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冶金热工基础推钢式加热炉课程设计.doc

冶金热工基础推钢式加热炉课程设计

yang彭洋
2017-10-01 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《冶金热工基础推钢式加热炉课程设计doc》,可适用于高等教育领域

冶金热工基础推钢式加热炉课程设计目录前言设计任务书内容摘要第一部分推钢式加热炉的概述一加热炉的应用及其优越性二推钢式加热炉的分类三推钢式加热炉的工作原理及工艺四推钢式加热炉的主要结构五联想近几年我国轧制技术的发展第二部分推钢式加热炉的相关计算一炉膛内的辐射的计算二炉子的基本尺寸的设计及相关计算三金属加热的计算四燃料燃烧的相关计算五炉子热平衡的计算第三部分换热器设计一换热器的介绍二换热器设计计算第四部分主要参考文献及附表第五部分总结前言本学期我们进行了冶金本专业的一些设计特别是在我们的冶金热工基础也有一门设计这无疑让我们学习了一些在我们的课堂上学不到的知识这让我们很高兴时间虽不是那么长只有两个星期的时间但是这两个星期却对我们的学习有了很大的帮助让我们认识到学习是从一步一步开始的没有一个很好的基础是不可能把我们想要的东西得到的以下是我的个人学习和设计的全部内容加热炉是我们冶金行业里的一个不能少的机械设备所以我们这次的主要设计就是设计加热炉通过设计可以使我们初步掌握炉子设计的步骤原则与方法并进而了解一般工业炉设计的基本规律可以使我们将各专业知识进行综合应用的能力理论联系实际解决实际问题的能力读图制图及查阅资料的能力得到锻炼并加以提高在国民经济的很多生产部门中工业炉作为一个重要设备而存在要使炉子达到优质高产低耗的要求有一个合理的炉体结构是必不可少的条件之一工业炉是工业原材料的冶炼加工或成员的精制过程中为实现预期的物理变化或化学变化所需要的加热装置因此对于我们这些将来有可能成为一个热工工作者的学生来说应具备有设计先进结构完善的工业炉的能力工业炉设计的一般程序是初步设计技术设计施工设计炉子的初步设计是按提出的任务初步选定炉子的结构热源和各种重要辅助装置及其在炉子上的布置等在综合考虑炉子的技术经济指标和生产规模及特点的基础上确定炉子应采用的机械化和自动化程度炉子的技术设计是在初步设计的基础上作全面的热工计算和炉体总图的绘制以及某些重要辅助装置图炉子的施工设计是要求详细绘制炉体各部砌砖图以及各种装置的零件分图并要完成土建基础各种机械附属装置及安装热工和自动自动调节系统及其安装的设计在此由于时间关系只完成炉子的技术设计内容和换热器的设计所以我们在设计加热炉时一定的遵守以下设计原则加热炉设计必须符合国家有关的技术政策炉子的技术性能应满足生产工艺的要求保证机器在工作之中有一定的安全性运用不断发展的热工及机械理论如燃料燃烧流体力学传热学机械原理等指导炉子的设计工作引进并吸收国外炉子的先进技术不断完善和提高炉子的技术性能及机械化程度设计新的炉型结构时应注意提高炉子生产率提高产品质量降低燃料消耗改善操作条件和提高炉子的使用寿命设计炉子时对材料选用设备选型通用构件的规格尺寸等应尽可能全厂或全车间通用以使维修方便在设计炉子时应尽量改善工人的操作环境减轻工人的劳动强度要采取保护环境和防止污染的必要措施设计任务书题目推钢式加热炉的设计炉子用途用于加热扁钢坯被加热的钢坯尺寸m厚度s宽度b长度L金属材质碳素结构钢钢材入炉温度生钢温度生钢断面误差烟气与炉膛温度炉子生产能力Pth燃料混合燃气成分COHCHCOOCHNCH空气预热温度ta采用二段式加热制度高温段预热段温度上升到摘要近几年随着节能降耗意识的提高节能挖潜越来越引起人们的重视在轧钢生产过程中加热炉作为最大的耗能设备同时也是整个工艺流程中最关键的设备之一运行的稳定与否将影响后面轧钢生产质量如何解决加热炉合理燃烧的问题如何保证加热炉的最佳状况是当今一直在研究的课题推钢式加热炉由于可以很好的处理上述问题而适时推出但大多数冶金厂的轧钢机都没有推钢式加热炉因而有必要设计推钢式加热炉其设计过程基于冶金炉热工理论包括燃料燃烧计算钢的加热制度的确定炉子基本尺寸的确定炉膛内辐射的计算金属的加热计算炉子热平衡的计算以及换热器的设计计算关键词节能降耗推钢式加热炉冶金厂轧钢机燃料燃烧钢的加热制度炉子基本尺寸炉膛内辐射金属加热炉子热平衡换热器AbstractIntherensentyearsmoreandmorepeoplebecomeawareoftheimportantofsavingsourcesSoasaintendingengineerwemustcreataequipmentwhichwillliveuptothesituationofourcountryandtherequireofwholeworldTodaythereisnotapushthesteeltypeheatingfurnaceinthemostofrollmillsinthemetallurgicplanThereforedesigningapushthetypeheatingfurnaceisimperativeunderthesituationTheproceduresandcorrelativecalculationislistasfollowsThecalculationofradiationintheburnerhearthThecaculationofbasicsizeofthestoveThecaculationofburningfuelThecaculationofthermalbalanceThecaculationofheatedmetalKeywordsEnergysavingPushthesteeltypeheatingfurnaceMetallurgicalfactoryRollingmillRadiationintheburnerhearthBasicsizeofthestoveThemetalisheatedTheburningfuelSectionalview第一部分推钢式加热炉概述工业炉在冶金建材机械石化轻工电子工业等生产部门被用于各种加热目的成为不可缺少的重要热工设备加热炉是用来把初轧坯或连俦坯等热轧到热到所需温度的热工设备一加热炉的应用及其优越性加热炉是将物料或工件加热的设备按热源划分有燃料加热炉电阻加热炉感应加热炉微波加热炉等应用遍及石油化工冶金机械热处理表面处理建材电子材料轻工日化制药等诸多行业领域以下便是加热炉在冶金行业中几种常见的应用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金属热处理用的加热炉另称为热处理炉初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉广义而言加热炉也包括均热炉和热处理炉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但习惯上常指推钢式炉连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯少数用于锻造和热处理主要特点是料坯在炉内依轧制的节奏连续运动炉气在炉内也连续流动一般情况在炉料的断面尺寸品种和产量不变的情况下炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化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用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段依供热带的数目把炉子称为一段式二段式以至五段式六段式等,年代由于轧机能力加大而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长所以开始在进料端增加供热带取消不供热的预热段以提高单位炉底面积的生产率用这种炉子加热板坯炉底的单位面积产量达,公斤,米时热耗约为,×千卡,吨年代以来由于节能需要又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度所以又增设不供热的预热段最佳的炉底单位面积产量在,公斤米时热耗约为,×千卡吨连续加热炉是轧制车间应用最普遍的炉子通常使用气体燃料重油或粉煤有的烧块煤为了有效地利用废气热量在烟道内安装预热空气和煤气的换热器或安装余热锅炉在锻造和轧制生产中钢坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热采用不完全燃烧的还原性火焰即自身保护气氛来直接加热金属可以达到无氧化或少氧化的目的这种加热方式称为明火式或敞焰式无氧化加热成功地应用于转底式加热炉和室式加热炉推钢式连续加热炉靠推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热炉底水管通常用隔热材料包覆以减少热损失为减小水冷滑轨造成的料坯下部的黑印近年来采用了使料坯与水管之间具有隔热作用的热滑轨有的小型连续加热炉采用了由特殊陶质材料制成的无水冷滑轨支撑在由耐火材料砌筑的基墙上这种炉子叫无水冷炉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中国年投产的步进梁式炉长为米生产能力为每小时吨加热炉操作是通过在一定温度下加热工件来完成其工艺过程的节能的本质就是提高能源利用率提高热效率达到消耗最少能源的目的二推钢式加热炉的分类推钢式加热炉根据炉温制度可分为两段式加热炉三段式加热炉多点供热式加热炉两段式连续加热炉按炉温制度又可分为加热期和预热期炉膛也相应的分为加热段和预热段三段式连续加热炉采取预热期加热期均热期的三段温度制度在炉子的结构上也相应的分为预热段加热段和均热段一般有三个供热点即上加热下加热与均热段供热多点供热的连续加热炉有多个供热点按加热炉供热方式可分为顶不加热底部加热侧部加热金属加热时在二段式加热制度下高温段的炉温应当这样选择金属表面只要达到给定的最终温度的那一瞬间沿金属表面的温差就不会超过允许值因此在二段式温度制度下金属的加热强度受到限制金属在三段式加热状态下沿金属的进行方向在预热段和高温段之外补充第三工程恒温均热段由于在均热段中金属接近与燃烧产物的温度因而当金属在炉内保温时使金属表面过热的愈厚要求沿断面的温度越小使用三段式制度也就越合理炉内的供热段与其它工艺区有所不同因为高温段通常是由几个供热段组成的炉内的这些区段按金属移动的方向分为第一高温段第二高温段等但是首先在金属沿高温段行进方向上还有预热段当供热段的尺寸受炉子结构的限制不能不改变时在炉子工作制度变化的情况下炉子的边界区移动使工艺段变化可能由一个区段转移到另一个区段比如由均热段和预热段转移到高温段等三推钢式加热炉的工作原理及工艺推钢式加热炉其钢坯在炉内是靠推钢机的推力沿炉底滑道不断向前移运燃烧产生的炉气一般是对着被加热的料坯向炉尾流动料坯移到出料端时被加入到所需要的温度经过出料口出炉再沿辊道送往轧机推钢式加热炉的任务是把热量传给被加热的物体或按照金属加热或热处理的工艺要求从被加热的金属上出去热量由于金属具有到热性可以通过导热中热传导的基本计算可以求出炉子的生产率和必要炉膛尺寸以及加热或冷却性质的热工性能一种新型推钢式加热炉滑轨其特征是滑轨水平方向的形体结构为折线形从而可以变更钢料在滑轨顶面上滑动行进接触点区域的位置缩短定点接触的时间即变更缩短遮蔽影响接触点区域钢料吸热带走接触点区域钢料热量的区域的位置与时问从而改变钢料的加热工艺减小钢料的加热黑印温差提高钢料的加热质量钢材产品质量提高企业经济效益加热的基本工艺要求是保证被加热的金属加热到给定的温度和保证给定的温差范围加热过程可能有某些限制比如给定的加热速度金属在加热时的最大温差金属表面的最高温度下最短的停留时间等为了实现规定的工艺采用各种不同的加热和冷却方式主要采用什么方法则要取决于加热和冷却的气氛四推钢式加热炉的结构推钢式加热炉一般呈长条形炉温是固定的炉气沿长方向流动炉子的生产操作的整个过程是连续的推钢式连续加热炉在同一平面加热具有一定垂距的上下两个加热段以坯料为界每个加热段又分成上下加热区上下段分别由作支撑滑道用的冷却水管及炉墙围成的空间作烟道并通往排烟口上下段喷嘴分别朝炉头及炉尾方向倾斜在上段横水管底部装有下推臂顶钢机装有上推臂上下推臂之间装有传动臂来传动下推臂将坯料推出炉头钢坯是用推钢机推进炉内的并沿炉底滑道移动经过加热段加热后从炉底滑出推钢式加热炉的主要结构有水冷系统炉膛四周水冷壁管全部采用直径为mm的鳍片制成的密闭的模式水冷壁水冷系统主要是由大直径下降管分配集箱及其支管水冷壁上升管汽水引出管上下集箱气包组成的循环回路整个水冷壁以及敷设其上的炉墙均通过集箱上的吊杆悬吊在炉顶钢架上受热面作向下自由膨胀水冷壁上设有入孔看火孔大焦孔防爆门孔点火孔测量孔等燃烧时为防止由于炉膛负压波动所引起的水冷壁及炉墙壁结构振动引起水冷壁结构振动而造成的损坏在水冷壁外面布置了刚性梁燃烧器燃烧器为正四角大小切圆布置为适应煤种变化和调整燃料燃烧工况煤粉喷燃器各喷嘴出口截面做成可调节的过热器采用辐射半辐射和对流形式蒸汽在过热器中的流程为在气包中经分离后的干燥蒸汽经炉顶及尾后包覆过热器继而进入低再悬吊管过热器及尾部包覆管过热器再热器再热器分为高温再热器和低温再热器两部分高温再热器布置在对流过热器的水平烟道中低温再热器和旁路省煤器作并联布置在尾部竖井中在低温再热器进口管道上设有事故喷水装置为紧急事故时作降温用省煤器省煤器由主省煤器阁墙省煤器和旁路省煤器三部分组成五联想近几年我国轧制技术的发展上世纪年代以前传统生产钢材方法是先将钢水模铸成大型钢锭经加热轧制成坯钢坯经冷却清整后再加热轧成用户所需断面的成品钢材近多年来经历了三次飞跃式发展一是将模铸改为连铸取消开坯机二是由一般连铸改为近终形连铸减少加热轧制次数无头轧制技术是钢铁加工流程的第三次飞跃即钢材生产不再是单块的间隙性的而是连续进行轧制然后根据用户需求剪切成所需长度或卷重无头轧制的好处是钢材全长以恒定速度进行轧制生产率有较大提高因对钢材全长施加恒定张力使钢材断面形状波动减少钢材质量改善这点对热轧扁平材生产特别重要由于成品长度不受限制根据交货状态要求剪切成品率显著提高由于轧材运行稳定性提高对热轧带钢来说有利于生产薄规格带钢和单块轧制不同钢品啮入次数减少减小对轧辊冲击有利于提高轧辊寿命在施行无头轧制技术中分扁平材和长材两类其中又有无头轧制和半无头轧制的区别就技术类型来说分为焊接型和铸轧型两种近年来轧制技术学科所取得的新进展也在社会经济发展中取得了巨大成就例如先进的轧制技术过程为经济建设提供性能优良的材料为社会提供与环境友好易于循环使用的ECO材料其本身在向着节省能源和资源方向发展如上所述的无头轧制等第二部分推钢式加热炉的相关计算一炉膛内辐射计算燃烧产物温度炉子热制度的确定是进行物料加热计算的前提也是炉子投产后热工操作制度的依据预热段温度上升到故每段温度为区非加热区燃烧产物温度由上升到区第一加热区燃烧产物温度由上升到区第二加热区燃烧产物温度为区单层炉底单面加热区燃烧产物温度为炉膛宽度的计算Bcm其中几区的宽度B均相等且B炉膛宽度L加热坯料长度n炉内坯料排数a扁钢同炉壁间间隙取n时a故BBBB×,,×炉膛平均高度计算经验值Hcm比值尺寸m取区区区区其中L表示被加热钢坯长度燃烧产物的最终容积计算m每米长度限定燃烧产物容积的表面积m每米长度FBHFBH×FBH×FBH×FBH×平均射线长度mS×VFS×VF×S×VF×S×VF×S×VF×燃烧产物中空气过剩系数把吸入空气考虑进去后选用修正系数燃烧产物层换算厚度m由公式σS×βσS×β×σS×β×σS×β×σS×β×燃烧产物的黑度查图可得各区段黑度分别为序号名称测量单位符号计算段燃烧产物温度初始TrHaq最终TrHcm平均tr炉膛宽度mB炉膛平均高度H炉衬对金属辐射的角度系数燃烧产物的最终容积mV限定燃烧产物容积的表面积mF平均射线长度mS燃烧产物中空气过剩系数α修正系数β燃烧产物层的换算厚度mσ燃烧产物的黑度二炉子的基本尺寸计算炉子计算生产能力Pth炉子装载量GGptpzS××其中z为单位加热时间mincms为被加热金属厚度cm有效炉底总长度LnGnSlk××××其中S为坯料厚度l为坯料长度k为炉底有效长度内的填充系数为金属的密度轧制钢材密度为n炉子的台数NPP台一台炉子的有效炉底长度mLnLnNm推进的最大长度mLTS×m一台炉子的最大有效长度mLnLTLe查图可得Lem由装料琨道轴线到装料口外缘的距离故LnLTLem炉底砌筑长度mLrLnLk查图可得Lkm扁钢极限位置与短部出料口之间的距离故LrLnLkm炉子区段长度LiLni×titnLnmtntL炉膛宽度由公式得BnLna××m炉子区段平均高度m可知HmHmHmHm炉底有效面积mFaKLnL××炉底砌筑面积mFpLrB×炉底有效强度kgmhHaPFa×按炉底砌筑面积炉底强度kgmhHpPFF×三炉子的基本尺寸计算值如下序号名称测量单位符号计算段炉子区长度mL炉子区段平均高度mH序号名称测量单位符号计算值炉子计算生产能力thP炉子装载量tG有效炉底长度mLn炉子台数N一台炉子有效长度mLn推进最大长度mLT一台炉子最大有效长度mLn炉底砌筑长度mLr一台炉子的计算生产能力thP炉膛宽度mB炉底有效面积mFa炉底砌筑面积mFp炉底有效强度kgmhHa按砌筑面积炉底强度kgmhHp三金属加热计算金属加热计算区是在温度线性上升的介质中双面加热区初始温度均匀分布区初始温度抛物线分布区是在恒温介质中初始温度抛物线分布双面加热区单面加热加热时间总加热时间的计算tzSz为单位加热时间据附表选择mincmS为被加热金属的厚度m故t×h各计算段加热时间计算按照所采用的加热区相对长度选取见炉膛平均高度经验表区tt××h区tt××h区tt××h区tt××h各计算段加热时间的选顶据前面计算选定thththth假设的金属表面温度初始终止平均表面平均温度时金属导热率wmkλλαtt表示平均温度查图得到不同的温度下钢的导热系数千卡米时千卡米时千卡米时千卡米时表面平均温度时金属热扩散系列mh查表得碳素钢的平均热容量CP值为C千卡公斤C千卡公斤C千卡公斤C千卡公斤由公式得αλc×ρc为比热αααα金属厚度计算SSSmSm傅立叶准数由公式FαtS得FαtS×FαtS×FαtS×FαtS×序号名称单位符号计算值计算各计算段ht选定各计算段加热时间ht金属表面平均温度t表面平均温度的金属导热率kgmhλ表面平均温度的金属热导扩散率mhα金属计算厚度mS傅立叶准数F图推钢式加热炉中的温度分布燃烧产物的温度金属心部和表面温度已考虑炉底管冷却影响的金属截面平均温度四燃料燃烧及计算给定气组成成分湿成分组成成分CHCHCHCOHNHSHO体积含量气体需要量××实际空气需要量LnnL×理论燃烧产物实际燃烧产物VnVnL×燃烧产物成分NO燃烧产物重度燃烧计算值如下序号名称测量单位符号计算值理论空气需要量实际空气需要量理论燃烧产物量实际燃烧产物量燃烧产物重度ρ燃烧产物成分体积百分率五关于炉子热平衡计算一热量收入项燃料燃烧的化学热QAQDWA每吨如炉物料消耗的燃料量取Amt故QAQDW×KJT物料放热反应放出的热Q放热G料q放kJh式中G料每小时处理的物料量kghQ放单位物料反应放出热KJkg预热空气带入的热量QAnLCkTkCKete其中n空气消耗系数Ck空气在tk时的比热Te环境温度CKe空气在te时的比热取n因为tk查表得CkKJkgte查表得CkekJkgL故QAnLCktkCkeTe×××××kJt物料带入的物理量物料化学反应放出的热量预热燃料带入的热二热量支出项出炉钢坯带的热量QCTCT其中t钢坯出炉温度C钢坯在t温度下的比值T钢坯入炉温度C钢坯在t温度的比热取t查表得CKJKgt查表得CKJKg故Q×××kJt出炉烟气带走的热量QAVnCyTyCyeteVn取ty查得各种气体在的热容量CKJM分别为CCCHoCSOCOCN换算成kJkg为CCCHoCSOCOCN故时CyCC×COCHo×HOCSO×SOCO×OCN×N×××××kJkg烟尘带走的热G尘G尘C尘t尘KJh式中G尘每小时生产的烟尘量KghC尘烟尘的平均热容KJkgt尘烟尘出炉时的温度t尘查得各气体在和时的热容量CkJm温度比热CCCHoCSOCOCN用插入法可计算出各种气体在时的热容为CCCHoCSOCO换算成KJkg为CCCHoCSOCOCN故时CyeCC×COCHo×HOCSO×SOCO×OCN×N×××××KJkg故QAVnCyTyCyete××××kJt物料吸收带走的热量物料吸热反应带走的热量炉渣带走的热量烟尘飞灰带走热量燃料化学不完全燃烧的热损失燃料机械不完全燃烧热损失冷却介质带走的热量开启炉门或炉墙孔洞辐射热损失炉体表面散热损失炉门和炉墙孔洞逸气损失炉子的热平衡计算数值如下热量吸收项热量支出项燃料燃烧化学热预热空气带入热量出炉钢坯带走热量出炉烟气带走热量QkJtQkJtQkJtQkJt第三部分换热器设计一换热器的介绍换热器作为一种热交换设备广泛用于动力交通石油化工冶金等工业领域根据不同的用途其种类及机构繁多按参与热交换两流体的形态可分为气气气液液液三种类型按一种介质向另一种介质传递热量的过程分为直接式半直接式和间接式三类直接式是冷热两流体直接接触或混合进行热交换如热水风冷冷却塔半直接式是热流体先将热量传给某中间介质一定时间后截断热流体而流过冷流体中间介质再把积蓄的热量传给冷流体如再生器蓄热器等间接式是两流体之间有一固体壁面隔开彼此进行热交换如表面式换热器等按热流体对冷流体传热主要方式分为对流式辐射式对流辐射式按换热器材质分为金属和非金属陶瓷两类冶金行业长按换热过程分为换热式和蓄热式换热式是指参与换热的两流体同时流过间壁各自流到热交换的表面式换热器蓄热式是按周期切换操作的蓄热器如蓄热式热风炉等金属表面式换热器的种类很多如列管式平滑钢管式套管式针翅片管式组管辐射式整体式环缝辐射式管状喷流式箱式喷流式旋流式等换热器选型是主要参考下列因素被预热介质的种类预热温度的高低烟气温度烟气成分及含沙量流体压降换热效率流体压力及两流体压力差换热器的造价及使用寿命便于制造安装及检修二换热器的设计计算一原始数据及要求烟气温度t烟烟气量V烟Nmh空气温度空气进换热器温度t空气出换热器温度t预热空气量V空Nmh二设计方案选择V型管状金属换热器管子规格Φ×mm按直通式布置管子间距离xdxd求烟气与空气的对数平均温通过换热器的实际烟量V′烟mV烟ΔΦNmhV′烟××Nmh换热器前烟气的实际温度t烟I烟CP烟t烟×KJNm则在按换热器前烟气的热含量I烟为I′烟I烟ФKJNm由此查得t′烟换热器的烟气温度按换热器后烟气的热含量I烟I〃烟I′烟V空I〃空I′空V烟ε××K卡Nm由此差得t〃烟烟气与空气的对数平均温度tmt′烟t〃空t〃烟t′空t′烟t〃空t〃烟t′空说明V烟Nmh取换热器烟气损失系数m吸入冷气使烟气增加系数ФCP烟KJNm在t烟时的烟气比热I为空气进换热器前的热含量当t′空查得t′空KJNmt〃空为进换热器后的热含量当t〃空查得I〃空K卡Nmε为换热器的换热系数ε换热器的总传热系数KaaKJNmhα的计算在烟气侧有辐射传热和对流传热两个部分故αα辐α对KJNmh由烟气管道内有效气层的厚度计算公式S×XXd×d×dd×ddmdSm在换热器内烟气的平均温度为t烟t烟t烟〃由St烟查图得α辐KJmh由α对tC×W烟d外又由C×xd×说明a烟气侧的换热系数a空气侧的换热系数d管子外径mxx管子中心线的距离mxxd的设计方案dmW烟烟道内的气流速度标准态在此取W烟msd外m管外径α对×××com由此aα辐α对KJNmhα的计算在空气侧只有对流传热由αt空C×W空d内t空t空t空〃所以α××comKJNmh换热器的总传热系数KaaKJNmh确定换热面积和管子数目换热面积FQKtmFV空I〃空I空Ktm×comm为了可靠可扩大换热面积可取Fm说明d内m管道内径t空换热器内的平均温度W空换热器内空气的流速标态ms取W空ms管子数目ZV空W空d内××××根每根管子的平均长度lFZ×ldm管子平均直径dd内d外m所以l××m管子布置垂直于烟气流方向的断面上的管子数ZV烟xd外IW烟××××根所以沿烟气流动方向每组管子的数目ZZZ根管子排列简图换热器的气壁温度tt空t烟t烟αα,根据《有色冶金炉设计手册》第四章在之间可选镍铬合金钢GrMo其最高允许使用温度为换热起的经济指标换热器的热效率η换V空I"空I空V烟I烟××××换热器的温度效率ηtt"空t空换热器的热回收效率η回V空I"空I空V烟I烟××换热器名称符号数据材料镍铬合金GrMo管子规格外径d外m内径d内m总的换热系数Kk卡mh管子数目Z根管子平均长度Lm垂直烟气流动方向管子数Z沿流动方向每组管子数Z换热器的器壁温度t允许使用最大温度t换热面积Fm第四部分主要参考文献及附表主要参考文献及附表钢铁厂工业设计参考资料冶金工业出版社,耐火材料工厂资料冶金工业出版社,贵州工业大学参考资料有色冶金炉设计手册筑炉手册冶金工业出版社附表金属尺寸要求表一金属材质厚度scm宽度bcm长度lcm低碳钢金属加热时间参考表表二加热特点炉型金属厚度scm加热时间mincm扁钢上下受热推钢式,,,常见隔热材料主要参数材料名称体积参数允许温度导热系数硅藻土生料粉,×硅藻土熟料粉,×硅藻土砖×泡沫硅藻土砖×石棉网×黏土质隔热耐火砖×矿渣棉,×硅酸钙隔热板×硅藻土石棉粉碳酸镁石棉粉,第五部分总结通过本次课程设计使我们对课程设计方案的基本过程的设计方法步骤思路有一定的了解与认识在这几天大家的共同努力下我们顺利的在愉快的合作中完成了这次课程设计这次课程设计不仅仅让我对科学研究有了进一步的认识同时也让我深深的认识到合作精神的重要性因为在这个过程中我们要翻阅大量的资料要计算大量的数据但这巨大的工作量对于我们这个团结的团队来说却显得如此的渺小虽然我们的课程设计结束了但是它留给我的印象是不可磨灭的

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