步进式加热炉设计计算_模板
【精品】步进式燃气加热炉结构及控制系统设计毕业论文设计
河北工业大学毕业设计说明书题目：步进式燃气加热炉结构及控制系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：步进式燃气加热炉结构及控制系统设计摘要：工业炉的设计的目的是参考现有炉型，以热工理论为指导，设计出结构更完善的炉体结构。
本设计充分考虑了工业炉系统的各个方面。
对于炉膛，采用一般的平顶结构，使整体成本造价和安装费用大幅度降低。
对于烟道，由于加热圆形工件时，工件下方尚有一定空间且工作间距固定可在装料侧墙下部排烟。
对于天然气的预热，采用烟气加热天然气。
对于燃烧器，采用半喷射式烧嘴，与喷射式烧嘴相比，不仅缩短了烧嘴长度，而且通过调节一、二次空气量，从而在一定范围内可调节火焰长度。
对加热炉自动控制系统的设计，使加热炉更易于使用。
关键词：步进式燃气加热炉控制系统the design of walking-beam gas furnace structure and control systemAbstractthe design purpose of Industrial furnace is to reference existing furnace, With thermodynamic theory as the guide,designed structure more perfect furnace construction.This design is considered with the fully industrial furnace system.For furnace,The roof structure,make the whole cost and installation cost significantly reduced.For flue,when heated circular workpiece due,below are some workpiece and work in feeding fixed spacing of the lateral wall smoke.For gas preheating,Using the natural gas to heating.For burner,using half a jet burner,compared with the jet burner, not only shorten the length of burner,and through adjusting the first and the second air quantity,thus, adjustable flame length within a certain range.For the design of automatic control system of reheating furnace, make more easy to use.Keywords: walking-beam furnaces Gas furnace The control system目次1 引言 (4)2 设计任务书 (5)3 工业炉设计概论 (5)3.1 工业炉概念 (5)3.2 工业炉性能参数介绍 (6)3.3 工业炉基本分类 (8)3.4 设计内容 (8)3.5 工业炉设计原则 (9)3.6 本课题设计思路 (9)3.7 设计时间规划 (11)4 加热炉系统的具体设计 (11)4.1 燃料燃烧的计算 (11)4.2 炉体基本结构的设计 (14)5 热平衡计算 (18)5.1 加热段的热平衡 (18)5.2 预热段的热平衡 (20)6 预热器的设计计算 (23)6.1 预热器的选用 (23)6.2 空气预热器的设计计算 (24)6.3 天然气预热器的设计计算 (29)7 燃烧装置的设计 (35)7.1 烧嘴的选择 (35)7.2 空气管道的设计 (36)7.3 天然气管道的设计 (37)8 排烟系统的设计计算 (37)9 自动控制系统的设计 (40)9.1 坯料的侧长称重与入炉定位 (40)9.2 坯料的装卸 (40)9.3 炉内步进机构的传动 (40)9.4 炉内燃烧状况的检测 (40)9.5 炉温炉压控制 (40)9.6 炉膛含氧量检测 (40)10 加热炉系统的其它细节介绍 (41)10.1 进料工具的设计 (41)10.2 传动装置的设计 (41)10.3 钢件出口及炉门的设计 (41)10.4 炉底的设计 (41)10.5 炉子启动时注意事项 (42)10.6 对于环境的影响 (42)10.7 燃烧系统程序控制 (42)10.8 步进机械运行过程原理 (42)10.9 出渣系统 (43)结论 (43)参考文献 (43)致谢 (44)附录1－1.......................................... CAD附图－加热炉系统图附录1－2.......................................... CAD附图－加热炉系统图附录2................................................. CAD附图－炉膛简图附录3............................................... CAD附图－预热器简图附录4............................................... CAD附图－烧嘴形式图附录5......................................... CAD附图－自动控制系统简图1 引言作为一种重要的热工设备，工业炉广泛应用于物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等各种生产过程中，不仅数量众多，而且种类繁多。
步进式加热炉设计计算模板
210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=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料1） 种类：焦炉煤气2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C表1-1焦炉煤气干成分（％）⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C⑸空气预热温度（烧嘴前）：t空=350 C2.2燃烧计算2.2.3 计算理论空气需要量L c1 1m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m2 24把表2-1中焦炉煤气湿成分代入1 1333-H 2S O 2 2233)10 (m /m )L0 4.76 8.7939 険5741 2 24・8184 3 2・8336。
碍210 =4.3045m3/m3V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2224计算实际空气需要量Ln查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入L nnL o1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3实际湿空气消耗量L n 湿(10.00124g) nL o=(1 0.00124 18.9) 4.7317=6.0999 标 m 3/标 m 32.2.5计算燃烧产物成分及生成量V c°2(COnC n H m CO 2) 1001791.2702 丄 79 4.7317100 100=3.7507标m 3/标m 3V 02(L nL 0)标 m /标 m100 214.7317 4.3045 100=0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量(56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 1000.00124 18.9 4.7317标m 3/标m 3标m 3/标m 3(24.8184 8.7939 2 2.83363.0290)1 100=0.4231 标 m 3/标 m 3V H 2O (H 2m C Hn m2H 2S H 2O)1 1000.00124gL n 标 m 3/标 m 3V N 2N 2100 100 Ln 标说标m=1.25260.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161 标 m 3/标 m 3燃烧产物成分V Co i100% 6.145%V n 5.5161V H O 1 2526 上上空6100% 19.132% V n 5.5161 皿 37507100% 72.977% V n5.5161O 2 纟 00897100% 1.746%V n 5.5161100%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 m 3/标m 3）及成分（%）成 4名称7^CO 2 H 2O N 2 O 2 合计生成量（标m 3） 0.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161体积含量（%）7.6703 22.7081 67.99551.6261100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44CO 2 64SO 218H 2O 28N 232O 2100 22.444 7.6703 18 22.7081 28 67.9955 32 1.6261100 22.4=1.2063Kg/m 32.2.7计算燃料理论燃烧温度由t 空=350 C ，查《燃料与燃烧》表得 C 空=1.30kJ/标m 3,由《燃料与燃烧》P as ,Kg/m 3V n C 产Q 低L n C 空t 空C 燃 t 燃Q 分得燃烧室（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）即P CO2 CO2 %P CO CO %所以P CO2 7.6703% ,P H2O 22.7081%由《燃料与燃烧》附表8,附表9,得f co219.81% , f H2o 4.938%所以Q分12600 f co2(V co2)未10800 f H2o(V H2o)未10800 4.938% 0.227081 12600 0.076703% 0.1981140.2487KJ / Kg Kt 17790.4993 2152.9335 140.2487 所以理 5.5161 1.672149.7413 C2150误差% 2150 2100 100% 2.38% 5%2100在误差范围内，故不必再假设。
步进式加热炉设计计算-模板
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m 33)煤气不预热：t 煤气=20℃表1-1 焦炉煤气干成分(%)废膛(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L 0)3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++++=∑把表2-1中焦炉煤气湿成分代入20103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+⨯+⨯+⨯=L =33/3045.4m m2.2.4 计算实际空气需要量Ln查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入7317.43045.41.10=⨯==nL L n 标m 3/标m 3实际湿空气消耗量0)00124.01nL g L n ⨯+=（湿 =7317.4)9.1800124.01(⨯⨯+=6.0999 标m 3/标m 32.2.5 计算燃烧产物成分及生成量1001)(22⨯++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 1001)0290.38336.227939.88184.24(⨯+⨯++= =0.4231 标m 3/标m 3n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.01001)2(2222+⨯+++=∑ 标m 3/标m 3 7317.49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+== 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 10079100122+⨯= 标m 3/标m 3 7317.41007910012702.1⨯+⨯= =3.7507 标m 3/标m 3)(1002102L L V n O -= 标m 3/标m 3 ()3045.47317.410021-==0.0897标m 3/标m 3燃烧产物生成总量2222O N O H CO n V V V V V +++=0897.07507.32526.14231.0+++=5161.5= 标m 3/标m 3 燃烧产物成分 %145.6%1005161.54231.022=⨯=='n CO V V CO %132.19%1005161.52526.122=⨯=='n O H V V O H %977.72%1005161.57507.322=⨯=='nN V V N %746.1%1005161.50897.022=⨯=='nO V V O ∑%100 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m 3/标m 3）及成分（%）2.2.6 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 4.22100322818644422222⨯'++'+'+'=O N O H SO CO 烟ρ Kg/m 3 4.221006261.1329955.67287081.22186703.744⨯⨯+⨯+⨯+⨯==1.2063Kg/m 32.2.7 计算燃料理论燃烧温度产燃燃空空低产分燃空低理分C V Q t C t C L Q C V Q Q Q Q t n n n -++=-++=由t 空=350℃，查《燃料与燃烧》表得C 空=1.30kJ/标m 3，由《燃料与燃烧》P 38,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)即%22'=CO P CO %O C P CO '= . .所以%6703.72=CO P , %7081.222=O H P由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得%81.192=CO f ,%938.42=O H f所以 未未分)(10800)(126002222O H O H CO CO V f V f Q +=1981.0%076703.012600227081.0%938.410800⨯⨯+⨯⨯= K Kg KJ ⋅=/2487.140所以 Ct 7413.214967.15161.52487.1409335.21524993.17790=⨯-+=理2150≈误差%5%38.2%100210021002150%<=⨯-=在误差范围内，故不必再假设。
步进式加热炉炉温控制系统设计
加热炉炉温过程控制系统设计加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备,其自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。
随着自动化技术的迅猛发展,如何采用先进的自动化控制技术与设备,提高基础自动化控制效果与水平,确保钢坯的加热质量、实现高效节能、减少污染是本文研究的意义所在。
随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。
本文主要研究的内容是炉膛温度控制系统，采用串级控制系统通过控制空燃比来达到控制温度的效果。
关键词：步进式加热炉；炉膛温度控制；控制方法第一章加热炉控制系统概述 ............................... 错误！未定义书签。
1.1步进式加热炉的发展和国内概况 ............. 错误！未定义书签。
1.2炉温控制基本原理 ..................................... 错误！未定义书签。
1.3 计算飞剪运行时间T ................................. 错误！未定义书签。
第二章控制系统具体方案设计 ........................... 错误！未定义书签。
2.1 飞剪的控制目标 ........................................ 错误！未定义书签。
2.2 飞剪计算 .................................................... 错误！未定义书签。
2.3 剪切过程存在问题 .................................... 错误！未定义书签。
第三章步进式加热炉过程控制方案的设计过程错误！未定义书签。
3.1 系统结构 .................................................... 错误！未定义书签。
毕业设计任务书(步进式加热炉)
院长(系主任)(签字)：
年月日
注：此页装订在学生毕业设计说明书（论文）首页。
13-15周：撰写设计说明书并修改、打印、装订等，准备毕业答辩。
4、主要工作：
（1）写出设计说明书1份并完成整个炉子的主视、俯视、侧视图三视图的绘制。
（2）查阅1篇加热炉方面的英文文献，译成中文，累计0.3万汉字左右。并将论文摘要翻译成英文。
（3）参考文献至少7篇，其中1~2篇为外文文献。
指导教师(签字)：
毕业设计(论文)任务书
课题名称
轧钢厂220t/h步进式加热炉设计
课题类别
设计类
论文类
课题来源
生产实际
科研实际
社会实际
其它来源
√
√
一、毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段实践安排、应完成的主要工作等
1.要求：
以鞍钢厚板厂步进梁式连续加热炉为背景，进行工艺参数的计算；，结合实际生产工艺要求设计步进式加热炉；按照设计参数的要求进行炉型、燃料种类、燃烧装置等诸多设计方案的选择和论证，对燃料燃烧、炉膛热交换、金属加热、炉子主要尺寸、炉子热平衡等项目依次进行计算。在设计计算的基础上，对加热炉炉型、供热装置、供风系统等进行了合理布局。
2.设计参数：
（1）炉子生产率G＝220t/h；（2）被加热金属钢种：低碳钢；
（3）料坯尺寸：230×1150×10000mm；
（4）金属加热参数：金属加热开始时的表面温度t始＝20℃，金属加热终了时的表面温度t终＝1250℃，金属加热终了时的断面温差∆t≤30℃；
（5）燃料：高焦炉混合煤气，低发热量：Q＝1800 kal/Nm3。
高炉煤气与焦炉煤气成份表
成份
CO
CO2
步进梁式加热炉-机械工程系毕业设计说明书.doc
目录第一章概述 (2)1.1 步进梁式加热炉的简单介绍 (2)1.2设计的目的及意义 (2)第二章设计原始资料 (3)2.1 加热炉的产量 (3)2.2 钢坯尺寸 (3)2.3 燃烧原料成分 (3)第三章不锈钢步进梁式加热炉的计算 (4)3.1燃烧计算 (4)3.2炉内各段综合辐射系数 (7)3.3炉子尺寸的确定 (11)3.4热平衡计算 (18)设计体会 (22)参考文献 (24)第一章概述加热炉是将物料或工件加热的设备。
在冶金工业中加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。
连续加热炉广义来说，包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉。
连续加热炉按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。
加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。
均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。
由于本设计的内容是关于步进梁式加热炉，所以要对其做一些简单的介绍。
1.1 步进梁式加热炉的简单介绍步进式连续加热炉靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。
炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。
前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。
轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。
步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。
70年代以来，由于轧机的大型化，步进梁式炉得到了广泛应用。
同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。
1.2 设计的目的及意义通过课程设计，系统地总结巩固运用所学的加热炉及热工基础知识，掌握加热炉设计的基本方法、加热炉的基本结构。
培养理论联系实际，训练分析和解决问题的能力。
开工加热炉热工计算
加热炉负荷工艺计算一：加热炉温度操作条件：1：被加热介质流量：工况1： Q＝102632 Nm3/h＝39000Kg/h工况2： Q＝53947 Nm3/h＝20500Kg/h工况3： Q＝53947 Nm3/h＝17100 Kg/h2：被加热介质进出口压力：工况1：入炉温度：t1＝60℃出炉温度：t2＝184℃工况2：入炉温度：t1＝195℃出炉温度：t2＝427℃工况3：入炉温度：t1＝224℃出炉温度：t2＝500℃3：被加热价值爱进出炉压力：工况1：入炉压力：P1＝9.26MPa（A）出炉压力：P2＝9.0MPa（A）工况2：入炉压力：P1＝9.103MPa（A）出炉压力：P2＝9.0MPa（A）工况3：入炉压力：P1＝10.07MPa（A）出炉压力：P2＝10.0MPa（A）炉管内介质组成计算：合成气气体组成合成气气体综合焓值：负荷计算： 工况一：()1846039000(149.5548.575)3938025Kcal/h =4.58MWm Q q H H =-=⨯-=℃℃ 工况二：()19520500(349.22158.53)3909065Kcal/h =4.55MWm Q q H H =-=⨯-=427℃℃ 工况三：()22417100(410.66182.28)3905345Kcal/h =4.54MWm Q q H H =-=⨯-=500℃℃综上所述计算可取加热流体工艺所需热负荷为4.6MW 4.6MW=3.96×106Kcal/h 炉管表面平均热强度：22,27075/23300/.R ave q W m Kcal h m == 燃料气组成：烟气组成2220.5H O H O +=耗氧量计算：332()0.375/()n O Nm Nm =合成气 理论空气消耗量计算：330.3751.1 1.96/()0.21Nm Nm ⨯=合成气 生成烟气量：332()0.75/()n H O Nm Nm =合成气332()0.25+0.79 1.96=1.80/()n N Nm Nm =⨯合成气 332()0.10.21 1.96=0.042/()n O Nm Nm =⨯⨯合成气33()0.75+1.80+0.042=2.592/()n Nm Nm =烟气合成气燃料气总的生成烟气量：33()4116 2.592=10670/()n Nm Nm =⨯烟气合成气烟气各温度下的焓值：加热合成气所需总的烟气量：633.961014734/1.123(2488.68)Q Nm h ⨯==⨯-燃料低热值为1924Kcal/Nm 3 所需燃料消耗量：632 3.9610/19244116/Q Nm h =⨯⨯=感谢阅读！。
过程控制系统课程设计---步进式加热炉系统控制
课程设计课程设计名称：步进式加热炉系统控制 2013 年 12 月至2014 年 1 月目录一、实验任务二、实验要求三、步进式加热炉简介四、过程控制中仪表的选择五、步进式加热炉控制方案1、煤气/空气流量控制方案2、炉温控制方案3、炉压控制方案六、加热炉控制系统的硬件设计七、加热炉控制系统的PLC软件设计八、实验感受附录1（PLC梯形图）附录2（力控监控组态软件）我的任务：综合步进式加热炉的炉温、炉压控制系统的控制方案，以及PLC的编程和力控监控组态界面的设计。
正文一、实验任务以钢铁企业常见的“步进梁式加热炉”为对象，采用PLC为控制系统硬件，围绕工艺要求，完成控制系统方案设计。
二、实验要求（1）通过查阅文献，了解步进式加热炉工艺流程。
（2）了解对步进式加热炉的炉温控制、煤气/空气流量控制、炉压控制等功能，完成控制方案设计。
（3）了解常见的PLC系统的功能、系统软件及应用，完成加热炉自动控制系统架构设计、硬件选择设计及组态画面设计。
三、步进式加热炉简介1、步进式加热炉概述加热炉作为轧钢生产线上的主要能耗设备，其出炉钢坯的温度是钢铁生产工艺的首要指标，温度控制的好坏直接影响到下层产品的质量，并逐步影响到钢材的质量，还有可能会影响到生产线的其他相关行业，严重情况下可能会破坏整个轧钢生产线的正常运行。
因此，加热炉作为轧钢生产线上的重要环节，担负着为轧制工序提供质量合格钢坯的任务。
加热炉的作用是将钢坯加热后送往轧机进行轧制，其中加热炉能耗占冶金能耗的25%，因此，提高加热炉的热效率，对整个冶金行业的节能降耗具有重要意义。
为了保证钢坯在加热炉中均匀受热，必须调节钢坯的入炉参数、工艺指标及生产状况，因此要求的方面有：炉温、空气流量及压力、煤气流量及压力、空燃比、炉膛压力等。
通过控制上述量从而达到减少氧化损耗、降低能源损失。
步进式加热炉通过步进梁的“步进”运动，将钢坯从装料侧移至出料侧，通过钢坯在炉内的“步进”运动，从而完成从低温段到高温段，最后进入均热段的加热过程，从而达到轧钢所要求的轧制温度。
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二 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m 33)煤气不预热：t 煤气=20℃表1-1 焦炉煤气干成分(%)废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃2.2 热工计算2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g =10000124.0100124.0222⨯+=干干湿OHOHg g O H100100%%2湿干湿O H X X -⨯=由上式得 %2899.22=湿O H000025741.561002899.21009.57%H =-⨯=湿000048184.241002899.21004.25%CH =-⨯=湿00007939.81002899.21009%CO =-=湿0000428336.21002899.21009.2%H C =-⨯=湿000022702.11002899.21003.1%N =-⨯=湿000023909.01002899.21004.0%O =-⨯=湿000020290.31002899.21001.3%CO =-⨯=湿代入表2—1中，得表2-1 焦炉煤气湿成分(%)2.2.2 计算焦炉煤气低发热值）（低 +⨯+⨯+⨯+⨯⨯=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q=()0000008336.2141008184.2485505741.5625807939.83046187.4⨯+⨯+⨯+⨯⨯=17094.6830 KJ/m ³误差%557.0%10017000170006830.17094%=⨯-=计算值与设计值相差很小，可忽略不计。
2.2.3 计算理论空气需要量L 0)3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++++=∑把表2-1中焦炉煤气湿成分代入20103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+⨯+⨯+⨯=L=33/3045.4m m2.2.4 计算实际空气需要量Ln查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入7317.43045.41.10=⨯==nL L n 标m 3/标m 3实际湿空气消耗量0)00124.01nL g L n ⨯+=（湿=7317.4)9.1800124.01(⨯⨯+=6.0999 标m 3/标m 32.2.5 计算燃烧产物成分及生成量1001)(22⨯++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 1001)0290.38336.227939.88184.24(⨯+⨯++= =0.4231 标m 3/标m 3n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.01001)2(2222+⨯+++=∑ 标m 3/标m 3 7317.49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+== 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 10079100122+⨯= 标m 3/标m 3 7317.41007910012702.1⨯+⨯= =3.7507 标m 3/标m 3)(1002102L L V n O -=标m 3/标m 3 ()3045.47317.410021-==0.0897标m 3/标m 3燃烧产物生成总量2222O N O H CO n V V V V V +++=0897.07507.32526.14231.0+++=5161.5= 标m 3/标m 3 燃烧产物成分%145.6%1005161.54231.022=⨯=='n CO V V CO %132.19%1005161.52526.122=⨯=='nO H V V O H %977.72%1005161.57507.322=⨯=='n N V V N %746.1%1005161.50897.022=⨯=='nO V V O ∑%100 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m 3/标m 3）及成分（%）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 4.22100322818644422222⨯'++'+'+'=O N O H SO CO 烟ρ Kg/m 3 4.221006261.1329955.67287081.22186703.744⨯⨯+⨯+⨯+⨯==1.2063Kg/m 32.2.7 计算燃料理论燃烧温度产燃燃空空低产分燃空低理分C V Q t C t C L Q C V Q Q Q Q t n n n -++=-++=由t 空=350℃，查《燃料与燃烧》表得C 空=1.30kJ/标m 3，由《燃料与燃烧》P 38,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)即%22'=CO P CO %O C P CO '= . .所以%6703.72=CO P ,%7081.222=O H P由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得%81.192=CO f ,%938.42=O H f所以 未未分)(10800)(126002222O H O H CO CO V f V f Q +=1981.0%076703.012600227081.0%938.410800⨯⨯+⨯⨯= K Kg KJ ⋅=/2487.140所以 Ct 7413.214967.15161.52487.1409335.21524993.17790=⨯-+=理 2150≈误差%5%38.2%100210021002150%<=⨯-=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2.3.1 预确定炉膛主要尺寸①炉膛宽度a n nl B )1(++=式中 l ——料坯长度 mm ；a ——料坯之间和料坯端头与炉墙内表面的距离，一般取200=a ～300mm ； n ——炉内物料摆放排数，这里取双排； mm B 8100300)12(36002=⨯++⨯=对于砌砖炉体结构，为砌筑施工方便，炉体宽度应为耐火砖宽度（0.116m ）的整数倍，经计算8.691168100=÷，为满足耐火砖的宽度整数倍的要求，所以取mm B 812011670=⨯=②炉膛高度：由经验考虑，参照《钢铁厂工业炉设计参考资料》，对燃气中型加热炉，取炉膛高度分别为mm H 1200=均上，mm H 1800=加上，mm H 1000=预上。
③炉膛长度：设加热段长度为L 加，预热段长度为L 预，均热段长度为L 均； ④炉顶结构：内宽B>4m,用平顶； ⑤出料方式：端出料；2.3.2 计算炉膛相关尺寸①各段炉底面积F 加底=BL 加=6.96L 加m 2 F 预底=BL 预=6.96L 预m 2 F 均底=BL 均=6.96L 均m 2②各段炉墙（侧墙）和炉顶（平顶）内表面积F 加表=2H 加上L 加+ BL 加=加加L L ⨯+⨯12.88.12 =11.52 L 加m 2预预预预预上预预表L L L BL H L 12.1012.8122F =+⨯=+= 均均均均预均上均均表L L L L B H L 52.1012.82.122F =+⨯=+=③各段包围炉气内表面积F 加围=8.12L 加+11.72L 加=19.84L 加m 2F 预围=8.12L 预+10.12L 预=18.24 L 预m 2=加均F 8.12均L +10.52均L =18.64均L m 2④各段充满炉气的空腔体积V 加=加加均L BH ≈8.12⨯1.8⨯L 加=14.616L 加 m 3V 预=预预均L BH ≈预预L L 12.8112.8=⨯⨯ m 3 3744.92.112.8V m L L L BH 均均均均均均=⨯⨯≈=2.3.3 计算各段平均有效射线行程查《钢铁厂工业炉设计参考资料》，各种形状的气层中，沿不同方向的射线行程的长度并不都相等，计算辐射时要采用平均射线行程LFVS 4⨯=η m 式中：η—气体辐射有效系数，一般与气体黑度，几何形状有关，取η=0.85～0.9 F —围绕气体的容积表面积 m 2 V —气体所充满的容积 m 36521.284.19616.1449.0=⨯⨯=加加加L L S m6026.124.1812.849.0=⨯⨯=预预预L L S m8819.164.18744.949.0=⨯⨯=均均均L L S m2.3.4 计算炉气中二氧化碳和水汽分压由燃料燃烧计算，见表2-2，得 P CO 2=6.145/100=0.076703大气压 P H2O =19.132/100=0.227081大气压2.3.5 计算各段炉气温度由《工业炉设计手册》知，炉温与钢材表面温度之差为温度位差，对于一般加热炉，一般不超过 50～100℃，①这里取均热段炉气温度比加热终了时金属表面温度高50℃，即C t t g 125050120050=+=+=表终均②查《火焰炉》153P ，取加热段炉气温度 1300=加g t ℃③预热段炉气温度变化规律近似为线性变化，即C t t t g g 1050280013002=+=+=废膛加预均2.3.6 计算各段炉气黑度(1)查《钢铁厂工业炉设计参考资料》256P ,① 均热段大气压大气压均均4273.08819.1227081.01443.08819.1076703.022=⨯=⨯=⨯=⨯S P S P O H CO② 加热段大气压大气压加加6022.06521.2227081.02034.06521.2076703.022=⨯=⨯=⨯=⨯S P S P O H CO③ 预热段大气压大气压预预3639.06026.1227081.01229.06026.1076703.022=⨯=⨯=⨯=⨯S P S P O H CO(2)求炉气黑度 ①预热段(1050ºC)查表得,128.02=CO ε , 16.02='O Hε 17344.016.0084.122=⨯='⨯=O HO H εβε 求ε∆因为计算同时含有2CO 和O H 2的燃烧生成物的黑度时,由于O H CO 22和的辐射光带和吸收光带有一部分重合,因而混合气体的总辐射要比混合气体中所含O H CO 22和单独辐射的总和小一些，既εεεε∆-+=O H CO 22式中：ε∆—黑度的修正值7475.0076703.0227081.0227081.0222=+=+CO O H O H P P P大气压）（预m S P P CO O H 4868.06026.1076703.0227081.0)(22=⨯+=⨯+ 查手册图7-66，04.0=∆ε 1所以 04.017344.0128.022-+=∆-+=εεεεO H CO 1 26044.0=预ε ②加热段（1300ºC ）128.02=CO εO HO H 22εβε'⨯= 1881.0175.0075.1=⨯=同理：7475.0222=+CO O H O H P P P大气压加m S P P CO O H 8057.06521.2303784.0)(22=⨯=⨯+ 查图7-66得，05.0=∆ε εεεε∆-+=O H CO 22加266125.005.0188125.0128.0=-+=③均热段（1250ºC ）118.02=CO εO HO H 22εβε'⨯= 16416.0152.008.1=⨯=求ε∆7475.0222=+CO O H O H P P P大气压）（均m S P P CO O H 5717.08819.1303784.022=⨯=⨯+查图7-66得，045.0=∆ε εεεε∆-+=O H CO 22均23716.0045.016416.0118.0=-+=综上所述：26125.0=加ε，26044.0=预ε，23716.0=均ε2.3.7 计算各段炉墙和炉顶对金属的角度系数导来辐射系数 C[][])1()1()1(143.20M g M g KM g g KM M g gKMεεεεϕεεϕεε-+-+-+=式中： g ε，M ε—炉气、炉料的黑度23A A ϕ=，炉壁对炉料的角度系数，2A ，3A 为炉料与炉壁的面积， 对于平顶，双排料: ①加KM ϕ=5119.012.88.1232B 22=+⨯⨯=+H L M加上②预KM ϕ=5929.012.81232B 22=+⨯⨯=+H L M加上③预KM ϕ=5703.012.82.1232B 22=+⨯⨯=+H L M 加上2.3.8 计算各段导来辐射系数对于钢铁，8.0~75.0=M ε。