工业炉设计 8章(107-152)
(本科毕业设计论文)10t熔铝保温炉的设计
10t熔铝保温炉的设计摘要：本文对10t熔铝保温炉进行了设计，熔体温度680～780℃，额定容量10t ／炉，炉型为固定式反射炉，用天然气作为燃料，热值为35421KJ／m3，炉膛最高温度1050℃，液体升温速度为≥30℃／h。
设计主要结果如下：炉子的炉膛尺寸为：长3132mm,宽2913mm，高507mm；炉子的炉体尺寸为：长5509mm，宽5203mm，高3160mm。
炉子耐火材料选择如下：炉底耐火材料采用三层结构，内层选用高铝砖，中间层选用浇注料，外层选用轻质保温砖；炉壁耐火材料选择如下：内层跟铝液接触部分采用高铝砖，外层采用浇注料；上部不跟铝液接触部分内层采用耐火粘土砖，外层采用轻质保温砖再加一层硅钙板。
炉顶耐火材料采用耐火粘土砖外加一层轻质保温砖。
炉子热负荷计算结果如下：炉子总热量消耗为 2.43×106KJ，烟气带走的热量为9.87×105KJ，炉底热损失为1.9×105KJ，炉壁热损失为119515KJ，炉顶散热损失为98626KJ。
根据炉子的热量损失，选用两个高速调温烧嘴，燃料为天然气。
同时对炉门形状以及升降系统进行了设计；通过对炉子的整体受力分析，选用了合适的外部型钢。
对排烟系统，预热器进行了选用。
使用AutoCAD软件绘制了10t保温炉总图，保温炉钢结构总图，炉门总图。
关键词：保温炉；热负荷；耐火材料；烧嘴The design of 10t heat holding furnace Abstract：This paper designs 10t melting heat holding preservation furnace, the melting temperature is 680 to 780℃, Nominal capacity is 10T/furnace, the Furnace type is stationary reverberatory furnace, Using natural gas as fuel, the calorific value is 35421KJ／m3 , the Furnace high temperature is 1050℃，the Liquid heating rate is ≥30℃／h. Design is the main part of the furnace in molten pool size—— the length is 3132mm, the breadth is 2913mm, the height is 507mm, the whole size of the furnace is——the length is 5509mm, the breadth is 5203mm, the height is 3160mm. select of the refractory materials is: refractory materials of furnace bottom is three layers, the inner layer uses alumina bricks; the middle layer uses castable; the external layer uses lightweight insulation brick; select of the furnace wall the refractory materials is: the Inner layer with a contact portion of the liquid aluminum uses high alumina bricks; the outer layer uses castable; the upper part is not in contact with liquid aluminum inner refractory clay brick; the outerlayer use lightweight insulation brick and plus a layer of calcium silicate board. The furnace heat load calculation and checking, Consumption of total calories for the stove 2.43 × 106KJ, 9.87 × 105KJ flue to take away the heat, furnace bottom heat loss of 1.9 × 105KJ furnace wall heat loss 119515KJ, roof heat loss 98626KJ . According to the stove's heat loss, the choice of two high-speed thermostat burner, the fuel gas. The same time, designing the door shape and lift system; global Stress Analysis of the furnace, the choice of a suitable external steel. Smoke extraction system, preheater choice. Use AutoCAD software to draw a 10t holding furnace diagram, map, holding furnace steel door total.Key words: heat holding furnace; heat load; refractory; burner目录1前言 (1)1.1 先进保温炉简述 (2)1.1.1 炉体结构 (2)1.1.2感应器 (3)1.1.3 漏炉报警装置 (3)1.1.4冷却系统 (4)1.2 保温炉的主要组成部分及作用 (4)1.2.1炉体 (4)1.2.2燃烧系统 (5)1.2.3 排烟系统 (5)1.2.4炉子的外部钢结构 (5)1.2.5预热器 (6)1.2.6炉子的控制系统 (6)1.2.7炉门的设计 (7)1.3 设计的主要内容 (7)1.3.1 炉子尺寸的确定 (7)1.3.2 炉衬材料的选用 (7)1.3.3 炉子热负荷计算 (7)1.3.4 炉子烧嘴的选用 (8)1.3.5 炉门升降系统设计 (8)1.3.6 炉体外部结构的设计 (8)2 设计的要求及目的 (9)2.1 厂方要求 (9)2.2 设计目标 (9)3 设计分析计算 (10)3.1 熔铝保温炉炉膛尺寸计算 (10)3.2 砌体设计 (10)3.2.1 炉底耐火材料 (13)3.2.2 炉壁耐火材料 (13)3.2.3 炉顶耐火材料 (15)4.炉子部件选择 (22)4.1烧嘴的选择 (22)5.烟囱的设计 (26)5.1 排烟方式 (26)5.1.1 机械排烟 (26)5.1.2 烟囱的尺寸 (26)6 炉门烟罩的设计 (28)7 炉门升降系统的设计 (29)7.1 炉门大小的设计 (29)7.2 炉门升降系统设计 (31)7.2.1 钢材重量的计算 (31)8 炉体外部钢结构的设计 (33)8.1 炉体钢板的选用 (33)8.2 外部型钢的选择 (33)8.2.1 底部型钢的选择 (33)8.2.2 墙壁型钢的选择 (34)8.2.3 炉顶拉杆的确定 (34)9 预热器 (35)9.1 预热器的分类选型 (35)9.2 预热器的工作原理 (35)10 熔铝保温炉烟尘的治理 (36)11结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录一:总图 (41)附录二:钢结构总图 (42)附录三:炉门总图 (43)1前言铝作为金属再生资源之一，在国民经济中有着举足重轻的地位。
锅炉设计实用手册设计手册
锅炉设计实用手册（内部资料）xxxxxxxx有限公司总师室标准组前 言锅炉制造是公司支柱产业之一。
在保证锅炉额定参数和各项性能指标满足用户（标准）要求的前提下，实现低成本、高质量、高效益和外形美观，是公司一贯的目标。
为利于公司锅炉产品设计，提高工作效率，降低产品生产成本，根据公司现有生产能力并考虑适当的前瞻性，特编辑本“锅炉设计实用手册”（以下简称手册）。
在使用本“手册”的过程中，设计人员及各部门对本“手册”的使用意见和要求，请及时反映给总师室标准级，以便修订和补充。
目 录第一章 压力……………………………………………1. 额定蒸汽压力Pe（ 表压）……………………2. 工作压力Pg和水压试验压力Ps（表压） ……3. 计算压力P（表压）……………………………第二章 温度……………………………………………2. 给水温度 tgs …………………………………3. 冷空气温度 tlk ………………………………4. 热空气温度 trk ………………………………第三章 燃料……………………………………………1. 固体燃料 ………………………………………2. 液体燃料 ……………………………………3. 气体燃料 …………………………………4.其它燃料 …………………………………第四章 理论空气量和烟气量 …………………1. 理论空气量……………………………………2. 过量空气系数…………………………………3. 烟气量 …………………………………第五章 流速 …………………………………………1. 水和水蒸汽流速 …………………………2. 锅内装置中的汽水流速………………………3. 对流受热面中烟气和空气的流速……………4. 风、烟管道的流速 ………………第六章 管接头 ………………………………………1. 坡口 ……………………………………2. 壁厚、高度和套管……………………………第七章 开孔 ………………………………………1. 胀接管孔、管端伸出长度和试胀板…………2. 焊接管孔………………………………………第八章 拼接 …………………………………………1. 受压元件的拼接 …………………………2. 锅筒内部装置的拼接 ……………………3. 钢结构件的拼接 …………………………4. 管式空气预热器的拼接 …………………第九章 锅筒（锅壳）、锅内装置和集箱 ……1. 锅筒（锅壳） ……………………………2. 锅内装置 …………………………………3. 集箱 ………………………………第十章 膜式壁、蛇形管与管子2. 蛇形管 ……………………………………3. 管子 ………………………………4. 空间弯管的计算 …………………………5. 由投影角计算空间夹角 ………………………第十一章 紧固件 …………………1. 螺纹基本尺寸 …………………………2. 紧固件的机械性能 ……………………3. 常用螺纹连接副 …………………第十二章 法兰、阀门和垫片 …………1. 法兰 …………………………2. 阀门 ………………………3. 管路法兰用垫片 …………………………第十三章 技术文件和图样 ………………………1. 锅炉各部件代号 ……………………2. 技术文件代号 ……………………3. 供用户技术资料 …………………………4. 图样要求 ………………… 附录1 锅炉常用法规和标准目录 附录2 国内外有关标准代号和名称 附录3 常用计量单位换算 …… 附录4 锅炉用无缝钢管（GB3087-1999，GB531 附录5 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 附录6 水煤气管（GB/T3091-1993,GB/T3092-1 附录7 热轧扁钢（GB/T704-1988） … 附录8 热轧等边角钢（GB/T9787-1988） 附录9 热轧不等边角钢GB/T9788-1988） 附录10 热轧槽钢（GB/T707-1988） 附录11 热轧工字钢（GB/T706-1988） …… 附录12 热轧圆钢、方钢、六角钢（GB/T702-19 附录13 锅炉用钢板（GB/T713-1997） 附录14 花纹钢板（GB/T3277-1991） 附录15 重型钢板网 附录16 铜及铜合金拉制管常用规格（GB/T1527附录17 常用铸造材料附录18 常用钢材的线膨胀系数附录19 石棉绳（JC/T222-1994）附录20 通用耐火砖形状尺寸（GB/T2992-1998）附录21 普通硅酸铝耐火纤维毡的规格与性能（附录22 普通形工业用热电偶型号规格附录23 直螺旋形双温度计型号规格附录24 弹簧管压力表型号规格附录25 常用远传压力表和压力变送器型号规格附录26 工业锅炉热效率附录27 锅炉大气污染物排放标准（GB13271-20附录28 火电厂大气污染物排放标准（GB13223-附录29 垃圾焚烧大气污染物排放限值附录30 集装箱分类、尺寸和额定重量（GB/T14附录31 铁路、公路货物运输限界附录32 饱和状态下水和水蒸气的热力特性附录33 水和水蒸汽的比容和焓参考文献 … 【压力】第一章 压力1.额定蒸汽压力Pr（表压） 本公司蒸汽锅炉的额定蒸汽压力系列按表1-1。
工业炉设计
目录序言 (3)热处理电阻炉设计 (5)一．设计任务 (5)二．炉型的选择 (6)三．确定炉体结构和尺寸 (6)1．炉膛尺寸的确定 (6)2．炉衬材料及厚度的确定 (6)四．砌体平均表面积计算 (7)1．砌体外廓尺寸 (7)2．炉墙平均面积 (7)3．炉底平均面积 (8)4．炉顶平均面积 (8)五．计算炉子功率 (8)1．根据经验公式计算炉子功率 (8)2．根据热平衡计算炉子功率 (9)1)加热工件所需的热量Q件 (9)2)通过炉身的热损失Q散 (9)3)整个炉体的散热损失 (15)4)开启炉门的辐射损失 (15)5)开启炉门溢气损失 (16)6)加热控制气体所需热量Q控 (17)7)其它热损失 (17)8)热量总支出 (17)9)炉子的安装总功率 (17)六．炉子热效率计算 (17)1. 正常工作时的效率 (18)2. 在保温阶段，关闭炉门时的效率 (18)七．炉子空载功率计算 (18)八．空炉升温时间计算 (18)1．炉墙及炉顶蓄热 (18)2．炉底蓄热计算 (20)3．炉底板蓄热 (21)九．功率的分配与接线 (21)十．电热元件材料选择及计算 (22) (22)1．求1000℃时电热元件的电阻率t2．确定电热原件表面功率 (22)3．每组电热元件功率 (22)4．每组电热元件端电压 (22)5．电热元件直径与质量 (23)6．电热元件的总长度和总重量 (23)7．校核电热元件表面负荷 (23)8．电热元件在炉膛内的布置 (24)十一．使用说明 (25)十二．总结 (26)十三．参考文献 (27)序言电阻炉(resistance furnace)电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。
炉体由炉壳、加热器、炉衬(包括隔热屏)等部件组成。
当电流通过电热体时，由于电热体本身的电阻而产生热效应，使电热体温度升高。
点儿提以辐射和对流的方式（主要是辐射的方式），把热量传给金属坯料，这种加热方式叫做间接电阻加热。
工业炉设计书籍
工业炉设计书籍
以下是一些关于工业炉设计的经典书籍：
1. 《炉的设计与操作》（作者：谢述麟）- 这是一本很好的入门书籍，介绍了炉设计的基本原理和操作。
2. 《燃烧器设计与应用》（作者：石井太一）- 该书讲解了燃烧器的基本原理和各种类型燃烧器的设计和应用。
3. 《工业炉设计》（作者：陈执东、张方舟）- 这本书详细介绍了工业炉的设计方法和设计程序，并提供了实例和案例分析。
4. 《热工装置设计》（作者：赵仰山、王之望、魏兵）- 该书对炉、窑、套管和锅炉等热工装置的设计进行了详细的描述，涵盖了热工装置设计的各个方面。
5. 《工程炉设计手册》（作者：陈志广、张豫如、黄银山）- 这本手册汇集了工业炉设计的实用资料和数据，提供了实际应用中需要的设计指南和参考。
以上是一些关于工业炉设计的书籍，适合工程师和学习相关专业的人参考使用。
如果需要进一步了解工业炉设计，建议根据个人的具体需求选择相应的书籍。
工业炉
设备分类
设备分类
工业炉按供热方式分为两类：一类是火焰炉(或称燃料炉)，用固体、液体或气体燃料在炉内的燃烧热量对工 件进行加热；第二类是电炉，在炉内将电能转化为热量进行加热。
工业炉按热工制度分为两类:一是间断式炉，又称周期式炉，其特点是炉膛内不划分温度区段，炉子按一班 或两班生产，在每一加热周期内炉温是变化的，如各种室式炉、台车式炉、井式炉、罩式炉等;二是连续式炉，其 特点是炉膛内划分温度区段，一般由预热、加热(高温)、均热(保温)三个区段组成，炉子为三班连续生产，在工 业炉加热过程中每一区段内的温度可认为是不变化的，如二段或三段连续式加热炉、推杆式加热炉和热处理炉、 环形炉、步进式炉、振底式炉、冲天炉及石灰窑等。
工业炉炉体的炉墙、炉衬应严密，无泄漏。要求耐，不得有缺损；耐火材料及其制品连接的缝隙不得漏气；同时要求炉窑的整体性必须坚固。气阀应能按照 操作要求使开关停在任一位置上，特别是在火焰熄灭时能迅速切断燃料供给。气阀要求无松动和泄漏现象，保持 其整体性和可靠性。油管、风管及加热管应无裂纹、无泄漏现象。各种不同用途的管道都要保持无泄漏、无裂纹、 畅通，油嘴应畅通，油温、油（风）压应保持正常。
设备使用
设备使用
工业炉在其生产过程中经常会涉及熔炼、干燥、烘烤、加还化学反应等加热的工序。而工业炉窑就是用于这 些工序的加热设备。而为这些设备提供热源的燃料主要有气体燃料、液体燃料、固体燃料和电。使用这些加热设 备，容易发生烧伤、触电事故。如果使用气体、液体燃料，一旦发生泄漏或溢出，亦可能构成火灾、爆炸的危险。
测温仪表工业炉炉门巡回冷却水，必须畅通并在门安装排气管。
安全隐患
安全隐患
工业炉是一种高温设备，它与燃油、煤气、电能、灰尘等密切在一起，容易引起火灾、烧伤、爆炸、中毒、 触电等事故。因此，工业炉与一般冷加工设备相比，不安全因素要多得多。
工业炉流体设计总结
工业炉流体设计总结第一篇：工业炉流体设计总结新钢连续退火炉技术总结流体设计部分时间：新钢连续退火炉技术总结流体设计部分在新余钢铁连续退火炉项目中，我担任流体部分的设计协调人，此次是斯坦因（上海）工业炉公司第一次设计连续退火炉流体部分。
我的主要任务有：负责该项目脱盐水、冷却水设备和管道的总体设计并参与燃烧系统设备和管道的总体设计；安排设计任务给我的团队成员，完成整个炉区所有流体的详细设计；与其他设计小组（机械组、结构组、电器组）相互协调配合。
在总体设计期我就进入了该项目，与各设计小组商讨主要流体设备（泵、风机、大型阀门、膨胀节等）的流量、压力以及定位。
为完成总体设计，公司安排我到法国总部培训和技术交流，在近一个月的时间里，我与同事们相互讨论并确定了脱盐水水泵、水箱等设备的安放位置；脱盐水主管道的走向以及支管的布置方案；冷却水主管道的布设；加热段助燃风机、煤气站、废气风机的安装位置；空气主管道、煤气主管道、废气主管道的走向；烧嘴前（后称“嘴前”）阀组布设等总体设计。
我将讨论的内容归纳了一下，如下所述。
首先是脱盐水系统。
该系统有4台立式水泵，在讨论水泵安放位置过程中，我提出在满足钢结构荷载、水泵安装和拆卸的方便性、与主要用水设备的距离等条件下竟可能的提高水泵的安装位置，因为这样可以相对降低水泵的扬程从而降低能耗。
讨论水箱安放位置过程中，我提出在加大钢结构承载力的基础上将水箱落在现有钢结构上，这样可以减少单因水箱而增加的钢结构，同时可以增大炉区的操作空间。
经过多番讨论最后决定在+2.0m以上安装水箱和水泵。
其次是冷却水系统，该系统直接接厂房冷却水。
所以选择接入点（TOP）直接关系到主管道布局的合理性。
由于整个炉区跨度太大，而且流量也很大。
所以经过讨论我们决定采用前后两个TOP点。
这样不仅可以有效减少管道的压损从而保证了管道内的水压，同时可以分解流量使主管道管径缩小，有效的节省施工成本。
讨论主管道布设的过程中有几个难点，首先是主要用水设备分散，纵向相距近35米横向相距近170米；其次是管道布设需避开多处钢结构主梁、设备，同时还需考虑给电缆留有布设空间而且还需考虑是否影响到设备的安装与拆卸；最后还需考虑供水的安全性，避免立式炉顶部水管水头过低，低部水头过高。
工业炉技术参数
工业炉技术参数第1章工业炉设计总论1.1炉型分类与设计方法介绍1.1.1工业炉热工性能解析1.1.2炉型分类1.1.3工业炉组成1.1.4设计原则1.1.5设计原始资料1.1.6设计计算1.2炉型选择1.2.1燃料选择1.2.2预热器选择1.2.3燃烧装置选择1.2.4炉衬材料选择1.2.5排烟方式选择1.3工业炉节能1.3.1合理使用能源1.3.2节能途径及措施参考文献第2章燃料与燃烧计算2.1燃料2.1.1固体燃料2.1.2液体燃料2.1.3气体燃料2.2燃料燃烧计算2.2.1燃料燃烧2.2.2燃料发热量计算2.2.3空气系数2.2.4燃烧所需空气量计算2.2.5燃烧生成气量及燃烧生成气密度的计算2.2.6燃烧温度的计算2.3燃料换算2.3.1换算公式2.3.2计算举例参考文献第3章钢材加热计算3.1基本概念3.1.1炉温的概念3.1.2锻造加热3.1.3热处理加热3.1.4“薄钢材”与“厚钢材”3.1.5炉内温度位差与钢材截面温差3.1.6加热、均热与保温时间3.1.7计算参数3.2加热时间简易计算3.2.1恒温炉内加热3.2.2热流不变情况下加热3.2.3表面温度不变情况下加热3.3加热时间计算图表3.3.1恒温炉内加热时间3.3.2台车式炉内钢锭加热时间3.3.3连续式炉内钢材加热时间3.4少无氧化加热3.4.1少无氧化加热工作原理3.4.2少无氧化加热炉示例3.4.3少无氧化加热计算3.4.4计算例题参考文献第4章燃料消耗量计算4.1炉底（或容积）热强度指标4.2单位热耗指标4.3热平衡计算参考文献第5章燃烧装置及设计5.1煤气烧嘴5.2油嘴5.3煤粉烧嘴参考文献第6章预热器设计6.1间壁式预热器的设计6.2蓄热式预热器的设计6.3热管式预热器的设计参考文献第7章筑炉材料与炉衬设计7.1耐火制品7.2耐火纤维7.3不定形耐火材料7.4隔热材料7.5普通筑炉材料7.6炉衬设计参考文献第8章炉前管道设计8.1炉前煤气管道设计8.2空气管道设计8.3燃油管道设计8.4炉前冷却水管道设计参考文献第9章排烟系统设计9.1车间烟道9.2烟囱9.3喷射排烟计算参考文献第10章炉用结构件设计10.1炉架10.2钢材选用10.3台车轨道与砂封装置10.4操作平台及扶梯10.5炉口装置10.6烟道闸门参考文献第11章炉用机械设计11.1常用机械零件设计11.2台车11.3台车牵引机构11.4炉门升降机构11.5推出料机参考文献第12章常用炉型设计12.1室式炉12.2台车式炉12.3井式炉12.5步进式炉12.6罩式炉12.7煤炉12.8冲天炉12.9室式干燥炉12.10坩埚炉12.11蓄热式炉12.12电阻炉参考文献第13章环境保护13.1消烟除尘13.2有害气体净化13.3噪声控制参考文献附录附录A几种火焰炉最基本的操作规程附录B炉子烘烤附录C热参数计算式及选用表附录D全国各省区主要城市海拔、计算温度及大气压力附录E高电阻电热合金及一些物体的热参数附录F火焰炉热工参数测定方法附录G盛钢桶、铁液包参考尺寸附录H局部阻力系数（ξ）表附录I炉衬材料图例光盘内容介绍目录如下：324.1工业炉燃烧器多参数自动控制的方法325.0高温工业炉蓄热式燃烧系统326.4一种工业炉控制系统的智能烧嘴控制器327.4抗堵塞蓄热式燃烧器及工业炉328.0燃煤工业锅炉节能运行智能化自动控制方法329.9改燃生物燃料的工业锅炉装置330.1一种带有安全防爆装置的工业炉331.5焙烧工业炉332.0一种工业锅炉排渣余热利用装置333.1大型工业炉两侧的料垫输运装置334.3用于酸性介质气氛工业炉内衬的高强耐酸耐磨喷涂料335.0一种大型工业炉炉门锁紧装置336.7工业锅炉生物质喷燃系统337.9工业炉煤气阀安全连锁控制器338.9工业炉高温空气燃烧技术的外绕式轴向旋流燃烧器339.8工业炉高温空气燃烧技术的同心式轴向旋流燃烧器340.0一种工业锅炉排渣余热利用装置341.8工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置342.5工业炉体法兰口封堵装置及封堵方法343.5工业电炉循环冷却水处理装置344.5燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置345.2工业炉嵌入式框架前门装置346.7工业炉窑低氧燃烧控制装置347.6适用于燃料油工况的工业炉窑燃烧烟气余热回收系统348.5适用于燃料气工况的工业炉窑燃烧烟气余热回收系统349.8工业炉窑燃气烧咀改进的旋流盘350.7工业炉窑改进的燃气烧咀351.3燃煤工业锅炉改燃生物质燃料燃烧系统352.6一种有色冶金工业炉清焦工艺方法353.2工业炉窑中被加热工件热量循环利用节能技术及应用354.5一种工业炉内衬的连接装置355.7秸秆气化高温燃烧工业锅炉的方法356.9预热式工业炉窑357.8带有燃气混合装置的工业炉窑358.6温控节能型工业炉窑359.3工业炉窑专用预热装置360.0燃煤工业锅炉的可变拱361.6燃煤工业锅炉节能装置362.0燃气式工业炉窑363.7工业炉窑炉门密闭装置364.5工业炉窑专用蓄热装置365.4带有安全连锁装置的工业炉窑366.1一种用于调节工业锅炉压力的抽风控制器367.6工业炉燃烧器多参数自动控制的装置368.2一种有炉内烟气除尘功能的燃煤工业锅炉369.2工业炉窑用蒸汽过热器泄漏在线监测装置370.7一种工业炉耐材模块及其组合371.7工业锅炉连续排污节能装置372.3一种工业炉绝热面耐火耐磨内衬结构373.6一种改进的工业锅炉煤粉气化燃烧装置374.4工业炉中固体燃料燃烧的方法和系统375.1工业炉窑优化配风控制系统376.3非金属工业炉窑的固体燃料供给装置377.3工业锅炉封闭循环相变供热系统二次蒸汽发生器378.2工业锅炉封闭循环相变供热系统省煤器379.8工业电炉嵌入式侧开炉门380.4工业锅炉生物质气化燃烧系统381.1工业锅炉旋流分级式煤粉燃烧器382.9一种高效工业锅炉383.0一种分层燃烧膜式水冷壁工业锅炉384.8焙烧工业炉385.4一种湿法脱除燃煤工业锅炉烟气中二氧化硫的装置386.2燃煤工业锅炉烟气水膜除尘脱硫一体化装置387.4一种用于工业炉窑的出料称量系统388.5一种工业炉窑的煤粉喷供系统389.7一种以工业炉渣粉为原料的假山工艺品及其制作方法390.2工业锅炉引射式热力除氧器391.3一种工业锅炉用的风帽392.4采用基于特征模型的预测函数控制器的工业锅炉燃烧控制系统393.6一种蓄热式工业炉用换向装置394.5一种蓄热式工业炉用换向装置的集气箱395.1工业炉用分体组合燃气烧嘴396.8一种工业炉绝热面耐火耐磨内衬结构397.7一种工业炉电点火器398.6两段蓄热式燃烧器及工业炉399.4一种固定床生物质燃气工业锅炉系统400.5一种用于工业炉废气或煤气的余热回收装置401.5一种安全鞋防砸钢包头智能热处理工业炉402.4一种改善密封性能的工业锅炉链带式炉排侧密封装置403.9用于工业锅炉的生物质气化再燃喷嘴系统404.9工业锅炉水处理方法405.7一种工业炉上安装固定热电偶的耐压法兰406.4工业炉窑用便携式高温手持检查器407.2一种工业锅炉408.3分体柜式工业微波炉409.5多元燃料工业锅炉及窑炉燃烧器410.8一种优化链条炉排工业锅炉纵向配风的装置411.1一种链条工业锅炉炉排调速器动态实时转矩检测保护装置412.6一种带有铰链的工业炉窑拱顶413.4一种工业炉窑的新型蓄热式装置414.0一种工业炉群控信息传送系统415.3具有隔热屏的台车式工业炉416.8一种工业锅炉阻垢缓蚀的绿色水处理方法417.6燃煤工业锅炉智能氧量优化调节装置418.6链条炉排工业锅炉可调错置横向导流栅419.3金属热处理大型工业炉炉门启闭运行装置420.1新型工业炉窑421.9工业锅炉低ＮＯｘ旋流煤粉燃烧装置422.8中小型工业锅炉用高效低ＮＯｘ粉煤燃烧器423.3一种燃用煤粉的工业锅炉系统424.8工业炉群控的信息传送系统425.7一种工业炉抽真空并充填惰性气体的方法及装置426.6工业锅炉节能智能控制装置427.4工业锅炉安全控制装置428.7蓄热体旋转换热装置及工业炉429.7煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法430.3煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法431.6煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法432.1煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法433.7多元燃料工业锅炉及窑炉燃烧器434.0煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法435.4一种优化链条炉排工业锅炉纵向配风的装置436.3链条炉排工业锅炉可调错置横向导流栅437.2工业炉烟气余热回收动力系统安全性检测方法438.7燃煤工业锅炉节能减排炉膛结构439.3一种工业炉废气余热交换器440.4电热工业炉的加热保温装置441.4用于高温空气燃烧工业炉的旋流式燃烧器442.1煤粉工业锅炉无油煤气点火和稳燃方法及装置443.2用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉444.3一种安全鞋防砸钢包头智能热处理工业炉445.2基于ＳＨ波的工业锅炉水垢厚度检测系统及方法446.8一种燃用生物质型煤的工业锅炉447.8工业炉气的综合利用方法448.3一种工业炉窑火焰不稳定性实时检测控制方法449.1工业锅炉经济性检验方法450.8一种工业炉用清洁醇基燃料451.6一种燃用煤粉的工业锅炉系统。
工业炉设计 7章(93-106)
第七章燃料燃烧装置及其选择与计算用来实现燃料燃烧过程的装置称为燃烧装置。
燃烧装置的基本作用是要组织燃料在炉子中的燃烧过程，从而保证炉子的经济效果和物料的良好加热。
对燃烧装置一般有如下要求：①在炉子所需要的热负荷（B实Q低）条件下，保证燃料的充分完全燃烧。
（对于工艺上要求不完全燃烧的除外）；②能根据炉温制度变化的要求，在规定的供热能力变化范围内，保证稳定的燃烧过程（要求具有一定的调节比）；③按照炉型和加热工艺的要求，保证火焰有一定的外型（保证火焰长度、铺展面及火焰刚度等）；④保证安全生产，便于操作和维修；⑤便于实现自动调节。
因此，必须根据燃料的燃烧特点，采用合理的燃烧方法，选用适合这种燃烧方法的燃烧装置或自行设计计算燃烧装置。
通常情况下是选用合适的燃烧装置及进行必要的计算。
7.1煤气燃烧装置煤气燃烧过程有三个阶段，即煤气与空气的混合、将混合物加热至着火温度和完成燃烧过程。
其中煤气和空气的混合是主要的，混合过程的快慢将直接影响到煤气燃烧速度和火焰长度。
当煤气和空气混合物向炉内的喷出速度小于火焰传播速度时，将产生回火现象，这是很危险的；反之煤气和空气混合物向炉内的喷出速度大于火焰传播速度时，又会产生脱火现象，同样也是很危险的。
因此，在选择燃烧装置（亦称煤气烧嘴）时，其特性参数（煤气、空气压力和空、煤气预热温度等）一定要根据生产现场的条件。
选择相应的燃烧装置；反之，当燃烧装置选定后，生产现场的工艺条件一定要满足其特性参数的要求。
根据煤气和空气在燃烧前的混合程度的不同，分为有焰燃烧和无焰燃烧，相应的烧嘴也分为有焰烧嘴和无焰烧嘴。
7.1.1有焰燃烧及其烧嘴（1）有焰燃烧的特点①煤气和空气在烧嘴里分两路各自流出（套管式烧嘴：中间走煤气，外环走空气），在炉内边运行边混合边燃烧，所以混合速度慢，燃烧火焰长，在火焰长度上其温度分布较均匀。
②要达到完全燃烧，要求空气消耗系数较大，一般情况下n=1.15~1.25。
③由于燃烧速度慢，煤气中的碳氢化合物易热解而析出炭粒，提高了火焰黑度，可增加火焰对物料的辐射传热。
化学工业炉燃烧器设计规定
制。参 加编制及校审工作的有王本邦、高学孟、刘 肪等同 志。本规定经化工 部工 业 炉 设计技术中心站技术委员 会审查，并由余惠箱、姚国俊同志校审定稿。 各单位在 执行中如有问题和意见 ，请及时与工业炉中心站和编 制单位联系。
油 （ 重量 比）Ｉ ｎ ｓ ＝ ０ ． ５ ＾０ ． ８ ，常取 ０ ． ６ － ｖ ０ ． ７ ，
ｄ ．燃料油粘度：用蒸汽雾化时 ，正常使用枯度为４ －６ ＇ Ｅ ，极限值为１ ５ ０ Ｅ ，用压缩 空气雾化时 ，正常使用粘度为４ －５ － Ｅ ，极限值为 １ ０ ０ Ｅ ｏ
３． ３． １ ． ２ 内混式油燃烧 器的设计 ａ ． 雾化剂 人混 合室 绝热膨胀后 的温度不 宜低于燃料油 的预热温度 。 常用 的雾化 剂压力：
中华人民共和国化学工业部 设 计 标 准
化学工业炉燃烧器设计规定
（ 试 行）
ＨＧＪ １ ２ 一８ ８
说
朋
《 化学工业炉燃烧器设计规定》 是化学工业部批准颁布试行的化工部设计 标准。 本 标准是在Ｃ Ｄ １ ３ ２ Ａ ５ 一 ８ ５ 的基础上经增补修订而成。其内容包括：总则；燃烧器型 式的选
时，燃烧 器的计算应取极 限压力 的８ ０ ％作为搬烧器 入口压力。
３ ． ３ 液体燃料燃 烧器的设 计与计算 ３ ． ３ ． １ 高压蒸汽 （ 或压缩空气）雾化油燃烧器 ３ ． ３ ． １ ． １ 外混式油燃 烧器的设计 ａ ，燃烧器人「 ］ 燃料油压力一般可取０ ． ０ ２ ９ ＾ － ０ ． ０ ９ ８ Ｍ Ｐ ａ （ ０ ． ３ － － １ ． ＇ ｃ ｇ ｆ ／ｃ ｍ １ ） （ 表） ｂ ．燃烧器人ｆ ｌ 雾化剂压力应大于。 ． ２ ９ ＭＰ ａ （ ３ ｋ ｇ ｆ ／ｃ ｍ ＇ ）表） 用蒸汽雾化时，蒸汽压力一般为。 ． ２ ９ －１ ． ７ ８ ＭＰ ａ （ ３ ＾ － １ ２ ｋ ｇ ｆ ／ｃ ｍｌ ） （ 表），用压 缩空气雾化时，空气压 力一般为０ ． ２ ９ ．０ ． ６ ９ Ｍ Ｐ ａ （ ３ ．７ ｋ ｇ ｆ ／ｃ ｍ ２ ） （ 表） ｃ 雾化 剂耗量：一般蒸汽／油 （ 重量比）ｍ ， ＝ ０ ． ２ ＾ － ０ ． ６ ，常取０ ． ４ －０ ． ６ ， 空 气／
工业炉设计说明书
工业炉设计说明书热能与动力工程2008级课程设计说明书学院：机械工程学院专业：热能与动力工程学生姓名：李斌班级：热能0801学号：40840054设计方向：工业炉指导教师：冯俊小课程设计题目 题号：601.炉型 连续加热炉2.生产率 33.8t/h3.加热料坯尺寸 2700180180⨯⨯ mm4.钢种 普碳 含碳量 0.45% 出炉温度 C ο11805.钢坯出炉时允许断面温差小于 M C /300~100ο透热深度6.燃料 重油Ct y ︒=100 成分 C H O N S A W % 85.112.10.50.60.20.31.27.空气预热温度 C t k ︒=2008.有效炉底强度 2./550m h kg P =9.环境温度 C t e ︒=20设计过程或说明结果备注二．技术设计2.1 燃料燃烧计算内容包括（1）单位燃料完全燃烧空气需要量Ln（2）单位燃料完全燃烧燃烧产物量n V（3）燃烧产物成分分析及其密度ρ（4）理论燃烧温度lt（5）燃料低位发热量dQ2.1.1燃料类型和成分重油2.1.2燃料低位发热量计算yyyyydWSOHCQ12.25)(9.10810301.339---+=KgKJ/6.41257=（3）炉膛高度和炉型曲线根据经验可选取各部位炉膛高度设计过程或说明结果 备注m 5.1m 6.1,m 1.162143=====H H H H H ，均热段加热段预热段）（，火压高度炉尾抬高段150~1002H m 6.175+==δHmm 480150~100360）取（+=2.3三段式炉温制度和供热制度2.3.1三段式温度制度各点温度的确定：Ct C t m m οο20,200c 0s ==钢坯入炉时中心温度钢坯入炉时表面温度，11,λδ22,λδ 33,λδ 耐火层 隔热层保温层温度假设：1t =750℃、℃650t 2=、℃400t 3=、℃70t 4= 1221)(TT dT T T T -=⎰λλ，由上表得知，λ与T 为线性关系)(2121T T b a ++=∴λ ℃⋅=⨯+⨯⨯⨯+=-m w /241.116.1)]650750(21105.072.0[31λ ℃⋅=⨯+⨯⨯⨯+=-m w /180.016.1)]400650(2110177.0062.0[32λ℃⋅=⨯+⨯⨯⨯+=-m w /09.016.1)]70400(211016.004.0[33λ℃⋅=⨯+=24/46.1216.1)052.01.7(m w t α 热阻wR /245.11332211℃=+++=αλδλδλδ热流2/34.586245.170750m w q =-= 温度验算：℃⋅==m w /241.11λ绝热层硅藻土隔热板（A 级） 900 t10177.0062.03-⨯+ 116保温层矿渣棉三级 60t1016.004.03-⨯+ 8011,λδ 22,λδ 33,λδ 耐火层 隔热层保温层温度假设：1t =1177℃、℃850t 2=、℃520t 3=、℃70t 4= 1221)(TT dT T T T -=⎰λλ，由上表得知，λ与T 为线性关系)(2121T T b a ++=∴λ℃⋅=⨯+⨯⨯⨯+=-m w /549.016.1)]8501177(211022.025.0[31λ℃⋅=m w /549.01λ平均温度计算 参考书【3】P81 表4-1 及P96表4-16耐火填料mm53拱脚砖与拱脚梁之间用耐火砖砌满（不能用绝热砖）拱脚砖也可以砌在拱脚梁内，并用拱脚梁拖住。
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107第八章 火焰炉设计计算实例火焰炉按炉料进出炉子的方式不同分为连续式炉和室式炉两大类。
其中连续式炉设计计算过程较复杂，涉及知识面较广，故本章主要以连续式加热炉为例，介绍设计方法与步骤。
8.1 连续式加热炉的炉型选择连续加热炉的炉型选择包括以下几个方面： （1）段数的选择连续加热炉按温热制度可分为二段、三段和多段。
二段连续加热炉由预热段和加热段组成，三段连续加热炉由预热段、加热段和均热段组成。
三段连续加热炉与二段连续加热炉比较有下列显著优点：① 允许加热段有更高的炉温，可实现强化加热，提高炉子生产率； ② 因有均热段，料坯出炉时端面温差较小，加热质量高；③ 三段连续加热炉可按二段制度操作，以适应炉子生产率较大变化的要求。
因此，在炉子设计时应尽量采用三段连续加热炉。
但对于料坯尺寸较小或生产率不高的情况，就没有必要采用三段式炉型。
一般当料坯厚度δ<100mm 时，采用二段连续加热炉；当δ=100~200mm ，最好采用三段连续加热炉，也可采用二段连续加热炉；当δ>200mm 时，一般都采用三段连续加热炉。
所以在设计时应依具体工艺条件而定。
多段连续加热炉是在三段炉型基础上发展起来的，其主要优点是可提高炉子生产率、保证加热质量，并具有更大的操作灵活性，适应炉子生产率在更大范围内变化。
现代大型连续加热（推钢式或步进式）多采用多段连续加热炉。
但由于该炉型造价较高、热效率较低，所以当炉长小于25~30m 时，则没有必要采用。
（2）单面加热或双面加热的选择双面加热比单面加热具有更高的炉子生产率，良好的加热质量。
所以绝大多数连续加热炉都采用双面加热方式。
在料坯厚度较小（δ<60mm ）的情况下，加热时料坯上下表面温差不大，可不采用下加热（要求生产率较高时亦可采用双面加热）。
另外，对于厚度虽然较厚（δ>60mm ），但长度较短（l <1000mm ）的料坯，因支撑结构困难，下加热作用不大，所以不宜采用下加热。
有些连续加热炉，如环形炉，由于炉型结构上的原因，不管料坯尺寸大小，一般只采用单面加热（上加热）。
（3）料坯在炉内摆放排数的选择目前连续加热炉一般采用单排或双排，很少采用三排以上的。
在设计炉子时，要根据料坯长度、炉子生产率、炉子计算长度，甚至车间布置等情况确定。
对于推钢式连续加热炉，其炉长还受到推钢比的限制。
料坯在炉内摆放排数可用式（8-1）估算。
ES l H Pn ⋅⋅⋅=2 （8-1）式中：n —炉内料坯摆放排数； P —炉子设计生产率，kg/h ； H —有效炉底强度（见表3-16），kg/(m 2²h)； l —料坯长度，m ； 2S —料坯厚度，m ；E —推钢比，一般原料条件为方坯可取180~200，板坯可取220~240。
当n <1.2，取单排；当n >1.4，取双排；当n =1.2~1.4，可取单排，也可取双排，视具体108 情况决定，然后用实际最大推钢比校核（见14章）。
对于步进式连续加热炉，炉长一般无限制条件，所以通常为单排，也可采用双排。
对于环形炉，由于装出料方式的限制，一般为单排。
（4）出料方式的选择连续加热炉出料方式有端出料和侧出料两种方式。
从生产工艺的观点出发，端出料较侧出料好，从炉子热工角度看，侧出料比端出料优越。
所以在设计炉子时，常根据下列原则来选择出料方式。
① 生产率高，加热大型方坯或板坯时需采用端出料； ② 料坯断面尺寸较小，宜采用侧出料；③ 加热合金钢时，因加热质量要求较好，最好采用侧出料；④ 双排料，一般采用端出料。
⑤ 燃煤（块煤层状燃烧）炉子，因端部有燃烧室，多采用单排侧出料。
（5）炉膛基本尺寸的确定炉膛基本尺寸包括炉长、炉宽和炉膛高度。
炉膛基本尺寸单位在工程上通常以“mm ”表示。
1）炉长对连续加热炉来讲，炉长包括炉子有效炉长（L 效）和炉子全长（L ）。
① 炉子有效炉长L 效是指料坯在炉内运行行程，即炉子预热段端墙外缘到出料口（侧出料为出料炉门中心线，端出料为下滑坡与炉内滑道交点）距离。
可按式（8-2）计算：bc ⋅=ng b P L τ效 mm （8-2）式中：P —炉子生产率，kg/h ； τ—加热时间，h ；b —料坯宽度，mm ；c －料坯排放中心距（推钢式炉1b c＝，步进式炉1bc >），mm ；n —炉内料坯摆放排数；g —炉内加热料坯平均单重，kg/根。
炉子各段（预热段、加热段、均热段）的有效长度，可根据料坯在各段的金属加热时间计算。
各段加热时间之和即为总加热时间，代入式（8-2），即可求出L 效。
对于双面加热的推钢式连续加热炉，为了消除料坯在滑道水管（用于直接支撑料坯）上滑动所造成的“水管黑印”，一般二段连续加热炉加热段或三段连续加热炉均热段要设置一定长度的实底床（该段为单面加热，不用冷却水管支撑料坯滑动，而用耐热合金钢），其长度一般不小于炉子有效长度的15~20%（大多数连续加热炉实底段长度为2.5~5m ）。
也可不设实底床，采用半热滑轨或全热滑轨方式来消除“水管黑印”。
炉子全长是指炉子砌砖长度，即：L 总=L 效+A mm （8-3） 式中：A —炉子出料端端墙外缘到出料口距离。
它取决于燃料燃烧情况和出料方式，一般A =1500~2500mm2）炉宽炉膛内宽（B ）决定于炉内料坯的摆放排数（n ）和料坯长度（l ）。
炉宽可用式（8-4）计算：B=nl +(n +1)a mm （8-4） 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a =150~300mm 。
3）炉高对双面加热连续加热炉而言，炉膛高度分为上炉膛高度和下炉膛高度（亦称深度）。
上下炉膛高度的分界线，对推钢式连续加热炉为水冷滑轨上表面；对步进式连续加热炉为固定梁（或固定底）上表面。
通常下炉膛高度要大于上炉膛高度。
这是由于下炉膛内有支撑或托起料坯的水冷管占用了部分空间以及氧化铁皮堆积等原因。
由于连续加热炉的炉型多种多样，各段炉膛高度目前尚无法从理论上计算确定，通常是根据生产经验确定。
参见表2-2和表2-3。
炉尾上炉膛高度（对下排烟而言）一般大于或等于加热段上炉膛高度。
4）炉顶炉顶按结构可分为拱顶和平顶。
同一座炉子一般只采用同一种炉顶结构。
平顶有预制块（或异型砖）吊挂结构和整体浇注结构，采用平顶时不受任何条件限制。
拱顶有砖砌结构和预制块结构，一般采用砖砌结构，施工容易，成本低。
采用拱顶时受炉宽和烧嘴安装位置的限制，一般当炉宽小于4m并上加热采用端供热时，方可采用。
拱顶的中心角通常为60°。
8.2 连续加热炉热工计算实例（1）连续加热炉热工计算内容：①燃料燃烧计算；②炉膛热交换计算；③金属加热计算；④炉膛热平衡与燃料消耗量计算；⑤空（煤）气预热装置计算；⑥炉子排烟系统气体力学计算；⑦炉子供风系统气体力学计算。
（2）连续加热炉热工计算技术数据：①炉子生产率，kg/h；②被加热金属种类及尺寸；③被加热金属入炉温度及断面温差（对热钢坯而言），℃；④被加热金属出炉温度及断面温差，℃；⑤燃料种类及成分；⑥出炉膛烟气温度，℃；⑦空（煤）气预热温度，℃。
[例1] 推钢式二段连续加热炉热工计算设计计算技术数据：（1）炉子用途：热扎前金属加热。
（2）炉子生产率：P=40000kg/h。
（3）被加热金属：①种类：优质碳素结构钢（20#钢）；②尺寸：140³140³2500mm；③金属开始加热（入炉时）平均温度：t始均=0℃；④金属加热终了（出炉时）表面温度：t表终=1200℃；⑤金属加热终了（出炉时）横断面温差：△t终≦50℃。
（4）燃料：①种类：天然气和高炉煤气的混合煤气；109110 ② 混合煤气低发热值：Q 低混=10500kJ/标m 3； ③ 两种煤气成分（干成分）：见表8-1； ④ 煤气不预热：t 混气=10℃。
表8-1 天然气和高炉煤气干成分（%）（5）出炉膛烟气温度：t 废膛=800℃。
（6）空气预热温度（烧嘴前）：t 空=350℃。
热工计算：（1）燃料燃烧计算1）天然气和高炉煤气干、湿成分换算① 根据混合煤气温度t 混气=10℃，查表1-2得干O H g 2=9.8g/标m 3(干气体)，代入式（1-2）得：988.08.9124.0100100=⨯+=k② 把k=0.988代入式（1-3）分别计算得天然气和高炉煤气湿成分，计算结果列于表8-2。
表8-2 天然气和高炉煤气湿成分（%）① 计算天然气和高炉煤气低发热值把表8-2中天然气和高炉煤气的湿成分分别代入式（1-8）得：天然气低发热值 28.182.90806.373.63482.8851.356⨯+⨯+⨯=天低Q =34771 kJ/标m 3高炉煤气低发热值 26.326.10789.051.35607.2715.126++⨯+⨯=高低Q=4082 kJ/标m 3 ② 计算配比系数设天然气在混合煤气中的配比系数为x '，将混合煤气混低Q =10500 kJ/标m 3，天然气天低Q =34771 kJ/标m 3，高炉煤气高低Q =4082 kJ/标m 3代入式（1-5）得： 21.0408234771408210500=--='x③ 把配比系数x '=0.21代入式（1-6）得混合煤气湿成分列于表8-3。
表8-3 混合煤气成分（%）校核混合煤气低发热值：将表8-3中的混合煤气湿成分代入式（1-8）得11158.226.10727.082.90864.073.63428.1951.35641.2115.126⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=混低Q=10503 kJ/标m 3 （与工艺要求值10500 kJ/标m 3相差很小，不必重新计算），故取10500Q ＝混低 kJ/标m 3。
3）计算理论空气需要量L 0把表8-3中混合煤气湿成分代入式（1-15）得：2104.027.0564.05.328.19241.215.058.25.00-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=L=2.58标m 3/标m 34）计算实际空气需要量L n ，取n =1.1（见表1-4有焰燃烧），代入式（1-16）和式（1-17）得：L n =2.58³1.1=2.84标m 3/标m 3L n 湿=(1+0.00124³9.8)³2.84=2.87标m 3/标m 3 5）计算燃烧产物生成量及成分把表8-3中混合煤气湿成分代入式（1-18），计算得燃烧产物单一成分生成量，再代入式（1-19）、（1-20）计算得燃烧产物总量及成分百分含量。
结果列于表8-4。
表8-4 混合煤气燃烧产物生成量（标m 3/标m 3）及成分（%）6）计算混合煤气燃烧产物重度把表8-4中燃烧产物体积百分含量代入式（1-21）得：29.11004.2233.13208.722803.131856.1344=⨯⨯+⨯+⨯+⨯=烟ρkg/标m37）计算燃料理论燃烧温度由t 空=350℃，查表1-5得c 空=1.296kJ/（标m 3•℃）；设t 产=1800~2100℃，查表1-5得c 产=1.672³0.21+1.714³0.79=1.705 kJ/（标m 3•℃）。