ =1 （6）煤的可磨度：K km . 3.确定锅炉基本结构采用单锅筒Ⅱ型布置，上升烟道为燃烧室及凝渣管。水平烟道布置两级悬挂对流过热器，垂直下行烟道布置两级省煤器及两级管式空气预热器。

整个炉膛全部布满水冷壁，炉膛出口凝渣管簇由锅炉后墙水冷壁延伸组成，在炉膛出口处采用由后墙水冷壁延伸构成的折焰角，以使烟气更好地充满炉膛。采用光管水冷壁。对流过热器分两级布置，由悬挂式蛇形管束组成，在两级之间有锅炉自制冷凝水喷水减温装置，由进入锅炉的给水来冷却饱和蒸汽制成凝结水，回收凝结放热量后再进入省煤器。省煤器和空气预热器采用两级配合布置，以节省受热面，减少钢材消耗量。锅炉采用四根集中下降管，分别供水给12组水冷壁系统。燃烧方式采用四角布置的直流燃烧器。 . 根据煤的特性选用中速磨煤机的负压直吹系统。锅炉本体结构见附图。 4.辅助计算（1）燃烧产物容积计算煤完全燃烧（α=1）时理论空气量及燃烧产物容积计算见表I-1（以1kg燃料为准）。 @ （2）空气平衡及焓温表 1）烟道各处过量空气系数、各受热面的漏风系数及不同过量空气系数下燃烧产物的容积见表I-2，炉膛出口处过量空气系数按表4-2取。 I-2烟气特性

炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算复习课程

炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。应当指出，由于炼钢系复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法，同时列出一些供计算用的原始参考数据。 1.1 物料平衡计算（1）计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表1）；金属料—铁水和废钢的成分（表1）；终点钢水成分（表1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其它工艺参数（表4）. 表1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 ①本计算设定的冶炼钢种为H15Mn。 ②[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。

表2 原材料成分表3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母） ①10%C与氧生产CO2 表4 其它工艺参数设定值（2）物料平衡基本项目。收入项有：铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金。支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。

（3）计算步骤。以100kg铁水为基础进行计算。第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5、6和7。总渣量及其成分如表8所示。第二步：计算氧气消耗量。氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表9。表5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量 ①由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量=0.013×56/32=0.023kg 表6 炉衬蚀损的成渣量表7 加入溶剂的成渣量

热平衡计算

二、高温区域热平衡计算高温区热平衡与全炉热平衡计算的原则是相同的，而不同点是进入1000℃以上区域的物料要按l00℃左右温度差区别考虑，即煤气温度按1000℃、而物料按900℃计算。【7】 1 热量收入高温区热量收入主要是风口前焦炭、煤粉、重油的燃烧及热风带入的热量，与全炉热平衡计算方法相同。 (1) 风口前碳的燃烧放热(QC) 首先计算总碳量： 1)焦炭带入的碳量＝455.6×0.8567＝390.31kg 2)煤粉带入的碳量＝120×0.778＝93.36 kg 其次计算风口前燃烧碳量： 1)每1kg燃烧时需氧根据 2C+O2=2CO m3/kg C 2）已知风量为1262m3； 3）风口前燃烧的总碳量(C风口总)：

4）风口前燃烧的焦炭中的碳量（ C风口，焦炭) 所以它们的发热量为： QC＝ｑ焦炭＋ｑ煤 =2173640 ＋ 975985.44 ＝3149625.44 kJ （2）热风带入的热量式中，V风、C风、t风分别为风量、风的比热容与风温，查热力学数据表，1000℃时的比热容1.185kJ／(kg·℃)【15】 2 热量支出计算铁等元素的还原、脱硫、石灰石分解、水分分解等均与全炉热平衡相同，

（1）还原耗热(Q还原) 【8】 1) Fe的直接还原耗热：(2890 kJ／kgFe) 2) Si的还原耗热： 3) Mn的还原耗热 qMn＝1.64×4877＝7998.28 kJ 4) P的还原耗热 qP＝2.65×26520=70278 kJ Q还原＝qFe＋qSi＋qMn＋qP＝1701633.775kJ (2) 脱硫耗热(QS) 取qS 4600 kJ/kg 【8】 QS＝渣量×（S）× qS ＝439.69 ×0.0078× 4600 ＝ 15776kJ (3 )石灰石分解与反应热(Q石灰石)