步进式燃气加热炉结构及控制系统设计毕业论文(编辑修改稿)

步进式燃气加热炉结构及控制系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

制相关图纸， CAD 出图。 历时四周。 ⒏ 完成毕业设计说明书。 历时一周。 4 加热炉系统的具体设计 燃料燃烧的计算 燃料的选择 由于天然气热量高 ,容易控制燃烧 ,且是一种清洁能源 ,不会对环境造成 很大污染 ,所以炉子燃料选择天然气。 [6] 燃烧所需的空气量计算 4   ，  4 10  2  单位燃料完全燃烧后，燃料生成气中水蒸气冷凝为 0℃的水时，燃料所放出的全部热量称为高位发热量 Qg.. 12 4 2 6 3 8 4 1 033 9 7 . 7 6 9 6 . 6 9 9 1 . 2 1 2 8 4 . 7 = 3 9 7 . 7 9 8 + 6 9 6 . 6 0 . 4 9 9 1 . 2 0 . 3 1 2 8 4 . 7 0 . 3 = 3 9 9 3 6 . 0 1 k J /N mgQ C H C H C H C H         燃 烧生成器中水中气冷却为 20℃气态水时燃料所反出的全部热量称为低位发热量 dQ 4 2 6 3 8 4 1 0d 3Q = 3 5 9 . 6 C H + 6 3 6 . 3 C H + 9 1 0 . 8 C H + 1 2 0 4 . 3 C H= 3 5 9 . 6 9 8 6 3 6 . 3 0 . 4 9 1 0 . 8 0 . 3 1 2 0 4 . 3 0 . 3 = 3 6 1 2 9 . 8 5 /k J N m       对于气体燃料 =~  我们取 = 燃料所需空气量计算 气体燃料的单位理论空气消耗量 0L  030. 01 4. 76 4 = 0. 01 4. 76 2 98 3. 5 0. 4 5 0. 3 6. 5 0. 3 = 9. 56 04 6 /mnnL m C HNm k g            计入空气中水分时的单位实际空气量 0 (1 0 .0 0 1 2 4 )nKL L G 20 ℃时  （查工业炉设计手册 44C ） 31 . 1 9 . 5 6 0 4 6 ( 1 0 . 0 0 1 2 4 1 9 . 0 ) 1 2 . 5 8 /nL N m k g     燃烧生成气量及燃烧生成气密度的计算 1. 单位理论燃烧生成气量 （ = ）   23 = 1 98 2 3 4 = 09 /mnCOV m C HN m K g       13  230 .0 1 2 = 1 2 98 3 4 5 = 99 /mnHOnV C HN m K g         2 0230 .7 9 0 .0 1 = 0 .7 9 9 .5 6 0 4 6 0 .0 1 1 = 7 .5 6 /NV L NN m K g   ⒉ 实际燃烧生成量 nV 2 2 2n C O H O N 3V = V + V + V = 1 . 0 0 9 + 1 . 9 9 9 + 7 . 5 6 = 1 0 . 5 6 8 N /m K g 燃烧产物成分 ,即 22 1 . 0 0 91 0 0 % 1 0 0 % 9 . 5 %1 0 . 5 6 8COnVCO V      22 1 . 9 9 91 0 0 % 1 0 0 % 1 8 . 9 2 %1 0 . 5 6 8HOnVHO V      燃烧产物生成密度   3 19 = = /q r knG G LVm k g         理论燃烧温度和实际燃烧温度计算 ,ne t ar k r flyyQ Q Q Qt VC   ； 其中 3, / ,ne t arQ kJ N m 310 1. 30 71 20 26 1. 42 /k r k kQ V C t k J Nm    ，采用耐热铸铁预热器，空气预热到260oC。 31. 2 20 24 /r r rQ C t k J N m    14 此处 fQ 省略不计，得  （查文献 [9]表 52）  3 6 1 2 9 . 8 5 2 6 1 . 4 2 2 4 2 0 5 7 . 1 9 71 0 . 5 6 8 1 . 6 7 5ltC ℃ 查取炉 温系数 l 为 ，得出实际燃烧 温度 2028 1521s l lt t C    。 炉 体基本结构的设计 炉膛传热计算 钢坯出炉的表面温度 t终表 ＝ 800℃ 钢坯入炉的表面温度 t始表 ＝ 20℃ 经过预热段以后钢坯的表面温度 t表 错误 !未找到引用源。 ＝ 260℃ 烟气出炉的温度 t气 ＝ 760℃ 烟气进入预热段的温度 t气 错误 !未找到引用源。 ＝ 1000℃ 烟气在预热段的平均温度 t气 ＝ 880℃   30 .0 5 \ 1 0 H A B t 公式查取自文献 [10] H效 — 炉子的有效高度 B— 炉宽， t气 — 炉气温度 A— 系数 预热段   30 . 5 5 + 0 . 0 5 2 . 6 5 2 8 8 0 1 0 0 . 6H y m    ，取为。 加热段   30 . 6 0 . 0 5 2 . 6 5 2 1 0 0 0 1 0 0 . 7 3 3jHm      错误 !未找到引用源。 ， 取为。 炉膛内各段辐射系数 炉膛的内表面积  2F H B L 预热段 ： 错误 ! 未 找 到 引 用 源。 错误 ! 未 找 到 引 用 源。    2 2 0 . 6 1 2 2 . 6 5 2 4 . 9 2 8y y yF H B L L       15 加热段 ： 错误 !未找到引用源。    2 2 0 . 6 1 2 2 . 6 5 2 5 . 7 4 4j j jF H B L L       : HBLS F 预热段 0 .6 1 2 2 .6 5 23 .6 0 .8 34 .9 2 8 yy ysmLL 加热段 1 .0 2 2 .6 5 23 .6 1 .1 85 .7 4 4 jj jLL 炉气黑度 22O CO H Oee  预热段： 2 550 . 1 2 2 0 . 8 3 1 0 0 . 0 7 1 1 0C O yPS      2 550 . 1 2 1 3 0 . 8 3 1 0 0 . 1 0 1 1 0H O yPS      加热段： 2 550 . 1 2 2 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 3 4 1 0C O jPS      2 550 . 1 2 1 3 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 1 3 1 0H O jPS      预热段温度 880℃ 0 .1 1 .0 6 0 .1 3 0 0 .2 3 7 8Oe     预热段温度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe     加热段温度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe     综合辐射系数 020200 205 .6 7 (1 )eec e e e ， 12 为炉壁对金属的角系数； 12 22(1 )FF  金壁,且 12 = 22 砌体对钢坯的角度系数 预热段 12 2 0 .6 0 .24 .9 2 8 LL  加热段 12 2 0 .6 0 .1 7 350744 L  钢坯黑度 2  16 预热段温度  012 5 . 6 7 0 . 2 6 1 0 . 8 3 . 1 60 . 2 6 1 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6 1C    预热段温度 1000℃  012 5 . 6 7 0 . 2 3 8 0 . 8 3 . 0 60 . 2 3 8 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 3 8C    加热段温度 1000℃  012 5 . 6 7 0 . 2 6 0 . 8 3 . 1 20 . 2 6 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6C    预热段和加热段交界处取平均值  012 0 .5 3 .1 6 3 .0 6 3 .1 1C     炉长炉宽的确定 炉底有效长度确定 由已知确定炉子最大产量：  2 3 6 0 0 / 3 0 7 7 9 0 3 . 1 4 0 . 0 3 2 1 5 2 8 3 /G k g h       ，炉子的生产能力 P 取 2350 / /kg m h，由公式 F 底 = G/P 底 =5283/350=， 炉底有效长度 nL =F底 /2L=经计算步进梁长 L=7600mm，固定梁长为 7450mm，锯齿形步进梁表面盛放工件个数为 n=7600/90=,取 n=84块，修正后步进梁长为 7485mm。 炉宽的确定 物 料为炉内双排布置，考虑炉墙的宽、长均应满足 116的整数倍，因此确定坯料端面之间距离为 ，坯料与壁面之间距离为 ，得炉膛宽B=2 1+++=。 炉温制度确定 对于步进式加热炉，稳定生产时，炉内温度可认为是均匀温度场，不随时间变化，只沿炉长方向变化。 炉膛分为预热段与加热段两段，入料温度为 20oC ，预热段末端坯料表面温度为 260℃，烟气流过预热段排出炉膛时温度为 760℃， 17 加热段温度均匀为 1000℃。 炉膛各段长度及加热时间的确定 1. 依据文献 [8]表 1337 等相关资料，取预热段长度占总长的 45%，加热段炉长为总长的 55%，则相应预热段长度为 ，加热段长度为。 2. 总加热时间，因 3 0 8 3 3 0 2 4 6 0 4 1 m i nn s s      ， 此得出各段加热时间为：预热段 1  ，加热段： 2 。 据经验公式进行校核计算，此加热时间能满足该炉子的上述炉温制度。 加热炉砌体材料与结构 加热炉内衬最里层耐热层采用耐热粘土砖： 导热率： + 103 t ；比热容： + 103t 隔热材料采用泡沫硅藻土砖 ， 允许工作范围 900℃ ， λ=+  103 T 加热炉侧墙及端墙砌砖形式 见图 2： 图 2 加热炉侧墙及端墙砌砖形式 炉底采用平炉底 上层工作面用转为 116mm高铝砖立铺；下面一层为 136mm两层耐火砖立铺；最底层为 68mm硅藻土砖。 炉顶 为拱顶，耐火层为 230mm耐火砖，隔热层为 116mm隔热砖。 墙厚： 1. 独立直墙： 耐火层（ 232mm） +隔热层（ 116mm） +钢板（ 4mm）=352mm 2. 支撑拱脚的炉墙： 取 A型配置 P322 表 873 耐火层（ 232mm） +隔热层（ 116mm） +钢板（ 4mm） =352mm 18 5 热平衡计算 加热段的热平衡 热量 收入 燃料燃烧放出的热量 1 3 6 1 2 9 . 8 5 3 6 1 2 9 . 8 5 k c a lQ B B h   空气预热器带入的物理热 22 3 2 5 9 . 9n k c a lQ B L C t B h空 空 3 2 6 8 .8 4 kca lQ B C t B hrr 热量 损失 金属吸收的热量  1 2 1Q G J J 式中 ： 3170 /G kg h , 21t = 2 1 0 C , J = 5 7 5 . 5 , J = 1 2 6 . 2 代入中，51 13 .9 10 /Q kcal h 通过砌砖体散失的热量 ① 加热段炉顶的热损失 1000 ,tC  2t 2 1 0 8 0。