焦炉设计计算要点说明

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1、 . 焦炉设计计算要点 1 依据在方案论证中必须指出设计依据。设计依据分二种情况：钢铁联合企业焦炉多为复热式焦炉，设计计算以高炉煤气加热为主。独立焦化厂焦炉以单热式焦炉为主，设计计算以焦炉煤气加热为主。并注意设计计算均以焦侧为主。 2 主要公式 2.1炉孔数和炉组的最后确定1焦炉的生产能力与炉孔数计算总炉孔数N=式中 N总炉孔数目，个； G干全焦的年产量，万吨/年；V炭化室有效容积 ，m3/孔；堆煤密度，t/m3；K全焦率，%；考虑到炭化室检修时的减产系数，0.95；焦炉周转时间,h。 注意焦炉周转时间是受多个因素影响的复杂因素，必须作充分论证讨论。单孔装煤量G0=V t/孔。设计好总炉孔数后

2、，必须再复算焦炉的实际生产能力M，万吨全焦/年。2机械装备水平焦炉配套机械推焦车装煤车熄焦车拦焦车生产用备用2.2蓄热室计算在焦炉设计中这局部容是最重要的，该局部计算有错误的话，下面容将要全部反攻重算。高炉煤气与焦炉煤气加热计算有所不同。1机、焦侧气流流量分配比即耗热比造成机、焦侧流量不同一般有三个主要原因：锥度方向引起的装煤量不同.装煤量不同，但机焦侧焦饼要同时成熟，故焦侧焦饼温度比机侧温度要高1520废气热损失，焦侧比机侧大，故焦侧耗热量比机侧要大。按经历值，后两个原因造成的差比为1.051.06倍，当炭化室锥度为50mm时，气流比：注意各人设计炭化室宽度是不同，因而必须自己计算。2蓄热室

3、废气流量分配比：为了使空气蓄热室和高炉煤气蓄热室的废气排出温度接近。那么进入空气蓄热室和煤气蓄热室的气体流量应有一定的分配比，这样才可充分利用蓄热室的面积。式中 V煤焦蓄焦侧煤气蓄热室煤气流量，m3/s； V空焦蓄焦侧空气蓄热室空气流量，m3/s； c煤进、c煤出为进、出口煤气蓄热室的煤气比热容，KJ/Kg； t煤进、t煤出相应的温度，； c空进、c空出为进、出口空气蓄热室的空气比热容，KJ/Kg； t空进、t空出相应的温度，；现假设t煤出=t空出=1080, t煤进=t空进=90。注意：工学士必须掌握试插法。这从假设t煤出=t空出=1080, t煤进=t空进=90开场查得：c煤进、c煤出、c

4、空进、c空出，再通过蓄热室热平衡计算出t空进、t空出温度，看假设是否合理，假设不合理必须从头开场再假设计算。公式中V煤焦蓄 、V空焦蓄流量也同样由下面公式计算才能知道。下面是举例数据，该局部计算数据必须按自己设计参数进展计算，热量单位、压力单位必须用国际单位制，否那么作为一个大错误：1 Kcal=4.1868 KJ1mmH2O=9.8Pa10.0Pa1每个燃烧室所需流量：干、湿高炉煤气量：式中 G炭化室单孔装煤量，35.7t/孔； 3048每千克干煤耗热量，为设计定额查设计手册所得，配煤水份10.0%； Q低高炉煤气低位发热量为3927KJ/m3；周转时间，设计为20.5小时。式中 4.36煤

5、气饱和温度为30时的1m3煤气含水百分量；空气量：式中 0.8839=1.25时，1m3干高炉煤气燃烧所需的湿空气量，查燃烧反响表可得，m3；废气量：式中 1.78=1.25时，1m3干高炉煤气燃烧所产生的湿废气量，m3。查燃烧反响表可得，m3。2煤气和空气蓄热室流量分配：机、焦侧空气蓄热室空气流量：机、焦侧煤气蓄热室煤气流量：式中 2为每一个蓄热室空气、煤气流量要相应供应两个燃烧室用焦侧空气蓄热室空气流量：焦侧煤气蓄热室煤气流量：焦侧空气蓄热室废气流量：焦侧煤气蓄热室废气流量：由于焦侧的蓄热室要比机侧大，设计时应考虑到实际生产状况，用比拟大的值进展设计，以备生产余地。1带入热量Q入：废气带入

6、热量：Q1高炉煤气带入热量：Q2所以，Q入=Q1+Q2=50199+3020=53219KJ/min。2带出热量Q出：废气带出热量：Q1蓄热室封墙辐射和对流损失为总热量的1.5%计：Q2高炉煤气预热后带出热量：Q3=ct预 由上热平衡可计算出t预，第一次试插法才算完成。1一块格子砖的蓄热面大容积焦炉格子砖目前用得多有二种：149#格子砖为12孔，150格子砖为9孔，尺寸必须查图。两端的外侧与侧。0.148+40.00520.00740.01520.12140.0140.025=0.24220.1210.0014=0.06m2两旁 0.3690.0962=0.0708 m2部 0.112240.

7、0960.015(24-8)0.0963=0.281 m2顶部与底面 0.369(0.148-0.014)-120.1120.0152=0.0584 m2149格子砖总蓄热面积12孔：0.06+0.0708+0.281+0.0584=0.4702m2150格子砖总蓄热面积9孔：0.0491+0.0708+0.211+0.0466=0.3775 m22一块格子砖空隙面积149：0.104+20.0070.0052+0.36920.007+0.1120.01512=0.00118+0.00516+0.0202=0.02654m2150：0.02144 m23一块格子砖的周界长149：0.148+0

8、.0054+0.0072+0.3692+0.112+0.01524=1.102+3.05=4.152 m150：3.328m4焦侧蓄热室一层格子砖总蓄热面积一层格子砖蓄热室墙5焦侧蓄热室一层格子砖总空隙面积6焦侧蓄热室一层格子砖总周边长7 格子砖的水力直径水=4总空隙面积/总周边长1对流传热系数：下降气流蓄热室上部：蓄热室中部：蓄热室下部：2辐射给热系数蓄热室上部注意：原公式和图表单位为Kcal/m2h，因而两种单位均计算，最后转化为国际单位制KJ/(m2.h.。蓄热室中部蓄热室下部3加热期的总转热系数上部：=0.75(+)，KJ/(m2.h.中部：=0.75(+)，KJ/(m2h下部：=0.

9、75(+)，KJ/(m2h式中 0.75为校正系数，反映了气体通过蓄热室时分布的不均匀程度。1对流传热系数上升气流 蓄热室上部： 蓄热室中部： 蓄热室下部：2辐射给热系数 蓄热室上部：蓄热室中部： 蓄热室下部：(3)冷却时期的总传热系数上部： 中部：下部：，KJ/(m2h根据：与数值可查附录十七得：Kp上与数值可查附录十七得：Kp中与数值可查附录十七得：Kp下，KJ/m2周期1换热面积: 2格子砖层数：n 3格子砖高度：2.3焦炉炉体水压计算1加热系统各部位的温度表2焦炉各部位的空气过剩系数表3换算成标准条件下的气体密度湿高炉煤气密度： 湿空气密度： 湿废气密度： 4加热系统各部位断面积和水力

10、直径见表炉各部位阻力计算通式有：P=P摩+P扩+P缩+P局当变量气流时1/3，由变量公式推导出；，；，式中 局部阻力系数K值查附表严文福调节与节能书。注意：公式必须灵活运用，且计算正确关键是要计算好不同部位流速w和密度0 ，同时老书单位制mmH2O柱，必须改为国际单位制Pa。计算以焦侧煤气蓄热室燃烧系统为依据。1小烟道：摩擦损耗： 2篦子砖入口砖90o急转和缩小综合局部阻力：摩擦损耗： 开口突然扩大：3格子砖格子砖阻力损耗：计算公式特定：格子砖扩大损耗：4短斜道：因为炉头两个斜道进入的煤气量和空气量较其余的斜道多19%，故里面每个斜道进入煤气量为：入斜道前45o转弯损耗：缩小损耗：45o转弯：

11、摩擦损耗：斜道出口处扩大损耗：5立火道摩擦损耗：立火道废气量由燃烧反响表计算可知， 废气循环量按立火道废气量50%计，90o转弯损耗入跨越孔缩小损耗：扩大跨越孔面积有利于减小阻力，因而必须设计好。6立火道立火道跨越孔入下降火道突然扩大损耗：90o转弯损耗：摩擦损耗：7长斜道入口缩小损耗：由前计算煤气蓄热室流入废气量较空气蓄热室的多，因此计算以煤气蓄热室废气量为准。摩擦损耗：45o转弯损耗：出口扩大损耗：入蓄热室45o转弯损耗：8格子砖入格子砖缩小损耗：格子砖阻力损耗：9篦子砖按中段算入口突然缩小损耗：摩擦损耗：进入小烟道扩大和90o转弯综合阻力损耗：10小烟道小烟道集流损耗：摩擦损耗：因为浮力

12、的方向总是向上的，所以当浮力与气流方向一样时，同侧浮力和阻力符号相反，浮力是推动力；当浮力与气流方向相反时，浮力和阻力符号一致，所以浮力是阻力。 大气温度 tK=30 时， 1上升气流小烟道：篦子砖：格子砖：蓄热室间：蓄热室顶至斜道出口：立火道底至跨越孔中心：跨越孔中心至炉顶：2下降气流跨越孔中心至炉顶：跨越孔中心至立火道底：斜道至蓄热室顶空间中心：蓄热室顶部空间中心至格子砖顶：t格子砖：篦子砖：小烟道：以上炉加热系统各部位阻力与浮力归纳如下见表4-9。表 炉加热系统各部位阻力与浮力,Pa部位阻力浮力部位阻力浮力上升气流：下降气流： 小烟道 立火道 篦子砖 斜道 蓄热室格子砖 蓄热室顶部 蓄热室顶部空间 蓄热室格子砖 斜道 篦子砖 立火道 小烟道 炉顶小计小计(1)对于上升气流：P终=P初-P+h现要保持下降气流看火孔压力为0.00Pa，P终=0.P初=P-h 小烟道中心： 篦子砖底部： 篦子砖顶部： 蓄热室顶部空间：立火道底部：跨越孔中心：炉顶： (2)对于下降气流：P终=P初-P+h炉顶：炉顶看火孔处压力还是按上升气流公式计算 P8=P看=0.00Pa注意计算结果必须为0.00Pa跨越孔中心：立火道底部：蓄热室顶部空间：篦子砖上部： 篦子砖下部：