1、焦爐設計計算要點1依據(jù)在方案論證中必須指出設計依據(jù)。設計依據(jù)分二種情況：鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦爐多為復熱式焦爐，設計計算以高爐煤氣加熱為主。獨立焦化廠焦爐以單熱式焦爐為主，設計計算以焦爐煤氣加熱為主。并注意設計計算均以焦側(cè)為主。2主要公式2.1爐孔數(shù)和爐組的最后確定焦爐的生產(chǎn)能力與爐孔數(shù)計算總爐孔數(shù)N=100XGXT365x24x0.95xVxpxk式中N總爐孔數(shù)目，個；G干全焦的年產(chǎn)量，萬噸/年;V炭化室有效容積，m3/孔；p堆煤密度，t/m3；K全焦率，%；申考慮到炭化室檢修時的減產(chǎn)系數(shù)，0.95；T焦爐周轉(zhuǎn)時間,h。注意焦爐周轉(zhuǎn)時間是受多個因素影響的復雜因素，必須作充分論證討論。單孔裝煤量G=p

2、Vt/孔。0設計好總爐孔數(shù)后，必須再復算焦爐的實際生產(chǎn)能力M,萬噸全焦/年。機械裝備水平焦爐配套機械推焦車裝煤車熄焦車攔焦車生產(chǎn)用備用2.2蓄熱室計算2.2.1流量分配比的確定在焦爐設計中這部分內(nèi)容是最重要的，該部分計算有錯誤的話，下面內(nèi)容將要全部反攻重算。高爐煤氣與焦爐煤氣加熱計算有所不同。機、焦側(cè)氣流流量分配比(即耗熱比)生=紅=-QVL機機造成機、焦側(cè)流量不同一般有三個主要原因：錐度方向引起的裝煤量不同.裝煤量不同，但機焦側(cè)焦餅要同時成熟，故焦側(cè)焦餅溫度比機側(cè)溫度要高1520C廢氣熱損失，焦側(cè)比機側(cè)大，故焦側(cè)耗熱量比機側(cè)要大。按經(jīng)驗值，后兩個原因造成的差比為1.051.06倍,當炭化室錐

3、度為50mm時，氣流比：500+525焦側(cè)氣體流量機側(cè)氣體流量2500+475x1.06=1.114(注意各人設計炭化室寬度是不同，因而必須自己計算。)蓄熱室廢氣流量分配比：為了使空氣蓄熱室和高爐煤氣蓄熱室的廢氣排出溫度接近。則進入空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室的氣體流量應有一定的分配比，這樣才可充分利用蓄熱室的面積。進煤氣蓄熱室的廢氣量煤氣經(jīng)蓄熱室預熱所需的熱量m=進空氣蓄熱室的廢氣量空氣經(jīng)蓄熱室預熱所需的熱量V蓄(ctct)0.414(1.157x1080-1.352x90)4“c煤焦煤出煤出煤進煤進二二1.258ct)0.350(1.428x10801.344x90)空出空出空進空進焦側(cè)煤氣蓄熱

4、室煤氣流量，m3/s；焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量，m3/s；-為進、出口煤氣蓄熱室的煤氣比熱容，KJ/(KgC)；-相應的溫度，C；-為進、出口空氣蓄熱室的空氣比熱容，KJ/(KgC)；-相應的溫度，C；二t=1080C,t二t注意：工學士必須掌握試插法。這從假設進t=t=1080C,t開始查得：c、cc、c，再通過蓄熱室熱平衡計算出t看假設是否合理，若不合理必須從頭開始再假設計算。公式中V量也同樣由下面公式計算才能知道。xvK/vKlLilETV蓄(ct空焦式中v蓄一煤焦V蓄一空焦c煤進t煤進c空進tc煤出t煤出c空出t.空出段設t=90Co煤進空進蓄煤焦=t=90C空進、口、t溫度，空出、亠、

5、V蓄流空焦2.2.2氣流流量計算下面是舉例數(shù)據(jù)，該部分計算數(shù)據(jù)必須按自己設計參數(shù)進行計算，熱量單位、壓力單位必須用國際單位制，否則作為一個大錯誤：1Kcal=4.1868KJImmH0=9.8Pa沁lO.OPa2每個燃燒室所需流量:Gxq35.7x3048xlOOO干、濕咼爐煤氣量：V燃二耗二二1352m3干煤氣/h干高txQ20.5x3927低式中G炭化室單孔裝煤量，35.71/孔；3048每千克干煤耗熱量，為設計定額查設計手冊所得，配煤水份10.0%；Q高爐煤氣低位發(fā)熱量為3927KJ/m3；低t周轉(zhuǎn)時間，設計為20.5小時。V燃二1352二1352二1413m3濕煤氣/h濕高1一4.36

6、%0.9564式中4.36%煤氣飽和溫度為30C時的1m3煤氣含水百分量；空氣量：V燃=V燃xL=1352x0.8839=1195m3濕空氣/h空干高空式中0.8839a=1.25時，1m3干高爐煤氣燃燒所需的濕空氣量，查燃燒反應表可得，m3；廢氣量：V燃=V燃xV=1352x1.78=2407m3廢氣/h廢干高廢式中1.78a=1.25時，1m3干高爐煤氣燃燒所產(chǎn)生的濕廢氣量，m3。查燃燒反應表可得，m3。煤氣和空氣蓄熱室流量分配：機、焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量：蓄=2xV燃=2x1195=2390m3濕空氣/h空空機、焦側(cè)煤氣蓄熱室煤氣流量：蓄=2xV燃(即V燃)=2x1413=2826m3濕

7、煤氣/h煤煤濕高式中x2為每一個蓄熱室空氣、煤氣流量要相應供給兩個燃燒室用焦側(cè)空氣蓄熱室空氣流量：V蓄空焦=0.350m3/sec=20.99m3/min=1259.4m3/h=V蓄x丄=2390 xW4x丄空n+13600 x(1+1.114)3600焦側(cè)煤氣蓄熱室煤氣流量:V蓄=V蓄x2826%1.114x_1_=0.414m3/sec=24.82m3/min=1489.2m3/h煤焦煤n+13600(1+1.114)3600焦側(cè)空氣蓄熱室廢氣流量：TOC o 1-5 h zn111.11411V廢2xV燃xxx2407x2xxx空焦廢n+11+m36001+1.1141+1.258360

8、0=0.312m3/sec=18.72m3/min=1123m3/h焦側(cè)煤氣蓄熱室廢氣流量：V廢二2XV燃二2407x2x1.114x1.258煤焦廢n+1m+136001.114+11.258+13600=0.393m3/sec=23.56m3/min=1413m3/h2.2.3焦側(cè)煤氣蓄熱室熱平衡由于焦側(cè)的蓄熱室要比機側(cè)大，設計時應考慮到實際生產(chǎn)狀況，用比較大的值進行設計，以備生產(chǎn)余地。（1）帶入熱量Q:入廢氣帶入熱量：Q1高爐煤氣帶入熱量：Q2所以，Q二Q+Q=50199+3020=53219KJ/min。入12（2）帶出熱量Q:出廢氣帶出熱量：Q1蓄熱室封墻輻射和對流損失為總熱量的1.

9、5%計：Q2高爐煤氣預熱后帶出熱量：Q=v蓄XcXt3煤隹預由上熱平衡可計算出t，第一次試插法才算完成。預2.2.4格子磚蓄熱面及水力直徑計算（1）一塊格子磚的蓄熱面大容積焦爐格子磚目前用得多有二種：149#格子磚為12孔，150#格子磚為9孔，尺寸必須查圖。兩端的外側(cè)及內(nèi)側(cè)。（0.148+4X0.005+2X0.007+4X0.015）X2X0.121+4X0.014X0.025=0.242X2X0.121+0.0014=0.06m2兩旁0.369X0.096X2=0.0708m2內(nèi)部0.112X24X0.096+0.015X（24-8）X0.0963=0.281m2頂部及底面0.369X（

10、0.148-0.014）-12X0.112X0.015X2=0.0584m2149#格子磚總蓄熱面積（12孔）：0.06+0.0708+0.281+0.0584=0.4702m2150#格子磚總蓄熱面積（9孔）：0.0491+0.0708+0.211+0.0466=0.3775m2一塊格子磚空隙面積149#：(0.104+2X0.007)X0.005X2+0.369X2X0.007+0.112X0.015X12=0.00118+0.00516+0.0202=0.02654m2150#：0.02144m2一塊格子磚的周界長149#:(0.148+0.005X4+0.007X2+0.369)X2+

11、(0.112+0.015)X24=1.102+3.05=4.152m150#：3.328m焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總蓄熱面積一層格子磚蓄熱室墻焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總空隙面積焦側(cè)蓄熱室一層格子磚總周邊長格子磚的水力直徑d=4X總空隙面積/總周邊長水2.2.5蓄熱室對數(shù)平均溫度計算2.2.6蓄熱室總轉(zhuǎn)熱系數(shù)K的計算2.2.6.1加熱時期的傳熱系數(shù)對流傳熱系數(shù)：(下降氣流)蓄熱室上部：蓄熱室中部：蓄熱室下部：輻射給熱系數(shù)蓄熱室上部注意：原公式和圖表單位為Kcal/(m2hC),因而兩種單位均計算,最后轉(zhuǎn)化為國際單位制KJ/(m2.h.C)。蓄熱室中部蓄熱室下部加熱期的總轉(zhuǎn)熱系數(shù)上部：a上=0.75X(a

12、上+a上),KJ/(m2.h.C)加對輻中部：a中=0.75X(a中+a中),KJ/(m2hC)加對輻下部：a下=0.75X(a下+a下),KJ/(m2hC)加對輻式中0.75為校正系數(shù)，反映了氣體通過蓄熱室時分布的不均勻程度。2.2.6.2冷卻時期的傳熱系數(shù)：（1）對流傳熱系數(shù)（上升氣流）蓄熱室上部：蓄熱室中部：蓄熱室下部：（2）輻射給熱系數(shù)蓄熱室上部：蓄熱室中部：蓄熱室下部：（3）冷卻時期的總傳熱系數(shù)上部：a上=（a上+a上）x0.75冷對輻中部：a中=（a中+a中）x0.75冷對輻下部：a下=（a下+a下）x0.75,KJ/（m2hC）冷對輻2.2.6.3蓄熱室總傳熱系數(shù)K的計算根據(jù)：a

13、上與a上數(shù)值可查附錄十七得：K上TOC o 1-5 h z力口冷pa中與a中數(shù)值可查附錄十七得：K中力口冷pa下與a下數(shù)值可查附錄十七得：K下力口冷pK二加熱系統(tǒng)各部位的溫度表焦爐各部位的空氣過剩系數(shù)表（K上+2K中+K下），KJ/（m2周期C）p4ppp2.2.7格子磚高度計算（1）換熱面積：F=二KAtp（2）格子磚層數(shù)：n（3）格子磚高度：2.3焦爐爐體水壓計算2.3.1已知條件換算成標準條件下的氣體密度濕高爐煤氣密度：濕空氣密度：濕廢氣密度：加熱系統(tǒng)各部位斷面積和水力直徑見表2.3.2爐內(nèi)各部位阻力計算爐內(nèi)各部位阻力計算通式有：EP=P+P+P+P摩擴縮局AP=九L(H)xwo2JPo

14、X工(當變量氣流時X1/3，由變量公式推導出)摩d2273AP=(1-m)2xWJXx擴2273/F、K=(1-小)2,擴FFm二小F大TfF2x；K=1-亠273縮FJ大丿x0.5,2大、W2PAP=0.5x(lm2)xo縮Fm=-小F大Tx273式中局部阻力系數(shù)K值查附表(嚴文福調(diào)節(jié)與節(jié)能書)。注意：公式必須靈活運用，且計算正確關鍵是要計算好不同部位流速w和密度p同時老書單位制mmHO柱，必須改為國際單位制Pa。0,22.3.2.1上升氣流計算以焦側(cè)煤氣蓄熱室燃燒系統(tǒng)為依據(jù)。小煙道：摩擦損耗：篦子磚入口磚90。急轉(zhuǎn)和縮小綜合局部阻力：摩擦損耗：開口突然擴大：格子磚格子磚阻力損耗：計算公式特

15、定：AP=kw2-p-T-Hood1.25-760格子磚擴大損耗：短斜道：因為爐頭兩個斜道進入的煤氣量和空氣量較其余的斜道多19%,故里面每個斜道進入煤氣量為：入斜道前45。轉(zhuǎn)彎損耗：縮小損耗：45o轉(zhuǎn)彎：摩擦損耗：斜道出口處擴大損耗：（5）立火道摩擦損耗：立火道內(nèi)廢氣量由燃燒反應表計算可知，廢氣循環(huán)量按立火道內(nèi)廢氣量50%計，90。轉(zhuǎn)彎損耗入跨越孔縮小損耗：擴大跨越孔面積有利于減小阻力，因而必須設計好。2.322下降氣流（6）立火道立火道跨越孔入下降火道突然擴大損耗：90o轉(zhuǎn)彎損耗：摩擦損耗：（7）長斜道入口縮小損耗：由前計算已知煤氣蓄熱室流入廢氣量較空氣蓄熱室的多,因此計算以煤氣蓄熱室廢氣

16、量為準。摩擦損耗：45。轉(zhuǎn)彎損耗：出口擴大損耗：入蓄熱室45o轉(zhuǎn)彎損耗：（8）格子磚入格子磚縮小損耗：格子磚阻力損耗：（9）篦子磚（按中段算）入口突然縮小損耗：摩擦損耗：進入小煙道擴大和90o轉(zhuǎn)彎綜合阻力損耗：（10）小煙道小煙道集流損耗：摩擦損耗：2.3.3加熱系統(tǒng)各浮力計算因為浮力的方向總是向上的，所以當浮力與氣流方向相同時，同側(cè)浮力和阻力符號相反，浮力是推動力；當浮力與氣流方向相反時，浮力和阻力符號一致，所以浮力是阻力。Ah=Hg（P”J011+Tt+T丿koo7大氣溫度t=30C時，匕己二1.288273二1.153Kt+T30+273ko上升氣流小煙道：篦子磚：格子磚：蓄熱室間：蓄熱

17、室頂至斜道出口：立火道底至跨越孔中心：跨越孔中心至爐頂：下降氣流跨越孔中心至爐頂：跨越孔中心至立火道底：斜道至蓄熱室頂空間中心：蓄熱室頂部空間中心至格子磚頂：t格子磚：篦子磚：小煙道：以上爐內(nèi)加熱系統(tǒng)各部位阻力及浮力歸納如下見表4-9。表爐內(nèi)加熱系統(tǒng)各部位阻力及浮力,Pa部位阻力浮力部位阻力浮力上升氣流：下降氣流：小煙道立火道篦子磚斜道蓄熱室格子磚蓄熱室頂部蓄熱室頂部空間蓄熱室格子磚斜道篦子磚立火道小煙道爐頂小計小計2.3.4加熱系統(tǒng)各部分壓力計算對于上升氣流：P=P-刀P+EAh終初現(xiàn)要保持下降氣流看火孔壓力為O.OOPa,TP=0.AP=EAP-EAh終初小煙道中心：篦子磚底部：篦子磚頂部

18、：蓄熱室頂部空間：立火道底部：跨越孔中心：爐頂：對于下降氣流：P=P-(刀P+EAh)終初爐頂：(爐頂看火孔處壓力還是按上升氣流公式計算)P=P=0.00Pa(注意計算結果必須為土O.OOPa)8看跨越孔中心：立火道底部：蓄熱室頂部空間：篦子磚上部：篦子磚下部：小煙道出口：P142.4煙囪高度計算2.4.1廢氣量計算查表3-7燃燒計算表可知：a=1.35時，lm3干高爐煤氣或焦爐煤氣所產(chǎn)生的濕廢氣量a=1.50時，1m3干高爐煤氣或焦爐煤氣所產(chǎn)生的濕廢氣量a=1.35時，通過焦側(cè)一對煤氣、空氣蓄熱室的濕廢氣量Q:通過焦側(cè)一個煤氣蓄熱室的濕廢氣量：J爐端的燃燒室的煤氣量為中間燃燒室70%,注意用焦爐煤氣加熱均走空氣，煤氣是不能預熱？a=1.50時，通過焦側(cè)煙道的濕廢氣量Q:Y通過機側(cè)煙道得濕廢氣量Q：Y通過總煙道的濕廢氣量Q:Q=Q+Q=總總YY2.4.2從交換開閉器到煙囪根部的阻力(1)交換開閉器兩叉部之一：摩擦損耗廢氣瓣雙叉部之一的45o轉(zhuǎn)彎損耗：90。轉(zhuǎn)彎損耗：擴大損耗匯合損耗：調(diào)節(jié)翻板損耗：廢氣連接管摩擦損耗：EAP=AP+P+P+P+P+AP+P1234567煙道連接管：摩擦損耗：135。轉(zhuǎn)彎損耗：進入分煙道90o轉(zhuǎn)彎和擴大的綜合阻力，綜合阻力系數(shù)EAP=AP+P+P123焦側(cè)煙道集流損耗：摩擦損耗：分煙道長度：考慮到分煙道內(nèi)