工业炉设计1章.doc

上篇 火焰炉热工计算 第一章 燃料燃烧计算 1.1计算内容及目的 （1）计算单位燃料进行完全燃烧的空气需要量（Ln）。其目的在于合理、有效地控制燃烧过程，达到最佳燃烧状态；同时也是正确地选用或设计计算燃烧装置、供风系统及检测、控制系统的重要依据。 （2）计算单位燃料进行完全燃烧的燃烧产物（烟气）生成量（Vn）、燃烧产物成分（%）及其密度（ρ烟）。燃料燃烧产物生成量及其密度是设计烟道、烟囱或选用排烟机等不可缺少的依据。而燃烧产物成分是计算炉气黑度所必需的数据。 （3）计算燃料理论燃烧温度（t理）。它是估算实际炉温能否达到工艺要求的重要依据之一；同时也是选择燃料种类及其燃烧方法的参考。 （4）计算燃料低发热量（Q低）。已知炉子设计生产率时的总热量消耗，根据Q低，即可 求出炉子总燃料消耗量（B）。Q低同时也是计算t理的重要依据。 1.2燃料燃烧计算中的已知条件 （1）燃料种类及其成分； （2）空气消耗系数（n）； （3）燃料及助燃空气的预热温度。 1.3燃料成分的换算 1.3.1固体、液体燃料成分的换算 固体、液体燃料成分是以各组成元素的重量百分数来表示的。共有四种表示方法，即：供用成分（用）、干燥成分（干）、可燃成分（燃）和有机成分（机）。进行燃料燃烧计算时，必须依据燃料的供用成分进行计算。如果提供的固体、液体燃料成分不是供用成分，则应将其换算成相应的供用成分，即： 供用成分：C用+H用+O用+N用+S用+A用+W用=100% 例：提供的燃料成分为可燃成分（燃），则换算成供用成分（用）为： C用=KC燃 H用=KH燃 A用=A用 W用=W用 总计=100% 式中：K—换算系数，其数值见表1-1。 表1-1 固体、液体燃料供用成分换算系数K 已知燃料成分 供用成分（用）换算系数K 有机成分（机） [100-(S用+A用+W用)] / 100 可燃成分（燃） [100-(A用+W用)] / 100 干燥成分（干） (100-W用) / 100 供用成分（用） 1 注：S用—硫，A用—灰分，W用—水分。均为100kg燃料中实测重量含量。 1.3.2气体燃料（煤气）成分的换算 气体燃料成分是以各组成成分的体积百分数表示的。共有二种表示方法，即：干成分（干）和湿成分（湿）。通常所提供的气体燃料成分一般为干成分。而气体燃料在实际燃烧时均含有水分，所以气体燃料进行燃烧计算时，必须将其干成分换算成相应的湿成分。 由干成分换算为湿成分的换算系数K的计算公式为： （1-2） 式中：0.124—每100m3干气体燃料吸收水蒸汽的体积量（m3）； —每1m3干气体燃料吸收水蒸汽的重量（g/标m3）。在计算时，可近 似认为等于每1m3干气体在对应温度下完全饱和时的绝对湿度，其数值 见表1-2。 表1-2 干气体在不同温度下完全饱和时的绝对湿度 温度 ℃ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 绝对湿度f g/标m3(干气体) 4.8 5.6 6.6 7.5 8.6 9.8 11.3 12.9 14.7 16.7 18.9 21.5 24.4 27.6 温度 ℃ 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 绝对湿度f g/标m3(干气体) 31.1 35.1 39.6 44.5 50.1 56.3 63.1 70.8 79.3 89.9 99.5 111.4 125 139 温度 ℃ 56 58 60 62 64 66 68 70 75 80 85 90 95 绝对湿度f g/标m3(干气体) 156 175 196 222 249 281 318 361 499 716 1092 1871 4381 那么，气体燃料由干成分换算为湿成分的换算式为： ………………… 总 计=100% 1.3.3气体燃料混合（如高、焦炉煤气混合）配比及其成分计算 （1）已知条件 ① 工艺要求的混合后气体燃料的低发热量（）； ② 被混合的二种气体燃料各自的组成成分（%）； ③ 被混合的二种气体燃料各自的低发热量（、）。 （2）计算步骤及方法 ① 成分换算 如前所述，提供的气体燃料成分一般以干成分表示，所以首先要把二种气体燃料的干成分换算成相应的湿成分（换算方法见本章1.3.2）。 ② 低发热量