加熱爐設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 銅 陵 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文）說(shuō)明書(shū)課題名稱：加熱爐設(shè)計(jì)學(xué)生名稱：張 雷 指導(dǎo)老師：汪 勁 松系 別：機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí)：03 壓 加2 0 0 6 年0 6 月 0 6日目 錄第一章 文獻(xiàn)綜述31. 題目來(lái)源32. 加熱爐的作用及種類(lèi)133.加熱爐爐型34. 連續(xù)加熱爐爐型35.加熱爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)65.1 本加熱爐爐膛結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)方案如下：65.2 燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)75.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)75.4 余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)85.5 供風(fēng)系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)86. 爐子的平面布置28第二章 計(jì)算101. 加熱爐爐膛尺寸計(jì)算3102.燃燒計(jì)算102.1. 空氣需要量102.2 燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算102.3 燃燒產(chǎn)物成

2、分102.4 燃燒產(chǎn)物密度113.熱平衡計(jì)算113.1 爐子燃料消耗量計(jì)算113.2 熱量的收入113.3 熱量的支出12第三章 設(shè)備的選擇141 噴嘴的選擇143. 煙道及囪的選擇16第四章 勞動(dòng)組織與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)191. 車(chē)間勞動(dòng)定員192.車(chē)間管理組織機(jī)構(gòu)及其職責(zé)193.技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)論21第一章 文獻(xiàn)綜述1. 題目來(lái)源本設(shè)計(jì)題目由老師指定的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，論文的題目為100萬(wàn)噸/年，曲線爐頂推送式連續(xù)加熱爐。2. 加熱爐的作用及種類(lèi)1加熱爐的功能就是在加工過(guò)程中使鋼坯的溫度升高，使其具有的塑性可以經(jīng)濟(jì)地軋制或鍛造的方式把鋼坯壓縮到所要求的斷面尺寸。通常加熱爐分為三類(lèi)：（1）均熱爐；（2）加熱

3、爐；（3）熱處理爐。3.加熱爐爐型均熱爐是將裝爐鋼坯置于爐膛的固定位置并加熱到軋制溫度的加熱爐，它是初軋廠中鋼錠加熱用的設(shè)備。煉鋼廠的熱鋼錠脫膜后即送到初軋廠開(kāi)坯，軋制前鋼錠在均熱爐內(nèi)均熱或加熱到所要求的溫度。均熱爐是老式的爐子，可以加熱所有牌號(hào)和尺寸的鋼坯，但自從連續(xù)式加熱爐引進(jìn)以來(lái)，現(xiàn)在較小的方坯已很少使用這種爐子加熱了。 熱處理爐是實(shí)現(xiàn)熱處理工藝的基本設(shè)備。軋材廠軋制的型材，一部分可以直接作為成品材，還有一部分需要經(jīng)過(guò)熱處理，才能作為成品材。 連續(xù)加熱爐是軋制車(chē)間應(yīng)用最普遍的爐子。料坯由爐尾裝入，加熱后由另一端排出。燃燒產(chǎn)生的爐氣一般是對(duì)著被加熱的料坯向爐尾運(yùn)動(dòng)，即逆流式流動(dòng)。料坯移動(dòng)到

4、出料端時(shí)，被加熱到所需的溫度，經(jīng)過(guò)出料口出爐，再沿輥道送往軋機(jī)。 爐子的選型要根據(jù)各爐型對(duì)鋼材的牌號(hào)、形狀和尺寸所要求的加熱速度及它們要求的加熱溫度的經(jīng)濟(jì)適用性來(lái)確定。本設(shè)計(jì)的加熱爐是為了生產(chǎn)中厚板軋制所需的熱坯料，其產(chǎn)量大，加熱溫度高，所以應(yīng)該選用連續(xù)加熱爐。4. 連續(xù)加熱爐爐型 連續(xù)加熱爐按物料在爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)的方式可分為：推送式連續(xù)加熱爐、步進(jìn)式連續(xù)加熱爐、輥底式爐、轉(zhuǎn)底式爐、鏈?zhǔn)綘t等。 轉(zhuǎn)底式環(huán)行加熱爐，主要是用來(lái)加熱圓鋼胚和其他異型剛坯，也可以加熱方坯。這種爐型也用于鍛壓車(chē)間；鏈?zhǔn)郊訜釥t，這種爐子用于疊扎薄板胚和板疊的加熱或熱處理； 輥底式加熱爐 這種加熱爐子常用于管坯穿孔前的加熱、焊管坯

5、的加熱，還可以加熱單個(gè)的大而長(zhǎng)的鋼坯。它的優(yōu)點(diǎn)是：爐溫高，加熱速度快；氧化燒損少；每個(gè)爐室單獨(dú)工作，便于調(diào)節(jié)和維護(hù)。缺點(diǎn)是：爐子熱損失大，爐子壽命短；由于加熱快，容易出現(xiàn)加熱不均，為消除溫差，爐子需要一定長(zhǎng)度的均熱段。推送式連續(xù)加熱爐，最初設(shè)計(jì)的時(shí)候是為了加熱小方坯和小斷面大方坯的。這種爐子的爐底長(zhǎng)度相對(duì)較短而且沿縱向朝出鋼一端傾斜，這樣是為了便于方坯在通過(guò)爐底時(shí)的移動(dòng)。早期設(shè)計(jì)的爐子是由位于出鋼端的燒嘴進(jìn)行加熱的，熱氣流從鋼坯上表面朝裝爐端流過(guò)加熱爐對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱。推鋼機(jī)將剛裝上爐的冷方坯向前推進(jìn)，氣流與鋼材在爐內(nèi)流動(dòng)方向相反。雖然舊式推送式加熱爐，特別是用來(lái)加熱小方坯的爐子還在大量使用，但

6、現(xiàn)代推送式加熱爐已經(jīng)在許多方面與早期設(shè)計(jì)的不同了?，F(xiàn)在建造的加熱爐通常較長(zhǎng)，有些加熱爐爐底長(zhǎng)約24.532m，分成上下加熱，并包括預(yù)熱段、加熱段和均熱段。爐底一般建成水平底，并利用換熱器來(lái)進(jìn)行廢熱回收。 步進(jìn)梁式加熱爐是用機(jī)械運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)梁傳送鋼坯。早期的加熱爐是使用合金鋼步進(jìn)梁的，其最高的工作溫度僅為1065，這種材料的步進(jìn)梁直接暴露在爐內(nèi)的加熱溫度下，而且易受熱的腐蝕并且易扭曲，而且在較高的溫度下很難保持足夠的強(qiáng)度。另外步進(jìn)梁與爐底固定部分的密封也遇到了許多問(wèn)題。 首次應(yīng)用與加熱小方坯和大方坯并成功地在較高溫度范圍工作的步進(jìn)梁式加熱爐是二十世紀(jì)五十年代從歐洲?，F(xiàn)在這種加熱爐在美國(guó)國(guó)內(nèi)和其它國(guó)

7、家除了用于加熱小方坯和大方坯之外，還用來(lái)加熱板坯。步進(jìn)梁式加熱爐的主要優(yōu)點(diǎn)是： （1）鋼坯在爐底上可以相互分離放置，免除了粘結(jié)疤痕； （2）可以減少鋼坯堆垛問(wèn)題，可以加熱異型料坯； （3）坯料和爐底不存在摩擦，最大限度地減小了爐底和坯料的磨損； （4）不出現(xiàn)與水冷滑軌接觸所造成的黑??； 但步進(jìn)梁式加熱爐缺點(diǎn)也很明顯： （1）步進(jìn)梁系統(tǒng)比較復(fù)雜，固定投資費(fèi)用較高； （2）必須采取預(yù)防措施以防加熱料坯氧化皮剝落而引起的問(wèn)題； （3）爐底密封和爐底耐火材料需經(jīng)常維護(hù)； （4）水耗量和熱耗量超過(guò)同樣生產(chǎn)能力的推送式加熱爐。推送式加熱爐與以上各爐相比有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）單位投資的生產(chǎn)率高； （2）鋼坯裝爐

8、和出爐非常方便。（3）爐底面積的效率高，單位占地面積的生產(chǎn)率高；（4）在各個(gè)溫度區(qū)對(duì)加熱速度都能較好的控制。由于溫度是逐漸上升的，因此不需要先將爐子冷卻就可以進(jìn)行冷裝爐。（5）爐子可以根據(jù)工件的合理長(zhǎng)度來(lái)建造，因?yàn)樵摖t的加熱長(zhǎng)度超過(guò)室式爐的加熱長(zhǎng)度，故減小了切頭切尾的損失，因此使軋機(jī)產(chǎn)量有所提高。推送式連續(xù)加熱爐，根據(jù)爐溫制又可分為二段式加熱爐，三段式加熱爐，多點(diǎn)供熱式加熱爐。二段式連續(xù)加熱爐 按爐溫制度可分為加熱期和預(yù)熱期，爐膛也相應(yīng)地分為加熱段和預(yù)熱段，加熱薄料的小爐子也有單面加熱的。一般多為二面加熱，燒煤時(shí)設(shè)有端部的燃燒室，稱為頭爐，下加熱的燃燒室設(shè)在二側(cè)，稱為腰爐。燒重油或煤氣爐子在上

9、下部的端墻上安裝燒嘴，有時(shí)側(cè)墻上也安裝燒嘴。當(dāng)坯料的厚度不大，可以采用的二段式爐，但當(dāng)胚端面較厚時(shí)，加熱終了后內(nèi)外上下溫度差較大，為了消除溫差，必須延長(zhǎng)加熱時(shí)間，但受到物料表面溫度的限制。如果表面溫度過(guò)高，就會(huì)產(chǎn)生加熱缺陷。這時(shí)二段式連續(xù)加熱爐就不能適應(yīng)要求。 三段式連續(xù)加熱爐，采取預(yù)熱期，加熱制，均熱期的三段溫度制度。在爐子的結(jié)構(gòu)上也相應(yīng)地分為預(yù)熱段，加熱段和均熱段，一般有三個(gè)供熱點(diǎn)，即上加熱，下加熱與均熱段供熱。斷面尺寸較大物料的加熱多采用三段連續(xù)加熱爐。料坯由爐尾推入后，先進(jìn)入預(yù)熱段緩慢升溫，出爐咽氣溫度850-950度，最高不超過(guò)1050度，料胚進(jìn)入加熱段后，強(qiáng)化加熱表面迅速升溫到出爐

10、所要求的溫度，允許物料內(nèi)外有較大溫差，最后物料進(jìn)入溫度稍低的均熱段進(jìn)行均熱表面溫度不再升高，而是使斷面上的溫度逐漸趨于均勻，均熱段的溫度一般為1250-1300度，即比物料出爐溫度高約50度，現(xiàn)在連續(xù)加熱爐的加熱段及均熱段的溫度有提高的趨勢(shì)，加熱段超不過(guò)1400度，煙氣出爐溫度也相應(yīng)提高，同時(shí)也很重視溫度分布的均勻性，各段溫度可以分段自動(dòng)調(diào)節(jié)。 三段式的爐型的變化很多，但結(jié)構(gòu)上有一些共同的基本點(diǎn)，爐頂輪廓曲線的變化是很大的，有曲線爐頂，有平爐頂，曲線爐頂能夠合理地引導(dǎo)熱氣流的運(yùn)動(dòng)，但平爐頂結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，施工方便。 本設(shè)計(jì)考慮到節(jié)約燃料和投資，故采用三段平爐頂、推送式連續(xù)加熱爐。5.加熱爐系統(tǒng)設(shè)

11、計(jì)一般加熱爐由以下各部分組成：爐膛，燃料系統(tǒng)，供風(fēng)系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，余熱利用系統(tǒng)等。其爐膛又是由爐墻，爐頂，爐底組成的一個(gè)空間，是金屬進(jìn)行加熱的地方。選擇合適的加熱爐，其要求是：1）生產(chǎn)率高 在保證質(zhì)量的前提下，物料加熱速度越塊越好，這樣可以提高加熱爐的生產(chǎn)率。2）加熱質(zhì)量好 金屬的扎制質(zhì)量與金屬加熱質(zhì)量有密切的關(guān)系。3）燃料消耗低 軋鋼廠能量的消耗的10%-15%用于加熱爐上，節(jié)省燃料對(duì)降低成本和節(jié)約能源都有重大意義，一般用單位燃燒消耗量來(lái)評(píng)價(jià)爐子的工作，如每kg鋼消耗的燃料量或熱量4）爐子壽命長(zhǎng) 由于高溫作用和機(jī)械磨損，爐子不可避免會(huì)有損壞必須定期進(jìn)行檢修，應(yīng)盡可能延長(zhǎng)爐子的使用壽

12、命，降低修爐的費(fèi)用。5）勞動(dòng)條件好 要求爐子的機(jī)械化及自動(dòng)化程度高，操作條件好，安全衛(wèi)生，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 以上五個(gè)方面是對(duì)加熱爐的要求，在對(duì)待具體爐子時(shí)，應(yīng)辨證的看待各項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)系。如提高生產(chǎn)率,提高加熱質(zhì)量和降低燃料消耗量一般是統(tǒng)一的。但有時(shí)則有主要有次要。例如一些加熱爐過(guò)去強(qiáng)調(diào)有較高的生產(chǎn)率，但隨著能源問(wèn)題的突出則更多是著眼于節(jié)能，而適當(dāng)降低爐子熱負(fù)荷和生產(chǎn)率。在現(xiàn)今階段注重節(jié)能遠(yuǎn)大于生產(chǎn)率，所以提高加熱爐的節(jié)能措施是非常必要的。為此本設(shè)計(jì)采取下列措施，節(jié)能降耗。1）制定合理的熱工制度，嚴(yán)格控制爐溫不超過(guò)1573k2）采用合理的爐低強(qiáng)度，不進(jìn)行強(qiáng)化操作3) 延長(zhǎng)預(yù)熱段降低煙氣排出溫度4

13、) 加強(qiáng)爐體，熱空氣管道，重油管道及爐底水管的絕熱。5) 整體澆注爐體，提高爐體嚴(yán)密性，減少爐氣外泄和吸入冷空氣。5.1 本加熱爐爐膛結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)方案如下：5.1.1 爐墻爐墻分為側(cè)爐墻和端爐墻,側(cè)爐墻的厚度為兩塊磚厚,端爐墻為四塊磚厚.加熱爐爐墻內(nèi)忖由耐火磚砌成，外加絕熱層組成。爐墻外包以7mm厚的鋼板外殼。爐墻用350mm厚的黏土澆注料，用114mm厚的隔熱磚，再加50mm厚無(wú)石棉耐高溫硅酸鈣絕熱板，外層用10mm厚的巖棉板多層絕熱結(jié)構(gòu)，共計(jì)厚524mm5.1.2 爐頂爐頂按其機(jī)構(gòu)形式分為拱頂?shù)蹴攦煞N本爐頂設(shè)計(jì)成大型工字梁平頂?shù)鯍旖Y(jié)構(gòu)，爐頂和爐墻采用全澆注不定型耐火材料和輕質(zhì)隔熱耐火材料復(fù)合

14、結(jié)構(gòu)。這大大地加強(qiáng)了爐體的整體和氣密性，使之能達(dá)到如下效果。1) 大幅度延長(zhǎng)爐體使用壽命，減少修爐時(shí)間，提高爐子作用率，增加了產(chǎn)量，節(jié)約了檢修費(fèi)用。2) 爐子氣密性增強(qiáng)，減少了冷風(fēng)的吸入和高溫?zé)煔獾囊莩觯釗p失大為減少，有利于提高爐子熱效率，降低燃燒節(jié)約能源3) 便于爐子內(nèi)氣氛控制，提高了加熱質(zhì)量和減少了氧化燒損。燒注的爐頂由二層不同時(shí)澆注料組成，內(nèi)層用250mm厚黏土澆注料，外層用100mm厚輕質(zhì)澆注料，共計(jì)厚350mm，5.1.3爐底 爐底是爐膛底部的砌磚部分。爐底不僅要承受被加熱金屬的負(fù)荷，而且要經(jīng)受爐渣和氧化鐵皮的化學(xué)侵燭，以及金屬的碰撞和摩擦作用。爐底的厚度取決于爐子的尺寸和溫度。

15、爐底下部用絕熱材料隔熱，最上步要接觸1200-2500度的高溫，還有氧化鐵皮的作用，故多采用鎂磚。均熱床采用厚250mm電容皓莫來(lái)石，204mm黏土磚，136mm輕質(zhì)隔熱磚，20mm巖棉板共計(jì)厚610mm。5.2 燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 加熱爐燃料可以是煤氣、煤或重油，本設(shè)計(jì)選用液體燃料主要是重油，重油是石油加工的產(chǎn)品也稱渣油成本較底，并能夠很好的滿足加熱爐的燃燒加熱作用，所以在此選用200號(hào)的重油，發(fā)熱值為40.15kj/kg。（空氣為助燃?xì)猓┤紵玫闹赜停瑥膹S區(qū)總油庫(kù)輸送到車(chē)間中間油罐，經(jīng)乳化后的重油，在輸送到兩加熱其器，將油溫提高至430k后，送至爐各燒嘴，本爐設(shè)有爐頂平焰燒嘴和側(cè)燒嘴。重油在輸送

16、過(guò)程中，采用蒸汽套管保溫。5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)爐內(nèi)管道冷卻系統(tǒng)，采用自然循環(huán)氣化冷卻方式，爐內(nèi)支柱采用水冷卻，冷卻水管采用雙層絕熱包扎。爐底水管產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)上升道管輸送到氣泡，冷凝后的水經(jīng)下降管道再返至爐底水管，如此不斷反復(fù)循環(huán)，消耗掉的水量由軟水站予以補(bǔ)充。5.4 余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 出爐煙氣溫度約900，本設(shè)計(jì)采用二級(jí)噴流換熱器，換熱器出口溫度控制在550，換熱器出口煙氣進(jìn)總廠余熱鍋爐回收熱量。5.5 供風(fēng)系統(tǒng)及排煙系統(tǒng)燃燒用的空氣由一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)輸送到金屬噴流換熱器，將空氣加熱至720k后送至爐前燒嘴。加熱后的熱空氣在輸送過(guò)程中采用隔熱耐火材料保溫。經(jīng)換熱后的廢氣由總廠的排煙系統(tǒng)處理

17、。6. 爐子的平面布置2 本設(shè)計(jì)根據(jù)軋鋼工藝要求配備一座燃油推鋼式連續(xù)加熱爐，鋼坯由磁盤(pán)行車(chē)吊到上料臺(tái)架逐根測(cè)長(zhǎng)后，由上料輥道送至爐門(mén)前，再由推鋼機(jī)推送至爐內(nèi)，用光電管檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)限位，控制鋼坯在爐內(nèi)位置，每次裝入一塊坯料的操作，將在位于裝料口二臺(tái)電視攝象機(jī)的監(jiān)視下進(jìn)行。入爐鋼坯的長(zhǎng)料，由爐端兩臺(tái)液壓推鋼機(jī)聯(lián)動(dòng)，單排推進(jìn)，推一塊料后，推鋼機(jī)將迅速退回原位，再進(jìn)行另一排裝料。出爐鋼坯的長(zhǎng)料，由爐頭出鋼機(jī)從出料口將坯料頂出，然后由設(shè)置在爐頭前面的夾送輥帶出送入軋機(jī)。本次設(shè)計(jì)推雙排段料時(shí)，每排推出一根坯料后，再推另一排坯料，如此循環(huán)進(jìn)行。在爐頭端部設(shè)有兩臺(tái)電視攝象機(jī)監(jiān)視出料操作。出爐的鋼坯溫度由

18、出料口處裝設(shè)的測(cè)溫設(shè)備進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。推鋼機(jī)、出鋼機(jī)以及進(jìn)出料爐門(mén)采用plc控制。第二章 計(jì)算1. 加熱爐爐膛尺寸計(jì)算3 已知：設(shè)計(jì)規(guī)模100萬(wàn)噸/年； 板坯料規(guī)格為 180mm1000mm4000mm，取爐底強(qiáng)度p=600kg/m*h確定工作時(shí)間數(shù)（除去本車(chē)間機(jī)器大修和檢測(cè)的時(shí)間，機(jī)器每天24小時(shí)運(yùn)行，工作天數(shù)為270.8天）定一年工作小時(shí)數(shù)為24*270.8=6500h。計(jì)算爐子額定小時(shí)產(chǎn)量g=100104/6500=154(t/h)計(jì)算底部面積：p=1000g/a kg/（m2h）式中g(shù)爐子的小時(shí)產(chǎn)量； a爐子布料的面積可求得爐底面積a=256.667 m2a=nll 式中 n連續(xù)加熱爐內(nèi)

19、鋼坯的排數(shù)，取n為雙排； l料胚的長(zhǎng)度； l爐子的有效長(zhǎng)度l=a/nl=256.667/（24）=32m；a=bl b爐子理論寬度b=2l+3c=24+30.2=8.6m 取c寬度系數(shù)為0.2所以有0.6m的余量，可將坯料雙排橫放入爐；因此，爐子 bl32m8.6m 高度選定：查閱資料選定，上、下加熱高度均為3m，均熱段高度等于加熱段高度也為3m，爐子全高為6m2.燃燒計(jì)算已知燃料成分：c用=85% ，h用=11.3% ，o用=0.96%，s用=0.2% ，n用=0.5% ，w用=2% ，a用=0.1% 2.1. 空氣需要量lo=4.7622.4/100（c用/12+h用/4+s用/32-o用

20、/32） =4.7622.4/100（0.85/12+0.113/4+0.002/32-0.009/32）=10.5413m3/kgln=nl0=1.210.5413=12.65 m3/kg（取n為1.2）2.2 燃燒產(chǎn)物量的計(jì)算v0=22.4/100（c用/12+h用/4+s用/32+n用/28+w用/18）+0.79l0=11.21m3/kgvn=v0+（n-1）l0=11.211+（1.2-1）*10.5413=13.32 m3/kg2.3 燃燒產(chǎn)物成分co2 =22.4/100*（c用/12）/13.31100%=0.2247.08333/13.32100%=11.911%h2o=22

21、.4/100（h用/2+w用/18）/13.32100%=0.224（11.3/2+2/18）/13.32100%=10.38%so2=22.4/100s用/32/13.32100%=0.224*0.2/32/13.32100%=0.0105%n2=22.4/100n用/28+0.79ln/13.32100%=0.2240.5/28+0.7912.65/13.32100%=75.056%o2=0.21（n-1）l0/13.32100%=0.21（1.2-1）105412/13.32100%=3.323%2.4 燃燒產(chǎn)物密度 0=（44co2+18h2o +64so2+28n2+32o2）/22

22、.4100 =（4411.911+1810.3804+640.0105+2875.056+323.323）/22.4100=1.303.熱平衡計(jì)算3.1 爐子燃料消耗量計(jì)算取單位燃耗b3000kj/kg200號(hào)重油低發(fā)熱值為40150kj/kg4 b=bq低/g（kj/kg） g爐子產(chǎn)量 （kg/h） b爐子燃燒消耗量（kg/h）； q底重油的低發(fā)熱量b40150=11506.849kg/h3.2 熱量的收入3.2.1 燃料的化學(xué)熱q1=b q底=11506.8440150=461x106kj/h3.2.2 燃料帶入的物理熱因使用重油可忽略3.2.3 空氣預(yù)熱帶入的物

23、理熱q2=bnl0c空t空 取c空=1.31447 t空=400 =11506.8491.21054121.3147400 =76.54106（kj/h）3.2.4 金屬氧化放出的熱量q3=5652ga=565215410000.02=17.41x106（kj/h）（取a=0.02）g爐子產(chǎn)量 a金屬燒損率，一般加熱爐中燒損率為a=0.010.03 q總=q1+ q2+ q3+0 =461999987.4+0+76545305.62+17408160 =555.95x106（kj/h）3.3 熱量的支出3.3.1 金屬加熱所需的熱q1q1g（c t2-c t1）=154000（0.461300

24、-0.46100）=85x106 kj/h（取鋼的比熱c=0.46kj/kg）3 3.3.2 出爐廢氣帶走的熱q2q2=bvc廢t廢 v單位燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣量；c廢 t廢 出爐廢氣的比熱和溫度q2= bvc廢t廢 （取c廢=1.36）3 =11506.84913.329001.36=187.6x106kj/h3.3.3 燃料的化學(xué)不完全燃燒熱損失q3燃料的化學(xué)不完全燃燒熱損失占q總0.25%，q3取為總支出的2%q3=2q總=11.12x106kj/h3.3.4 經(jīng)過(guò)爐子砌體的散熱損失q4q4=3.6（t1-t2）a/（s1/1+s2/2.0.06） t1 爐膛內(nèi)表面溫度 1400t2爐子周

25、圍大氣溫度20s1 ，s2建筑材料的厚度s1=0.25m s2=0.1m1，2建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù) 1=0.7 w/(m)； 2=0.3w/(m)0.06爐壁外表面大氣間傳熱的熱阻 a爐子砌體的散熱面積a=bl+6l2+6b2 =8.632+6322+68.62=762m2考慮到爐子形狀的不規(guī)則性，以及爐子外表面積大于內(nèi)表面積，取a=900m2 q4=3.6（1400-20）900/（0.25/0.7+0.1/0.3+0.06）=4471200/（0.357+0.333+0.06）=5.96x106kj/h3.3.5 爐門(mén)及開(kāi)孔熱損失q5根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐爐門(mén)及開(kāi)孔損失占q總49%，本設(shè)計(jì)取8%3q5

26、8%555.95x10644.76x106（kj/h）3.3.6 爐子水冷構(gòu)件的熱損失q6q6占總熱量的015%，本設(shè)計(jì)取10%3q6=10%555.95x10655.6x106（kj/h） 3.3.6其他化學(xué)損失q7由 收入=支出 可得q7165.91x106（kj/h）熱 收 入kj/h%熱 支 出106kj/h%1燃料的化學(xué)熱462831 金屬加熱所需的熱77924000142燃料帶入的物理熱002 出爐廢氣帶走的熱328438347593空氣預(yù)熱帶入的物理熱76.5413.83燃料化學(xué)不完全燃燒的損失123164382.214金屬氧化放出的熱17.413.24燃料機(jī)械不完全燃燒的損失1

27、38599992.3熱 收 入 總 和555.951005經(jīng)過(guò)爐子砌體的散熱損失105747001.96爐門(mén)及開(kāi)孔的輻射損失81961440.147爐門(mén)及開(kāi)孔溢氣的熱損失205273960.378 爐子水冷構(gòu)件的吸熱損失6158219011.19其他熱損失225342369.08熱 支 出 總 和555953453100列 熱 平 衡 表：第三章 設(shè)備的選擇 1 噴嘴的選擇 因?yàn)槿剂蠟橹赜?，而且爐子長(zhǎng)、寬方向的尺寸都較大，因此要求端燒嘴和側(cè)燒嘴火焰較長(zhǎng)且有較大的調(diào)節(jié)范圍。在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保證良好的霧化質(zhì)量和混合條件，燃燒穩(wěn)定；火焰長(zhǎng)度和火焰張角能適應(yīng)爐子生產(chǎn)的要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，容易安裝和維修，調(diào)

28、節(jié)方便，故端燒嘴和側(cè)燒嘴選用高壓油燒嘴；爐頂燒嘴采用平焰燒嘴，平焰燒嘴采用低壓油霧化重油燒嘴。高壓油燒嘴燃油量占70%，低壓油燒嘴燃油量占30%。 高壓油燒嘴選用gw-i型外混式，其結(jié)構(gòu)如圖f所示.低壓油燒嘴選用db-i型比例調(diào)節(jié)油燒嘴，兩種燒嘴主要參數(shù)及特性如下表 燒嘴型號(hào)性能gw-i高壓油燒嘴db-i型低壓油燒嘴霧化劑種類(lèi)壓縮空氣空氣霧化劑壓力（pa）3-8105200030000霧化劑消耗量每kg油0.62-1.0kg75100%l0油壓（pa）0.4-11050.30.8霧化劑速度（m/s）300-40050100重油稠度（0e）4-6，最大1535，最大8空氣消耗系數(shù)1.21.11.

29、15空氣最高預(yù)熱溫度度800300調(diào)節(jié)比1：61：101：5霧化及燃燒性能火焰較長(zhǎng)，形狀容易控制霧化好，火焰短燃油量（kg/h）10-15002300 1.1 噴嘴數(shù)目的確定： 燃油量的選定：250kg/h高壓油燒嘴個(gè)數(shù)n=b70%/250=11506.84970%/250=33因考慮噴嘴的調(diào)節(jié)及余量的確定取n為35個(gè)。 低壓油燒嘴個(gè)數(shù)n=b30%/250=11506.84930%/250=14因考慮噴嘴的調(diào)節(jié)及余量的確定取n為20個(gè)。1.2 噴嘴管道計(jì)算1.2.1燃油支管道、空氣支管計(jì)算 取油的流速為1m/s；空氣的流速為80m/s（低壓油燒嘴）和300m/s（高壓油燒嘴）則燃油支管面積為2

30、50106/（10000.836001）86.8mm2（油的密度為0.8）低壓油燒嘴空氣支管面積為25012.65（450273）106/（273803600）29081mm2高壓油燒嘴空氣支管面積為25012.65（450273）106/（2733003600）7755mm21.2.2燃油總管道、空氣總管計(jì)算低壓油燒嘴空氣總管面積為20290811060.58m2高壓油燒嘴空氣總管面積為3577551060.27m2低壓油燒嘴燃油總管面積為2086.81736mm2高壓油燒嘴燃油總管面積為3586.83038mm22. 換熱器的選擇2.1換熱器面積計(jì)算本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)換熱，第一級(jí)煙氣進(jìn)口溫度設(shè)

31、為t1900度，出口溫度t2650度，冷風(fēng)進(jìn)口溫度為tl10，出口溫度為tl2320，第二級(jí)煙氣進(jìn)口溫度為t2650度，出口溫度為t3550度，空氣進(jìn)口溫度為tl2320，出口溫度為tl3450。噴流式換熱器傳熱系數(shù)為50w/m23。t1-第一級(jí)煙氣的進(jìn)出換熱器平均溫差。t2-第二級(jí)煙氣的進(jìn)出換熱器平均溫差。 t1=（t1-t2）/ln（t1-tl1）/（t2-tl2） =（900-650）/ln900/（650-320）=250/1=250 t2=（t2-t3）/ln（t2-tl2）/（t3-tl3） =（650-550）/ln（650-320）/（550-450）=83.8s1-第一級(jí)換熱

32、器的面積。s2-第二級(jí)換熱器的面積。s1=1.3611506.84913.32(900-650)1000/（503600t1） =27.3109/53.62.5106=1158m2s2=1.3611506.84913.32(650-550)*1000/(50360083.8) =1382m22.2 換熱器進(jìn)、出風(fēng)（煙）管道計(jì)算 第一級(jí)進(jìn)煙溫度900，出煙溫度650，進(jìn)風(fēng)溫度320，出風(fēng)溫度450；第二級(jí)進(jìn)煙溫度650，出煙溫度550，進(jìn)風(fēng)溫度0，出風(fēng)溫度3200； 空氣流量（標(biāo)況）為11506.84912.65/360040.43m3/s 煙氣流量（標(biāo)況）為11506.84913.32/360

33、042.58m3/s 取管道中煙氣、空氣的流速都為30m/s 則第一級(jí)換熱器空氣入口（a1）、煙氣出口面積（a2）分別為a1=40.43(273+320)/（27330）2.93m2a2=42.58(273+650)/（27330）4.80m2第二級(jí)換熱器空氣入口（a3）、煙氣出口面積（a4）分別為a3=40.43(273+0)/（27330）1.35m2a2=42.58(273+550)/（27330）4.28m23. 煙道及囪的選擇3.1煙道斷面積計(jì)算加熱爐出口煙氣量為11506.84913.32m3/h，加熱爐出口煙氣溫度為900，換熱器出口溫度為550，煙氣流速取20m/s，分別計(jì)算加

34、熱爐出口、換熱器出口煙道的斷面積a111506.84913.32（900273）/273/（203600）9.15m2a111506.84913.32（550273）/273/（203600）6.42m2加熱爐煙道系統(tǒng)總能量損失為184.9pa，煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量為qv=6.88m3/s，煙囪底部的溫度為3200c，煙氣的密度為1.28kg/m3,空氣溫度為300c,試計(jì)算煙囪的高度和直徑。 煙囪的 抽力應(yīng)比總的壓頭損失大30%，保證抽力有一定的裕量，故其抽力為 h抽=184.91.30=240.35(pa) 取煙囪出口流速 2=3m/s故煙囪頂部的直徑為: d2=1.71煙囪底部直徑為 : d

35、1=1.51.71=2.56(m)煙囪的平均直徑為: d= d1+d2/2=2.56+1.57/2=2.14(m)煙囪底部氣流速度為 : d11=4qv/d12=1.34(m/s)煙囪內(nèi)煙氣的平均流速為 :=1+2/2=1.34+3/2=2.17(m/s)為了求煙囪內(nèi)煙氣溫度降落,必須根據(jù)式(加熱爐教材2-85)估計(jì)煙囪高度的近似值,h=251.71=42.75(m),取h=40米.煙囪底部溫度t13200c,金屬煙囪,每米高度的溫度降落為30c,則煙囪頂部煙氣的溫度為: t2=320-40=280(0c)煙囪內(nèi)煙氣的平均溫度為t=t1+t2/2=320+280/2=300(0c)在3000c

36、時(shí),煙氣的密度為: 煙=0煙1/1+t=1.281/1+300/273=0.609(kg/m3)在300c時(shí),空氣的密度為: 空=0空/1+t空=1.165(kg/m3)煙囪頂部煙氣的動(dòng)壓頭為: 0煙22(1+t2)=12.5(pa)煙囪底部煙氣的動(dòng)壓頭為: 0煙12(1+t1)=1.281.342(1+320/273)=2.45(pa)煙囪內(nèi)煙氣平均流速下的動(dòng)壓頭為: 0煙12(1+t)=1.28 2.172(1+320/273)=6.56(pa)煙囪內(nèi)部摩擦阻力造成的壓頭損失(每米高)為: hw囪=(/d) (0煙22/2) (1+t)=0.05*6.65/2.14=0.170(pa/m)

37、所以煙囪的高度為:h=h抽+0煙22 (1+t2)/2-0煙22(1+t1)/( 空-煙)g- hw囪=40m所以取煙囪的直徑d為2.14m, 煙囪的高度h為40m。4. 推鋼機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)選用推鋼機(jī)兩臺(tái)，推鋼機(jī)推力為：1.2320.18417.80.122噸式中 1.2裕量系數(shù)； 0.1摩擦系數(shù) 7.8鋼鐵的比重 32鋼板的塊數(shù) 推鋼機(jī)的行程為：1.5m，推鋼速度為1m/s5. 上料輥道及出料輥道選擇6. 行車(chē)的選擇7. 爐底水管及汽包的選擇第四章 勞動(dòng)組織與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1. 車(chē)間勞動(dòng)定員 勞動(dòng)定員是指根據(jù)產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模，規(guī)定必須配備具有一定質(zhì)量或等級(jí)的各類(lèi)人員的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。要求在保證生產(chǎn)需要的前提下，合理使用勞動(dòng)力。（1）車(chē)間人員組成 車(chē)間人員組成包括：1)生產(chǎn)工人，即直接參加整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程各工序的生產(chǎn)者。如加料工、出鋼工、看火工、加熱工等。2)輔助工人，即參加輔助工序生產(chǎn)的工人。如修理工、倉(cāng)庫(kù)保管工等。3)勤雜工人，如傳達(dá)室工人、清潔工等。4)行政管理及技術(shù)人員。 （2）確定各類(lèi)人員數(shù)量的原則 車(chē)間人員可分兩大類(lèi)：直接生產(chǎn)人員和非直接生產(chǎn)人員。直接生產(chǎn)人員是指生產(chǎn)工人和直接從事生產(chǎn)技術(shù)工作的人員；非直接生產(chǎn)人員是指保證生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)正常進(jìn)行的人員，一般指管理人員和服務(wù)人員。 確定各類(lèi)人員數(shù)量的原則：從實(shí)際出發(fā)，保證正常生產(chǎn)和工作需要，合理安排直接生產(chǎn)人員和非直接生