《工厂热工设备》课程教学资源（讲义）第四讲 火焰炉生产率及热效率

4、火焰炉的生产率和热效率 4.1生产率的定义 生产率 定义式单位 符号意义 炉子生产率 t(kgh;t(kgy|N:炉子装入量t(kg 周期 τ:完成工艺所需加 热时间h 炉子炉底强度 P G|kg(m2·h)|r:炉底面积 单位 有效炉底强 P G|kg(m2·h)|灬:有效炉底面积m2 生率 度 钢坯所覆盖的面 (钢压炉底 积) 强度)

4、火焰炉的生产率和热效率 4.1 生产率的定义 生产率 定义式 单位 符号意义 炉子生产率  N G = t(kg)/h ；t(kg)/ 周期 N：炉子装入量 t(kg)/ 炉 τ：完成工艺所需加 热时间 h 炉 子 单 位 生 产 率 炉底强度 f G p = kg/(m2·h) f ：炉底面积 m2 有效炉底强 度 （钢压炉底 强度） xi f G p = kg/(m2·h) xi f ：有效炉底面积 m2 （钢坯所覆盖的面 积）

4.2工艺因素对炉子生产率的影 N↑τ↓→G↑(实际情形N↑τ↑) 升温速度,表面温度,内部温度,断面温差等 43热工因素炉子生产率的啊 热工因素:影响物料加热外部传热和内部传热的诸因素。 431影响因素的确定 ①忽略氧化反应的炉膛热平衡关系为 GM=(BQ低+Q带入)mr G=(BOr+OEX7r nr.x=(BQ低+Q带入一Q烟气一∑Q损)/(BQ低十Q带入) =1-(Q烟十∑Q损)/(BQ低十Q带入) 影响因素: 炉子热负荷BQ低 ●空气、煤气预热带入的热量Q带入 ●钢加热所需单位焓增量△I ●处炉废气带走的热量Q烟 炉膛各项热损失ΣQ损失

4.2 工艺因素对炉子生产率的影响 N↑τ↓ → G ↑ （实际情形 N↑τ↑ ） 升温速度，表面温度，内部温度，断面温差等 4.3 热工因素对炉子生产率的影响 热工因素：影响物料加热外部传热和内部传热的诸因素。 4.3.1 影响因素的确定 ①忽略氧化反应的炉膛热平衡关系为 BQ Q T Xi G I  = 低＋ 带入）  ( I BQ Q G T Xi  = 低＋ 带入）  ( ηT·Xi＝（BQ 低＋Q 带入－Q 烟气－ΣQ 损失）／（BQ 低＋Q 带入） ＝1－（Q 烟气＋ΣQ 损失）／（BQ 低＋Q 带入） 影响因素： ⚫ 炉子热负荷 BQ 低 ⚫ 空气、煤气预热带入的热量 Q 带入 ⚫ 钢加热所需单位焓增量△I ⚫ 处炉废气带走的热量 Q 烟气 ⚫ 炉膛各项热损失ΣQ 损失

②影响物料加热外部传热和内部传热的因素 外部传热:N= const,τ→G 关于r的经验公式:x=△o K 式中各项符号的意义 T +a (T-T) ∫/rx-rdr Fe 内部传热:9n= 影响因素: 平均辐射温压△r 综合导来辐射系数C 对流传热系数a 料坯厚度δ ●被加热物料的热物理性质λ,ρ,a,c等

②影响物料加热外部传热和内部传热的因素 外部传热：N＝const，τ→G 关于τ的经验公式： K qm I 1    = 式中各项符号的意义 ) ] ( ) 100 ) ( 100 [( ( ) 4 4 4 c g m g m glm m glm c g m T T T T C q T T T = − + − =  + −       • −  = − =  F T T dFd T T T F g m g m ( ) 4 4 4 4 4 内部传热：  =0  = x m x t q  ( ) 2 2 x t a t   =    影响因素： ⚫ 平均辐射温压 4 T ⚫ 综合导来辐射系数 Cglm ⚫ 对流传热系数  c ⚫ 料坯厚度δ ⚫ 被加热物料的热物理性质 λ，ρ，a，c 等

影响因素归类: 先决因素—Q低,δ,λ,p,a,c,炉子构造尺寸等 ●操作因素—B,n,烟道闸板位置等 控制因素(热过程因素)一—T炉,T烟,气体成分等 432热工因素作用分析 (1)炉子供热负荷BQ B↑G↑注意事项:充分燃烧,稳定压力,回收热量,防 止高温副作用 三个术语: 1.炉子最大热负荷 2.炉子最小热负荷(空炉热负荷) (BQ低)KL=2Q损失/n1 3.炉膛容积热负荷(W/m3) (2)子温度制度和供热制度的影响 供热制度→温度制度 段或一期温度制度 多段温度制度

影响因素归类： ⚫ 先决因素——Q 低，δ，λ，ρ，a，c，炉子构造尺寸等 ⚫ 操作因素——B，n, 烟道闸板位置等 ⚫ 控制因素（热过程因素）——T 炉，T 烟，气体成分等 4.3.2 热工因素作用分析 ⑴炉子供热负荷 BQ 低 B↑ G↑ 注意事项：充分燃烧，稳定压力，回收热量，防 止高温副作用 三个术语： 1. 炉子最大热负荷 2. 炉子最小热负荷（空炉热负荷） （BQ 低）KL＝ΣQ 损失／ηli 3. 炉膛容积热负荷（W／m3） ⑵炉子温度制度和供热制度的影响 供热制度→温度制度 一段或一期温度制度 多段温度制度

(3)气出炉温度的影响 BOn+ -G(c )-ΣQ BV c 其它因素一定的条件下,t主要受BQ低和∑Q损失的影响 BQ低ΣQ搬↓t如↑Gb↑应加强热量回收 (4)物料入炉温度和出炉温度的影响 A=Cm2Im2-CmiIml ↓τ↓G↑ (5)料坏厚度的影响 6↑t↑P↓ ≌ 8o0 700 100150 料坯厚度/mm 4-3料坯厚度和炉底强度的关 温1410℃,出炉温度1280℃,最大 断 面温差△=27℃,双面加热

⑶废气出炉温度的影响 烟 低 带入 损失 烟 ＋ － （ ＝ BV c Q G c t ) n BQ m2 m2 c 1 t 1 Q t − m m −  ⚫ 其它因素一定的条件下，t 烟主要受 BQ 低和ΣQ 损失的影响。 ⚫ BQ 低ΣQ 损失 ↓ t 烟↑ G b↑ 应加强热量回收 ⑷物料入炉温度和出炉温度的影响 m2 m2 m1 m1 I = c t − c t I ↓ τ↓ G↑ ⑸料坯厚度的影响 δ↑ τ↑ P↓

(6)布料情况及装入量的影响 5.67 0,0 相对间隙a/B 图44方坯间隙与产量及加热时间的关系 Ca-钢材表面辐射系数,W/(m2·K4);C,一黑体辐射系数,W/(m2·K4) 44炉子属设备生产率及热效率的影咂 4.5炉子生产率、热效率及单位燃料消耘量之闻的关系 炉底强度P/kg·(m2·h) 图4-5火焰炉主要工作指标的变化趋势

⑹布料情况及装入量的影响 4.4 炉子附属设备对生产率及热效率的影响 4.5 炉子生产率、热效率及单位燃料消耗量之间的关系