100t步进梁式加热炉项目设计.doc

100t/h加热炉项目设计 摘 要 本钢特钢厂准备对小棒轧制生产线进行改造，所以需要在小棒轧机入口前重新建造一座加热炉。加热炉初步选型为步进梁式，小时产量是100t/h，采用燃料为高焦炉混合煤气。 本次设计的炉子为四段式加热，分别为预热段、加热二段、加热一段和均热段。空气预热器选用管状换热器。排烟系统为地下烟道排烟，预热器同样设在地下。设计说明书主要包括设计和计算两大类。设计内容包括炉子的选型，进出料方式，预热器的选择，排烟方式的确定等。计算内容包括炉子尺寸的计算，空气量及燃烧生成量的计算，料坯加热时间的计算，炉子热平衡计算，空气预热器的计算，排烟系统的流体力学计算，风机系统的流体力学计算，燃烧装置计算，推钢机的选择计算，和水管强度的校核计算。 关键词：混和煤气；热工计算；燃烧器；预热器；排烟。 目 录 一、设计依据 3 二、燃料燃烧计算 3 （一）煤气干湿成分的换算 3 (二) 煤气低发热值 4 （三）煤气重度 4 （四）空气需要量 4 （五）燃烧产物生成量及成分 5 （六）燃烧产物重度 6 三、炉膛热交换计算 6 （一）确定炉膛有关尺寸 6 （二）求炉气黑度 7 （三）炉壁对金属的角度系数 9 （四）求导来辐射系数C 9 四、金属加热计算 10 （一）金属均热段末（界面4）各有关参数 11 （二）金属一加热段末（界面3）各有关参数 11 （三）金属二加热段末（界面2）各有关参数 13 （四）金属预热段末（界面1）各有关参数 14 （五）金属预热段开始（界面0）各有关参数 16 （六）各段平均热流及加热时间 17 五、确定炉子的主要尺寸 18 （一）炉子有效长度 18 （二）有效炉底强度 19 六、炉子热平衡计算 19 （一）热收入项计算 19 （二）热支出项计算 20 七、 换热器计算 32 （一）计算依据 32 （二）设计计算 32 八、排烟系统流体力学计算 37 （二）阻力计算 38 （三）烟囱计算 42 九、供风系统流体力学计算 44 （一）空气管道内径 45 （二）空气管道阻力损失 46 十、 炉底水管的校核 49 十一、烧嘴计算 51 十二、 风机选择 52 十三、选用装料机和出钢机 53 （一）推钢机的选用 53 （二）出钢机的选用 53 结论： 54 参考文献 55 一、设计依据 1、炉子生产率：G=10t/h 2、加热钢种： 3、钢坯尺寸：20mm×200 mm×9100 mm和200mm×200 mm×4000 mm的标准坯。 (1)种类：高焦炉混合煤气 kJ/Nm3 5、加热参数 (1)金属开始加热(入炉)温度：t始=20℃ (2)金属加热终了(出炉)表面温度：t终=1200℃ (3)金属加热终了(出炉)断面温差：t≤15℃ (4)空气预热温度t=400 ℃ (5)出炉烟气温度t=900 ℃ 二、燃料燃烧计算 按以上设计依据和设计方案进行如下热工计算。 表2.1 高焦炉煤气的体积成分（﹪ 干 H2 N2 CH4 CO CO2 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 体积 百分比 30.96 31.47 9.45 14.49 12.46 0.80 0.33 0.03 0.01 （一）煤气干湿成分的换算 换算关系式 (3.1) 式中：g─煤气含水量，g/m3； Xs湿煤气中各成分的体积，％； 　　 Xg干煤气中各成分的体积，％ 已知高焦炉混合煤气温度为20℃，g=18.9g/Nm3 求得煤气成分3.2中。 表.2 高焦炉混合煤气中各种成分体积 （﹪） 高焦炉混合煤气 H2 0.977×30.96﹪=30.25﹪ C2H4 0.977×0.80﹪=0.78﹪ N2 0.977×31.47﹪=30.55﹪ C2H6 0.977×0.33﹪=0.32﹪ CH4 0.977×9.45﹪=9.23﹪ C3H6 0.977×0.03﹪=0.03﹪ CO 0.977×14.49﹪=14.56﹪ C3H8 0.977×0.01﹪=0.01﹪ CO2 0.977×12.46﹪=11.98﹪ H2O 0.977×18.9﹪×0.124=2.29﹪ 计算公式： Qd=30.2CO+25.8H2+85.6CH4+142.9C2H4+152C2H6+207.7C3H6+218C3H8 =30.2×14.56+25.8×30.25+85.6×9.23+142.9×0.78+152×0.32+207.7×0.03+218×0.01 =2130kcal/Nm3 =8916kJ/Nm3 （三）煤气重度