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1、热风炉有关计算实例10-1 煤气成份如何换算 10-2 煤气低发烧值如何计算10-3 实际空气需要量如何计算10-4空气多余系数如何计算10-5 混烧高热值煤气如何计算10-6 理论燃烧温度如何简易计算10-7 热风炉需要冷却水压力如何计算10-8 热风炉热效率如何计算10-9 高炉煤气发生量的理论计算与简易计算如何?10-10 煤气标准状态下的重度如何计算10-11 煤气流速如何计算10-12 烟道废气的流速如何计算10-13 炉顶煤气取样管如何计算10-14 煤气管道盲板与垫圈如何计算10-1煤气成份如何换算热风炉燃烧所用的高炉煤气常以干煤气成份表示, 事实上是含有水分的.因 此计算时要先
2、将干煤气成份换算成湿煤气成份.煤气含水的体积百分数,应用下式换算.(10-1)100 小0100假设每21m3干煤气在任意温度下的饱和水蒸汽量(g/m3),能够用下式 换算.式中：V湿一一湿煤气各组成的含量,%V干一一干煤气各组成的含量,H2O湿煤气中含水量,%gH20 1 m3干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量,g/m3o计算实例:某热风炉利用高炉煤气,其干煤气成份如下：C02 % C0 % H2 %N2 %并煤气含水5%求湿煤气成份.解：依照公式:Vs100 大0100100 5100那么：C02 x=%CO x=%H2 x=%N2 X=%H20 5%合计100%计算实例:某厂所在地年平均气温为
3、CO % H2 % C02 % CH4 %=V干20C,该厂热风炉采纳冷高炉煤气,其干成份为:02 %, N2 %试计算高炉煤气的湿成份.解：依照公式:查表可知在20c下1m3干煤气所能吸收的饱和水蒸汽量为 19g/m3因止匕V湿100干V干100 0.124g h20那么,CO2 %x=% CO %x =% H2 %x =% CH4 %x=% O2 %x=% N2 %X =%10-2煤气低发烧值如何计算煤气发烧值有多发烧值、低发烧值两种,一样燃料燃烧计算采纳低发烧值.每1 m3煤气中含1%体积的各个可燃成份的热效应如下：煤气可燃成份 CO H2 CH4 C2H4 H2S热效应,kJ计算实例：
4、某热风炉利用的高炉煤气成份为：CO2 % CO % H2 %, CH4 %, N2% H2O %求该煤气的低发烧值.解：依照公式：Q 低 126.36CO 107.85H2 358.81CH4(10-3)那么 Q低 126.36 23.8 107.85 0.8 358.81 0.1 =+ =kJ / m310-3实际空气需要量如何计算为了保证煤气完全燃烧,实际空气需要量应比理论空气量略大些.实际空气需要量和理论空气需要量之比叫做空气多余系数.空气多余系数以下式表示：n Ln(10-4)L.式中：n空气多余系数； Ln实际空气需要量；Lo理论空气需要量.计算实例1：某热风炉烧高炉煤气30000m
5、3/h,每1m3高炉煤气理论助燃空气量为 m3 , 求多余空气系数在时,实际空气需要量.解：由给定的条件可知：理论助燃空气量为Lo=30000X =22500m3/h .依照公式：n匕L0Ln =n LO=X 22500=23625m3/h答：实际空气需要量为23625m3/h .计算实例2:某煤气的理论空气需要量为180m3/min,假设是空气多余系数取时,实际 空气需要量为多少解：180X =216( m3/min)答：实际空气需要量为216m3/min.计算实例3:理论空气需要量的计算：湿煤气成份为 CO=25%隆=2% QH=% CO=15% 2=56%HO=1%求该煤气燃烧的理论空气
6、需要量.解：依照公式4.762 111Lo = 7qQ_(2CO+2H2 + 2CH4 + 3C2H4 + 1-H2S-O2)(10-5)4.762 1将数值代入公式,那么:Lo =(-X25 + -X2+2X0.5)100 22)一一 3 .3=0.69m3 / m3答：1m煤气燃烧理论空气：量为m.10-4空气多余系数如何计算?1 .求空气多余系数的计算实例:某热风炉烧高炉煤气30000m3/h,每1m3高炉煤气理论助燃空气量为 m3 ,助燃风量指示为24000m3/h时,求空气多余系数解：理论空气需要量Lo=30000X =22500m3/h实际空气需要量Ln=24000m3/h因此,n
7、LnL0=24000 /22500答：空气多余系数为.2 .依照废气成份计算空气多余系数实例：计算实例之一某热风炉正常燃烧时,其烟道废气分析如下：CO224% CO0% O2 1%,求多余空气系数 解：依照公式：21 n (10-6)02 21 79 2100 RO2 .2式中：n多余空气系数；O2-废气中氧含量,RO2CO2+SO2积百分含量,%因此n 21121 79 1100 24 1答：多余空气系数为.计算实例之二某热风炉只烧高炉煤气,烟气化验为 CO2 24% O2 2%, CO 0%问该燃 烧是不是合理.解：依照公式21O2 21 79 2100 RO2 .22121 79 210
8、024 2只烧单一高炉煤气时n=为宜,故燃烧不太合理多余空气系数偏大.10-5混烧高热值煤气如何计算在实际生产中,往往要同时利用几种煤气,一样来讲,利用部份高热值煤气 来混合到发烧值较低的煤气中去.关于热风炉来讲,常见确实实是把发烧值较高 的焦炉煤气混合到发烧值较低的高炉煤气中去.依照要求的发烧值求出高炉煤气 和焦炉煤气的混合比.设高炉煤气含量为x,那么焦炉煤气含量为1-x,那么 混高Q低XQ低经推导得出：混高Q低Q低Tb高Q低Q低(10-7)100%V 1 X式中：X需要混入的高炉煤气量,%V需要混入的焦炉煤气量,%Q低局炉煤气发烧值,kJ / m3 ;Qf 所要求到达的混合煤气发烧值,kJ
9、/m3；Q点焦炉煤气发烧值,kJ / m3 0计算实例之一某热风炉烧混合煤气40000m3/h,高炉煤气的发烧值为3350kJ/m3,焦炉 煤气发烧值为17600kJ/m3,求混合煤气发烧值为46000kJ/m3,需参加多少焦解：依照公式:100%=(4600-3350) /(17600-3350) X 100% =%需焦炉煤气量为:40000X %=3520n3/h答：需参加焦炉煤气量 3520m3/h计算实例之某热风炉烧高炉煤气36480 m3/h ,高炉煤气的发烧值为3350 kJ/m3焦炉煤气的发烧值为17600kJ/m3 ,求混合煤气发烧值为4600 kJ/m3需参加多少焦炉煤气量.
10、解：依照公式100%= 4600 3350-17600 3350=%100%又依照比例相等原那么,36480 X设混入焦炉煤气量为X那么1 V V36480 X1 0.088 0.088,36480 0.088, , X0.912=3520 m3/h答：需参加焦炉煤气3520m3/h计算实例之三某热风炉烧高炉煤气36480 m3/h,焦炉煤气3500 m3/h.高炉煤气发烧值为3350 kJ/m3 ,焦炉煤气发烧值为17600 kJ/m3求该炉用混合煤气发烧值.解：依照公式八混八iWj100%Q低Q低焦c局Q低Q低其中：V350036480 3500100%将各数值代入上式,得0.0875八混
11、C C L CQ 低 335017600 3350解得 Q? =4595 kJ/m3十一一 36480 3350 3500 17600万式36480 3500=4596 kJ / m3答:混合煤气的发烧值为4596 kJ/m310-6理论燃烧温度如何简易计算?理论燃烧温度燃料燃烧时,热量的要紧来源是燃料的化学热,即燃料的 QDVV假设空气或煤气预热时,还包括这部份的物理热 Qa和Qg当这些热量全数用来加热燃烧产物,没有其他热损失时,燃烧产物能够到达的温度应当是理论燃烧温度,但在高温下由于CO2ffi H2O有一部份产生热分解,因此,理论燃烧温度比预想的要低一些,理论燃烧温计算公式为:TfQdw
12、 Qg QaVPCP(10-7)式中：QDW煤气的低发烧值,kJ/m3;Qg 一煤气的物理热,kJ/m3；Qa 一空气的物理热,kJ/m3;Vp一燃烧产物体积量,m3;Cp 一燃烧产物的热容,kJ/m3 C.由在实际燃烧进程中,燃烧发出的热量有一部份散失于周围环境中,也可能有些燃料并无完全燃烧,故实际炉子所能到达的温度要比理论燃烧温度低.关于计算理论燃烧温度来讲是超级复杂的,往往采取简易计算.依如实践统计,高炉煤气的理论燃烧温度可用下式计算：T 理 0.287Q 低 330(10-8)或 T理 0.25Q 低 450(10-9)关于高炉煤气和焦炉煤气混合的煤气可用下式计算.T 理 0.1485
13、Q 低 770(10-10)式中T理一一理论燃烧温度,C;Q低一一煤气低发烧值,kJ/m3.计算实例：某热风炉只烧高炉煤气,其湿煤气热值为3433 kJ/m3,试用简易方式,计算该煤气的理论燃烧温度.解：用公式：T理0.287Q低330=X 3433+330=1314C或用公式：T理0.25Q低450=义 3433+450=1308C答：理论燃烧温度为1308 C,或1314C.假设混合煤气低发烧值为4600 kJ/m3,其理论燃烧温度为：T 理0.1485Q 低 770=1454 C10-7热风炉需要冷却水压力如何计算?热风炉冷却水压力确实信：0.05MPa热风阀全开进出水管的高度,米水压表
14、的高度,米10(10-11)计算实例之一：某高炉热风炉风压为,由地面到热风阀全开进出水管最高位置的27米,距地面12米处有一水压表指示为,问该热风炉水压是不是够用 解：依照公式,那么27 12P7K 0.23 0.0510比拟：答：水压够用.计算实例之二：某热风炉为落地式热风炉,其热风压力为,热风阀全开进出水管距地面12米,求该热风炉需要的最低水压是多少 解：依照公式,那么12 0P7k 0.20 0.0510答：最低水压需.10-8热风炉热效率如何计算热风炉热效率的计算公式如下:100%(10-12)V风g t风C冷t冷-热风炉热效率,%V风周期风量,m/周期；V煤气一一周期煤气消耗量,m3
15、/周期；Q低 煤气低发烧值,kJ /m3 ;C煤气 煤气比热,kJ / m ;C冷冷风比热,kJ/m3C；Cm一一热风比热,kJ/m3C；t煤气煤气温度,C ;t冷冷风温度,C;t风热风温度,C;t空一一助燃空气温度,C；C空一一助燃空气比热,kJ / m3 C ；V空一一助燃空气周期用量,m3/周期.计算实例1：某高炉通过热风炉风量为2000m3/分,热风温度1100C,冷风温度100C, 三座热风炉采纳两烧一送制,送风时刻为 60分钟,燃烧时刻110分,相当,每 座热风炉烧36000m3/h高炉煤气,助燃空气量为26000m3/周期,试用国际单 位制计算该热风炉的热效率 条件：C冷=kJ
16、/m3 C；CM=kJ /m3 C；八,3 .一C 煤气=kJ / m c;.3C 空气=kJ /m C ；t 冷=10OC;t 风=1100C;t煤气二25 C ;t 空=20C;V煤气=36000X 110/60=65880m3,3V 空二26000X =47580m33Q低=3433kJ / m ,将各数值代入：2000 60 1.426 1100 1.305 100 100% 36000 1.83 3433 1.298 2526000 1.83 1.322 20=%答：该热风炉的热效率为计算实例2:热风炉热效率求每座炉燃烧的煤气量 某高炉通过热风炉的风量为2000m3/分,热风温度11
17、00C,三座热风炉采纳两烧一送制,燃烧时刻为110分钟,换炉10分钟,送风时刻为60分钟,该炉的热效率为求实际每次座炉燃烧煤气量条件：C 冷二kJ/m3C； C 风=kJ/m3C；C 煤气=kJ/m3C；C空气二 kJ/m3C； t冷=100 C；t风=1100C；t 煤气=35C ；t空=20 C;V 煤气=36000X 110/60=65880m33V 空=26000X =47580m3Q低=3433kJ / m3V风=2000X 60=120000m3/周期；解：依照公式:丫风C风t风C冷t冷 100%V煤气Q低V煤气C煤气t煤气V空C空t空变换公式:V煤气V型C空t空Q低C煤气t煤气将
18、各数值代入.V煤气20000 601.426 1100 1.305 100 07488 47580 1.302 203433 1.30 35 0.7488=m3周期+ =36000m3/h.答：实际每座炉燃烧煤气量为 36000m3/h10-9如何高炉煤气发生量的理论计算与简易计算?一理论计算:高炉煤气发生量的理论计算公式为:某气C焦C煤C料C熔 C挥C铁C尘CO2 CO CH41210022.410-13公式说明:高炉煤气发生量的计算,以碳平稳为根底,入炉碳素量应等于排出碳素量. 对单位生铁而言,入炉碳素包括：焦炭、煤粉、原料、熔剂、挥发物带入的碳素,别离用C焦、C煤、C料、C熔、C挥表示.
19、排出碳素包括生铁带出、炉渣带出、炉顶炉尘带出、高炉煤气带出及炉顶均压用煤气、 休风损失煤气,出铁放渣带出的煤气 中的碳素,别离用C铁、C渣化学分析中不含C,因此不计,C尘、C煤气、C损包 括均压用煤气,休风损失煤气,出铁放渣带出煤气中的碳素 .C入 C焦C煤C料C熔C挥C出C铁C尘C煤气C损C煤气C损 6 CB C料C熔C挥C铁 aC煤气CO2 CO CH 412二V 煤气 310022.4 m /t式中：CO2、CO CH 4为炉顶煤气中各组成的百分数.C损是产生煤气后输送进程中的损失,因此上式变成:C焦C煤C料C熔C挥C铁C尘 煤气CO2 CO CH 412损10022.4现以2007年6
20、月生产数据为依据,列表如下：表10-1某厂6月份高炉生产数据煤气发生量理论计算厅P名称单耗,kg/t含碳量,总碳量,kg1焦炭2煤粉3焦4重力灰5布袋灰6铁水气化碳里重力灰、铁水数据为历史均数据,布袋灰数据为估量数据.表10-22006年上半年高炉煤气平均成份, %组分CO2COCH4H2N2O2Q低kJ/Nm3含C组分%3623吨铁煤气量计算：煤气量=X (X) =1717Nm3/t(二)高炉煤气发生量的简易计算理论计算比拟复杂,经常使用的有三种计算方式：一、系数法：一样情形下高炉煤气发生量是高炉每小时鼓风冷风流量的仔；二、焦炭系数法：是指每小时高炉生产需要消耗多少焦炭假设是喷煤的话, 煤粉
21、也要折合为焦炭加进去,一样情形下每吨焦炭会产生3500立方米高炉煤气.3 、氮气平稳法：确实是先计算出每小时高炉鼓风中的氮气含量,然后对照 高炉煤气分析查处高炉煤气中氮气的百分比,然后就能够够计算出高炉煤气的量 了,这种方式是最为精准的计算方式.例如：高炉每小时鼓风200000m3空气中氮气的含量为78%查的高炉煤气中氮气的比例为 58%那么高炉煤气为200000X 78% X 100/58=仍按高炉内碳的平稳,推出吨铁煤气发生量的简单计算公式：(10-14)V煤气4.668C单式中：.单一一每吨生铁所产生煤气量的全数含碳量.计算实例1：某高炉焦比t铁,煤比t铁,焦炭含固定碳%煤粉含固定碳%进
22、入生铁和 煤气灰带走的碳量,每吨按50kg计算.单=x+x因此V煤气4.668C单3=X =m t与理论计算法十分相近.计算实例2:某高炉焦比548kg/t铁,煤比45kg/t铁,焦炭含固定碳85%煤粉含固定 碳74%进入生铁和煤气灰带走的碳量,每吨按 50kg计算.C 单=548 X +45 X因止匕V煤气 4.668C单 =x =m3t简单计算公式2:焦比高取较大系数值,焦比低取较小系数值.V 煤气=风量m3/h10-15计算实例3:某高炉冷风流量 1100m3/min,日产生铁1000t/d,计算其煤气发生量V煤气=x风量m3/h因此 V煤气=x 1100X60 m3/h=89100m3
23、/h89100+ 1000 X 24 =m3t与理论计算法十分相近.也可按1吨焦炭产生3500m3煤气大致计算.要明白吨铁煤气量的话就必需先明白高炉的吨铁综合焦比 确实是吨铁焦炭 消耗量加喷煤煤粉消耗折合为焦炭的总量,然后乘以 3500确实是吨铁煤气发 生量.例如：高炉焦比400千克/吨铁,喷煤比160千克/吨铁.那么为：煤粉折合焦炭 系数一样为；X + X 3500=1904m3/t 铁.计算实例4:高炉鼓风量为900n3/min ,求煤气发生量高炉煤气成份：CO=15% CO=25% H=2% =58% 风中水分不计解：煤气量二风量X 风中 N%/B气中N%10-16那么有：煤气量 900
24、X 60X 79/58=73550Nrn/h答：煤气发生量为73550Nri/h 010-10煤气标准状态下的重度如何计算煤气的成份为 CO=% CO=10% H=% N=%求此煤气标准状态下的重度.(rco=m3、rco2= kg/m3、rH2= kg/m3、rN2= kg/m3)解：r 煤气=CCK rco+CO2X rco2+H2 x rH2+N2X rN2, kg/m3(10-17)x =(kg/m 3)x =(kg/m 3)x =(kg/m 3)x =(kg/m 3)r 煤气=+= kg/m3答：此煤气重度为kg/m3.10-11煤气流速如何计算煤气管道直径为600mm煤气流量是15
25、000m/h.求煤气流速是多少?解：每秒流量为：15000 = 4.17m3 / s3600管道截面积为：062 ?n=0.283m 24流速为：；4I=14.7m/s0.283答：流速为m/s .10-12烟道废气的流速如何计算热风炉煤气消耗量为7200m3/h,燃烧产物量为Nm3煤气废气流经烟道的温度为450C o烟道截面积为.求废气在烟道中的流速是多少解：废气体积=X 7200/3600= Nm/so450c时的废气体积流量=m/s X ( 1+450/273) = Nm/s.烟道流速=m/s.答：烟道废气的流速为m/s .10-13炉顶煤气取样管如何计算?炉顶煤气取样管总长度确实信：全
26、长=(炉喉直径+100)/2+炉墙厚度+取样孔法兰长度(10-18)实际炉身半径煤气取样五点位置确信：第一点：距炉墙50mm第二点：大钟边缘与炉喉间隙中第一点距离的一半.第三点：大钟边缘；第四点：大钟半径的一半；第五点：炉子中央(大钟中央).计算实例：做一取样管：某高炉炉喉直径为 6000mm大钟直径为4200mm取样孔处炉墙厚度为800mm取样孔阀门的法兰长600mm解：(一)取样管全长的计算：L= (6000+100)+800+600/2=4450mm(二)各取样点确实信第一点：距炉墙50mmt,那么50+800+600=1450mm第五点,位于炉子中央,那么：50+3000+800+60
27、0=4450mm第三点：位于大钟边缘处,那么：50+(6000-4200)/2+800+600=2350mm第一点到第二点的距离为：(6000-4200)/4=450mm,因止匕第二点的位置为50+450+800+600=1900mm第三点到第四点的距离为：4200/4=1050mm第四点的位置为:2350(第三点)+1050=3400mm10-14煤气管道盲板与垫圈如何计算?(一)盲板厚度确实信盲板厚度可依照下式计算：dKPC (mm)(10-19)式中：6盲板厚度(mm)；d计算直径(mm)；K式一系数,取；P一一计算压力(MPa);.一一许用应力(MPa);C负公差及侵蚀,C=-2(mm
28、)一样来讲,直径0 250mm勺盲板厚度不小于4mm直径?300mm勺盲板不小 于.可是,在生产实践中,盲板的厚度一样不是计算出来的,由于它往往受到作 业条件等因素的阻碍,因此盲板厚度确实信,一样要考虑以下因素而决定： (1)盲板直径：一样直径越大,盲板越厚.作业法兰撑开的程度：作业条件艰苦,估量法兰很难撑开,盲板要适当偏薄. 盲板利历时刻：一样属临时性的盲板,可适当偏薄,而永久性盲板那么应偏 厚.(4)管道工作压力：管道工作压力高那么应偏厚,不然能够偏薄.(5)煤气品种：一样永久性盲板应考虑煤气中侵蚀性气体含量,即盲板侵蚀速度.依照上述条件和工作中体会,盲板厚度大约数值如表10-1所示.表1
29、0-1不同直径下盲板厚度数值盲板直径2500(mm)1000150018002400盲板厚度6881010121214161820以上(mm)(二)盲板直径确实信：用盘尺量得抽堵盲板法兰周围管道外圆周长 S,同时量得螺丝孔里边距管道 外壁距离H,那么：盲板直径=X S+2X H-10(mm)(14-15)其中,为圆周率冗的倒数；(-10)是为了防止由于管道的不圆度造成的盲板假大,因此,计算出盲板直径后,应适当减小10mm(三)垫圈厚度及大小确实信：垫圈厚度确实信：垫圈的作用是将盲板抽出后用来填补管道法兰间隙使法兰加倍周密.其厚度依照下式条件决定：(1)法兰问间隙：如法兰问确实间隙过小,应适当偏
30、薄.(2)保证垫圈不变形过大,以阻碍作业,因此,垫圈厚度一样为：垫圈直彳小于1000mm寸,厚度为3mm垫圈直彳大于1000mmi寸,厚度一样在 45mm垫圈直径确实信：垫圈直径确实信与盲板直径确实信相同.关于盲板及垫圈的尺寸和重量也标准化,请参阅?盲板尺寸和重量一览表?.计算实例1 ：今有一高炉煤气管道要堵盲板,但不明白管道的直径是多少,经测量该管道 周长为3768mm求盲板直径解：依照公式：盲板直径=XS+2X H-10H取40mm那么盲板直径=X 3768+2X 40-10=1270mm答：盲板直径为1270mm计算实例2 :某一高炉煤气管道,已较长时刻没用,但不明白管道直径是多少,经现场测量管道周长为4712mm求盲板圈的内径与外径：解：(1)求垫圈内径：L=DttD=L/tt =4712/=1500mm(T作内径)(2)求垫圈外径：取H=40mm那么垫圈的外径为1500+2X 40=1580mm答：垫圈的内径应为1500mm外径应为1580mmV煤气Q低V煤气C煤气t煤气V空C空t空式中: