经验——热风炉热功率计算
热风炉的有关计算
热风炉的有关计算5.1.1 计算的原始数据高风量 1381686008.2302'=⨯=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间9.1=r τ小时，换炉时间1.0=∆τ小时，总的周期时间3=∆++=ττττr f z 小时。
高炉煤气成分（干）%：C O 2C OH 2 C H 4N 2共计 21.07 20.45 1.290.6356.57 100.005.1.2 燃烧计算（1）煤气成分换算净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。
换算水蒸气的体积百分含量： %74.745.6760.80345.6710060.803100222=+⨯=+=OH O H W W O H则湿煤气成分的换算系数 923.010074.71001001002=-=-=O H m湿煤气成分的体积含量（%）：2CO 37.18923.09.19=⨯CO 89.23923.08.25=⨯ 2H 369.0923.04.0=⨯ 4CH 554.0923.06.0=⨯ O H 2 74.7 2N 09.49923.019.53=⨯ 总和 00.100 （2）煤气发热值计算S H H C CH H CO Q HP242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。
49.778554.08.85369.07.2589.232.30=⨯+⨯+⨯=PHQ 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量215.1325.05.02242420SH O H C CH CO H L +-+++=标米3/标米3煤气则 63.021554.00.289.235.0369.05.00=⨯+⨯+⨯=L 标米3/标米3煤气计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=⨯=⋅=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ⋅+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02=式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。
课程设计---热风炉设计计算
设计题目：热风炉设计计算一、热风炉的燃烧计算燃烧计算采用《热能工程设计手册》（汤蕙芬，范季贤主编，机械工业出版社，1999.3）P.60上所提供的计算方法来计算。
选用燃煤的应用及成分为：C y:52.69 H y:0.80 O y:2.36 N y:0.32 S y:0.47A y:35.36 M y:8.001.煤燃烧的理论空气量计算：标态下1Kg固体燃料完全燃烧所必须的理论空气量V0(Nm3/Kg):V0=0.0889(C y+0.375S y)+0.265(H y-0.126O y) (1-1)将C y=52.69，S y =0.47 H y=0.8和 O y=2.36代入上式（不需带%），可得：V0=0.0889（52.69+0.375×0.47）+0.265（0.8-0.126×2.36）=4.83Nm3空气/Kg煤当空气量用质量表示时，理论空气量m0(Kg空气/Kg煤)为：m0=1.293V0 (1-2)将V0=4.83 Nm3/Kg代入，可得：m0=1.293×4.83=6.25Kg空气/Kg煤2. 煤燃烧的实际空气量和过剩空气量计算：煤燃烧的实际空气量计算：V k=αV0=1.3×4.83=6.28Nm3空气/Kg煤 (1-3)m k=1.293×6.28=8.12 Kg空气/Kg煤煤燃烧的过剩空气量计算：ΔV k=6.28-4.83=1.45 Nm3空气/Kg (1-4)Δm k=8.12-6.25=1.87 Kg空气/Kg煤3. 标准状态下完全燃烧，无过剩空气时煤燃烧的烟气量计算：（1）.二氧化物V RO2(Nm3/Kg):二氧化物包括CO2和SO2:V RO2=1.866C y/100+0.7S y/100 (1-5)将C y=52.69和 S y=0.47代入上式，可得：V RO2=1.866×52.69/100+0.7×0.47/100=0.99Nm3/Kg煤CO2的分子量为44，空气的平均分子量为29，根据理想气体状态方程，CO2气体在标准状态下的密度为：44×1.293/29=1.962Kg/Nm3SO2的分子量为64，则SO2气体在标准状态下的密度为：64×1.293/29=2.854Kg/Nm3在本工况条件下，二氧化物是以CO2为主，二氧化物气体在标准状态下的密度可以CO2气体密度来计算，即γRO2=1.962Kg/Nm3。
热功率、热负荷、热焓量计算方法
热功率、热负荷、热焓量一、热功率定义及单位。
1、热功率是加热设备根据事物加热的时间和能量消耗的多少设计确定物理量，计算单位是KW，物理意义是单位时间所释放的能量。
常用的英制单位为马力（正HP）2、热负荷是加热设备在标准状况下所消耗能源全部转化的能量，计算单位是千焦耳（KJ），更常用的单位是千卡（Kcal）国外的设备常用英制BTU作单位。
3、热焓量，是指热力传递的函数。
通常用来计算气体（蒸汽）可以释放热能数值，可以用千焦（KJ），千卡（Kcal）做单位。
我们最常接触能的包含蒸汽的焓值。
二、各种热功率单位表示方法的意义。
1、千瓦单位时间所做的功。
1千瓦=1000焦耳/秒1000J/S2、马力单位时间所做的功。
马力=746焦耳/秒1HP=746J/S3、千焦能量单位。
1KJ=1KNM（千*牛顿*米）4、千卡能量单位。
1Kcal=每kg标准状况水开靠1℃能量5、BTU 英制能量单位1BTU=778.169*bf·ft(磅力·英尺)6、除常用的KW，HP，KJ，Kcal，BTU之外，表示热功的单位还有W，J，cal,和Mw，Mj，Mcal，也就是瓦，焦耳，卡和兆瓦，兆卡。
他们是KW的千分之一和千倍。
三、需要分析的问题。
功率是单位时间作的功，它本身不是能量，只能说明单位时间内可以释放能量的大小。
而焦耳、千卡、BTU是能量大小值，与时间无关。
功率是表示设备的强度，力量。
而能量是表示消耗能源的数值。
10KW的设备1小时释放的能量与5KW 2小时释放的能量相同的。
功率不等于热功能量。
KW与KJ，Kcal之间没有可以换算的可能。
四、换算1、热量之间的换算，1KJ=0.238846Kcal1kcal=4.1868KJ1KJ=0.948BTU1BTU=1.05506KJ1Kcal=3.967BTU1BTU=0.252074Kcal2、功率与热能的比例关系常用千瓦时作单位（电度）1千瓦时=1KWH=3600KJ1KJ=859.846Kcal1KWH=859.846Kcal1Kcal=0.001163KWh1KWh=3412.14BTU1BTU=0.252074Kcal五、如何计算设备的功率，能耗，热负荷，设备的功率是用千瓦表示的。
热风炉的有关计算
5.1.1 计算的原始数据高风量 1381686008.2302'=⨯=f V 标米3/小时 热风出口处的平均温度 ,1100R f t =℃ 冷风入口温度 ,30L f t =℃ 规定的拱顶烟气温度14001=y t ℃ 平均废气出口温度 2502=y t ℃ 净煤气温度 35=m t ℃ 助燃空气温度 20=k t ℃ 热风炉座数 3=n 座热风炉工作制度“二烧一送”，其中送风周期1=f τ小时，燃烧周期时间9.1=r τ小时，换炉时间1.0=∆τ小时，总的周期时间3=∆++=ττττr f z 小时。
高炉煤气成分（干）%：5.1.2 燃烧计算（1）煤气成分换算净煤气在35℃时饱和水含量为47.45克/标米3，1标米3干煤气的总含水量为 45.6700.2045.47=+克/标米3。
换算水蒸气的体积百分含量： %74.745.6760.80345.6710060.803100222=+⨯=+=OH O H W W O H则湿煤气成分的换算系数 923.010074.71001001002=-=-=O H m湿煤气成分的体积含量（%）：2CO 37.18923.09.19=⨯ CO 89.23923.08.25=⨯ 2H 369.0923.04.0=⨯ 4CH 554.0923.06.0=⨯ O H 2 74.72N 09.49923.019.53=⨯ 总和 00.100 （2）煤气发热值计算S H H C CH H CO Q HP242423.551428.857.252.30++++= 千卡/标米3 式中 S H H C CH H CO 24242,,,,——煤气中各成分的体积含量，%。
49.778554.08.85369.07.2589.232.30=⨯+⨯+⨯=PHQ 千卡/标米3 （3）燃烧1标米3煤气的空气需要量215.1325.05.02242420SH O H C CH CO H L +-+++=标米3/标米3煤气则 63.021554.00.289.235.0369.05.00=⨯+⨯+⨯=L 标米3/标米3煤气计算实际空气需要量，设过剩空气系数20.1=α，则 756.063.020.10=⨯=⋅=L L α 标米3/标米3煤气 （4）燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 助燃空气中带入的水忽略不计，按下式计算： 22222,SO O N O H CO m y V V V V V V ++++= 标米3/标米3煤气 )22(01.0'22224242L O H O H S H H H C CH V O H ⋅+++++= )2(01.042422H C CH CO CO V CO +++= )79(01.022L N V N += L V O )1(21.02-=α S H V SO 201.02=式中 S H O CH CO CO 2242,,,,等——湿煤气中各成分的体积含量，%； '2O H ——助燃空气中水的体积含量，%。
热风炉的热工计算
热风炉的热工计算1焚烧计算煤气成分确实定：表 1已知煤气（干）成分（%）种共成分18.425 1.40.255100（1）干煤气成分换算成湿煤气成分若已知煤气含水的体积百分数，用下式换算：V湿＝ V F×(100－H2O)／100×100％（1）若已知干煤气含水的重量 (g/m 3 ) 则用下式换算：V湿＝ V F×100／（100＋0.124gH2O）×100％（2）以上两式中V湿——湿煤气中各组分的体积含量，％V F——干煤气中各组分的体积含量，％H 2O ——湿煤气中含水体积，％gH2 O ——干煤气中含水的重量，g/m 3（忽视机械水含量）查“空气及煤气的饱和水蒸汽含量( 气压 101325Pa)表”知30℃时煤气的饱和含水含量为35.10 g/m 3，代入式（ 2）即得湿煤气成分，如表2。
表 2 煤气成分整理表（％）种合干成分18.425 1.40.255100湿成分17.6323.96 1.340.1952.71 4.17100（2）煤气低发热量的计算。
煤气中含可燃成分的热效应见表3表 3 0.01m 3气体燃猜中可燃成分的热效应可燃成分效／ KJ 126.36107.85358.81594.4643.55931.811227.74233.66煤气低发热量 Q DW的计算:Q＝ 126.36CO +107.85H2+358.81 CH4 +594.4 C2H4 +⋯⋯ +233.66 H2S KJ ／m3DW＝ 126.36 × 23.96 +107.85× 1.34+358.81 × 0.19＝3240.2785 KJ ／m3（3）焦炉煤气的加入量计算：表 4焦炉煤气成分％种共成分 3.575825 3.53100理 燃 温度估量：取炉 温度比 温度高200℃ ，燃 温度比拱 温度 高80℃ 。
T 理 ＝ T 理 +200℃+80℃＝ 1480℃所要求的最低 ： 据 公式：T理＝0.158 Q 低 +770Q低＝（T理-770 ）／ 0.158 ＝4494 KJ ／m 3加入焦炉煤肚量：（Q 焦 大 17000～18500 KJ ／ m 3 ）Q 焦 ＝126.36 CO +107.85 H 2 +358.81 CH 4 +594.4 C 2H 4=126.36*7+107.85*58+358.81*25+594.4*3.5 =18190.47 KJ/m3V=（ Q 低 － Q DW ） /（ Q 焦低 － Q DW ） =（ 4494－ 3240.2785 ）/(18190.47 － 3240.2785) ≈ 8.4 ％故煤气干成分加入量 1 －8.4 ％＝ 91.6 ％混淆煤气成分：V CO2 ＝18.4 ％× 91.6 ％＋ 3.5 ％× 8.4 ％＝ 17.1484 ％V CO ＝25％× 91.6 ％＋ 7％× 8.4 ％＝ 23.488 ％V H2 ＝1.4 ％× 91.6 ％＋ 58％× 8.4 ％＝ 6.1544 ％V CH4＝ 0.2 ％× 91.6 ％＋ 25％× 8.4 ％＝ 2.2832 ％V N2＝55％× 91.6 ％＋ 3％× 8.4 ％＝ 50.632 ％V CnHm ＝3.5 ％× 8.4 ％＝ 0.294 ％算成混淆湿煤气成分：V 湿 CO2＝V FCO2×100／(100 ＋0.124 gH 2 O ) × 100％＝ 16.43 ％ V 湿 CO ＝V FCO ×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) ×100％＝ 22.51 ％ V 湿 H2＝V FH2×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) ×100％＝ 5.9 ％V 湿 CH4＝V FCH4×100／(100 ＋0.124 gH 2 O ×％＝2.19％)100V 湿 N2＝V FN2×100／ (100 ＋ 0.124 gH 2O ) × ％＝ 48.52 ％100 V 湿 CnHm ＝V FCnHm × 100／(100 ＋0.124 gH 2O ) × ％＝ 0.28 ％100表 5 混淆煤气成分整理表（ %）种类 CO 2 CO H 2 CH 4 N 2 CnHm H 2O 合计干成分 17.1484 23.488 6.1544 2.2832 50.632 0.294100湿成分16.4322.55.92.1948.520.284.18100煤气低 量的 算：Q DW ＝ 126.36 CO ＋107.85 H 2 ＋358.81 CH 4 ＋594.4 C 2 H 4 ＋⋯⋯＋ 233.66 H 2S＝ 126.36 × 22.5 ＋107.85 × 5.9 ＋358.81 ×2.19 ＋594.4 × 0.28＝ 4431.6409 KJ ／ m 3（ 化 算起 ，式中将C m H n 所有 化当作 C 2 H 4 —确立成分 算。
热风炉烘干制热量设计计算
=966686×1.2
＝1160023kcal/h
8.2.2.2保温时热耗量计算
Q′h总＝(Q′h1+Q′h2+…+Q′h5)K
Q′h总：保温时总的热损耗量(Kcal/h)
K：考虑到其他考虑到的热损耗量储备系数 K取1.2
⑴保温时室体散热量
Q′h1＝2Qh1=2×9310=18620
⑵地面散热量
Q′h2＝2Qh2=2×15925=31850
⑶工件吸热量
Q′h3＝G5C1 [(t1-t2)/2]
G5：工件重量(kg)
Q′h3＝40000×0.115×{[60-(-10)]/2}
＝161000(Kcal/h)
W′h总=489475Kcal/h
Wp=1822819 Kcal/h
式中Wh－烤漆时升温所需的最大制热量
W'h－烤漆时保温所需的最大制热量
Wp－冬季喷漆时升温所需的最大制热量
燃油加热装置考虑到运行成本和投资费用，以及场地条件等诸多因素。
t0：以最大挥发率计算的溶剂蒸发时间。
(经验值，烘干大型金属工件时，推荐t0＝0.3h)
X：溶剂蒸汽的爆炸下限计算值(g/m3)
保证溶剂蒸气浓度低于爆炸下限值25％的安全系数。
X＝极限值(%)×蒸汽密度(空气＝1)×1.2×1000
＝1％×3.36×1.2×1000＝40.32g/m3
Qh8＝G6C3(t1-t2)/t
G6：被加热的空气重量(kg)
C3：空气比热(kcal/kg?℃)
Qh8＝1698×0.24×[60-(-10)] /0.5
火炉类综合计算
火炉类综合计算
火炉类综合计算
1、采暖类：
(1)供暖量：火炉供暖量=总房间面积÷燃料消耗量
(2)热量：火炉热量=燃料热量÷火炉容积
(3)发热功率：火炉发热功率=火炉有效燃料容积÷燃料热量
2、燃烧类：
(1)火焰面积：火焰面积=燃烧开关的最大火焰面积÷火焰的集中度
(2)热效率：热效率=燃料热量÷燃料消耗量
(3)燃烧比：燃烧比=燃料消耗量÷实际燃料温度
3、排烟类：
(1)烟气负荷：烟气负荷=烟气负荷÷烟气容量
(2)烟气温度：烟气温度=烟气量÷烟气容量
(3)烟气速度：烟气速度=（烟气温度-烟气室外温度）÷烟道的烟气阻力
4、控制类：
(1)控制功率：控制功率=炉膛发热量÷炉膛容积
(2)控制延迟：控制延迟=时间×燃料的温度变化率
(3)火焰延迟：火焰延迟=时间×火焰的强度变化率。
热风炉计算书
每小时供103×104m 3热风（700℃）直燃式热风炉热工计算书一、供热量计算h Q KJ/1029700700468.127370*********⨯=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+÷⨯=有效 直燃式热风炉热效率按90%计算Kcal/h107895KJ/h 1033000%90KJ/h 1029700%90Q 444⨯=⨯=÷⨯=÷=有效供热Q 燃烧二段式煤气发生炉净化煤气最大煤气耗量为：/h Nm 54446Kcal/h1450Kcal/h 107895V m 34=⨯= 二、助燃风供风量计算33/Nm Nm 31.1Lo =/h Nm 713245444631.1V 3K =⨯=助燃风机选型计算最大风量/h m 784561.1713241.1V Q 3K =⨯=⨯=风机选型 9-26，16D ，1台风机参数：P=5696PaQ=81496m 3/hN=220kw风机出口管径φ1120×6，两侧分管为φ820×5。
各烧嘴前供风支管管径为：m d K 36.042036001074592=÷⨯÷÷÷=π即供风量支管为DN350（φ377×5）。
三、调温风风量计算烟气量为h Nm Vy /1148815444611.23=⨯=调温风风量计算()hNm V V K K /158094468.1700114881202987.11500604.11148813=⨯⨯+=⨯+⨯⨯掺20℃冷风量为：h m /1696762732011580943=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯ 选择供风风量为：h m /1866431.11696763=⨯选择风机型号为4-72，20BP=2765PaQ=198250m 3/hn=710转/分N=220KW掺冷风总管：φ2020×8四、烧嘴前煤气支管m dm 31.042036001054446=÷⨯÷÷÷=π取dm 为φ325×6（DN300）。