1、 .1 / 242.4 加熱用煤氣相關計算所選焦爐煤氣組成見表 2-4。表 2-4 焦爐煤氣組成，%2CO2OCO4CHmnC H2H2N(80%)24C H25.02.0(20%)66C H59.04.0(1) 干煤氣熱值煤氣中可燃成分的低熱值（）為：3kJ/m12730 ，10840 ，35840 ，71170CO2H4CHmnC H則煤氣的低熱值為：g24mnDW12730CO 10840H35840CH71170C HQ1001 .1767010027117025358400 .59108400 . 7127303kJ/m(2) 干煤氣密度ii0MW100 22.44

2、 .22100326 . 0286444 . 2782 . 02288 . 022871625259 =0.4583kg/m式中煤氣中某成分的分子量；iMW煤氣中某成分的體積，%。i(3) 濕煤氣組成焦爐煤氣溫度為 31.2時，1干煤氣所含水汽量為 0.0464/，則3m3m3m濕煤氣中氫氣含量為：%SH )(2%38.560464. 0159. 0其它氣體計算與上一樣，計算結果如下：23.89% ，：6.69% ，：1.91% ，：2.29% ，：3.82% 4CHCOmnC H2CO2N .2 / 24：0.57% ，：4.64%2O2H O(4) 濕煤氣熱值3/168870464. 01

3、11 .17670mKJQSDW(5) 濕煤氣密度3/473. 00443. 04 .2218)0443. 01 (458. 0mkgS2.5 煤氣燃燒計算以 1干煤氣燃燒計算3m(1) 理論空氣需要量理論需氧量為：L2424662O0.01 0.5 HCO2CH3C H7.5C H -O =0.010.5 (59+7.0)+2 25+3 2 0.8+7.5 2 0.2-0.6 =0.902/3m3m式中，分別為煤氣中該成分的體積，%。CO4CH2O理論空氣需要量為：/2952. 4902. 02110021100LoOL3m3m(2) 實際干空氣需要量/1542. 52952. 42 . 1

4、OgLL3m3m式中空氣過剩系數，暫取為 1.2。(3) 實際濕空氣需要量/3934. 50464. 011542. 5)(1 5）（空MLLgg3m3m式中由表 6-21第五項查取的空氣中含飽和水汽量，/。5M空3m3m(4) 廢氣量和廢氣組成完全燃燒時，廢氣中只有，和過剩空氣中帶入的，故廢2CO2H O2N2O氣中各成分的量為：2CO242466V0.01 COCOCH2C H +6C H .3 / 24=0.01(2.4+0.7+25+2 2 0.8+6 2 0.2) =0.4/3m3m2g5H O242466V0.01 H2 CHC H3C H0.0464LM空0464. 01542.

5、 50464. 02 . 0238 . 022525 .5901. 0）（=1.4196 /3m3m/1118. 41542. 579. 05801. 079. 001. 022gNLNV3m3m/1804. 0902. 01542. 521. 00212LgOOLV3m3m式中，分別為煤氣中該成分的體積，%。CO4CH2O總廢氣量為：2222COH ONOVVVVV =0.4+1.4196+4.1118+0.1804=6.1118 /3m3m根據以上數據就可計算空氣過剩系數： 2CO2L2VO0.5 CO1OCOCO 2 . 14 . 01804. 0902. 04 . 01式中分別為廢氣分

6、析中各成分的體積，%。 22O, CO , CO將=1.2 代入以上煤氣燃燒計算式中，可得到以下結果：=5.1542 /，=5.3934/，gL3m3msL3m3m=0.4 /，=1.4196 /，2COV3m3m2H OV3m3m=4.1118 /，=0.1804 /，2NV3m3m2OV3m3m=0.4+1.4196+4.1118+0.1804=6.1118/V3m3m故在廢氣中的百分比為：=6.5%2CO065. 01118. 64 . 0在廢氣中的百分比為：=23.23%2H O2323. 01118. 64196. 1 .4 / 24在廢氣中的百分比為：=67.28%2N6728.

7、01118. 61118. 4在廢氣中的百分比為：=2.95%2O0295. 01118. 61804. 02.6 焦爐的物料平衡與熱量平衡計算結焦時間與加熱煤氣參數見表 2-5。大氣參數與其它溫度見表 2-6。小煙道與總煙道廢氣組成見表 2-7。入爐煤與焦炭的工業分析和元素分析見表 2-8。表 2-5 結焦時間與加熱煤氣參數加熱煤氣孔板設計參數流量壓力溫度壓力溫度重度實際裝濕煤量 t結焦時間hm3/hPaPa3kg/m175391.5510731.24903250.4717.9/ 1 0.0919.67表 2-6 大氣參數與其它溫度大氣參數荒煤氣溫度壓力Pa溫度相對濕度%入爐煤溫度焦餅中心溫

8、度小煙道出口廢氣溫度蓄熱室走廊溫度前半個結焦周期后半個結交周期加權平均101325244722105032135747807767表 2-7 小煙道與總煙道廢氣組成部位小煙道出口處總煙道組成2CO2O2CO2O正常加熱含量%6.042.925.24.1停止加熱含量%0.627.87 .5 / 24表 2-8 入爐煤與焦炭的工業分析和元素分析項目工業分析%元素分析%灰分揮發分組成水分應用基干基干基可燃基碳氫氧氮符號WyAgAgVrVgCgHgOgN入爐煤98.79.7627.6328.478.924.354.981.28焦炭12.831.201.27886.060.612.6.1 原始數據的處理

9、與計算(1) 加熱煤氣表流量換算成標準流量流量孔板設計參數：壓力(P)為 4903 Pa，溫度(t)為 25，水汽含量(f)為 0.026，重度3kg/m()為 0.47，大氣壓力(P0)為 101325 Pa3kg/m加熱用焦爐煤氣工作狀態參數：表流量()為 5391.5，壓力()為 5107 Pa，溫度()為 31.2，1V3m /hPt水汽含量()為 0.0378f3m /h則11f0.804f TPVVf0.804fTP 0.470.0260.8040.0262732510132551075391.50.451 0.03780.8040.037827331.21013254903=53

10、42.5 3m /h(2) 空氣過剩系數的計算小煙道處：0.40062.92011.210.91936.040 總煙道處：0.40064.1 011.350.91935.20 (3) 漏入燃燒系統的荒煤氣量g121g2221V LCO=COCOL .6 / 2431.6411542. 535. 1%62. 04 . 0%62. 01542. 535. 19 .53043m /h式中總煙道廢氣空氣系數；停止加熱后干廢氣中含量，%；21CO2CO1荒煤氣燃燒后生成體積，/。22CO3m2CO3m3m2.6.2 物料平衡計算A.A.物料入方計算物料入方計算以 1000kg 入爐煤為計算基準，入爐煤含

11、水百分比 W=9%(1) 入爐干煤量 Gmkg/t100W1009Gm10001000910100100(2) 入爐煤帶入水分 GsW9Gs1000100090kg/t100100B.B.物料出方計算物料出方計算(1) 全焦量 GJ干基全焦率按煤的揮發分和焦餅溫度 tJ相關式計算gmVggJmJK(103.19-0.75V0.0067t )(103.190.75 27.630.0067 1050)75.43%全焦量J100wG1000K1001009100075.43%686.436kg/t100(2) 無水焦油量 GJY無水焦油產率rrr2JYK 18.36 1.53V0.026(V ) 2

12、( 18.36 1.53 28.40.026 28.4 )4.12% 無水焦油產量YrJYJY100WAG1000K100 .7 / 2410098.710004.12%33.91kg/t100 (3) 粗苯量BG粗苯產率rrr2BK 1.61+0.144V0.0016(V ) 2( 1.61 0.144 28.40.0016 28.4 )1.19% 粗苯產量YrBB100WAG1000K10010098.710001.19%9.79kg/t100 (4) 氨量AG氨產率ggA1717K(b N)0.14 1.28%0.22%1414式中 b 為氮轉變成氨的轉化系數，取為 0.14。氨產量gA

13、A100-WG =1000K100100910000.22%2.002kg/t100(5) 凈煤氣量mqG100kg 干煤與其所生成的焦炭、焦油、粗苯中的含碳量：干煤含碳量：gmC100 78.92%78.92kg焦炭含碳量：gJC100 75.43% 86.06%=65.17kg焦油含碳量：gJY1009.76C100 4.12%0.863.2kg100粗苯含碳量：gB1009.76C100 1.19%0.9120.98kg100凈煤氣產率為：gmq%35.1767.223 . 3max V凈煤氣產量為：ggmqmq100WG1000K100 .8 / 24 =1000tkg /885.15

14、7%35.171009100(6) 化合水量SXG化合水產率按煤中氧轉化為化合水經驗公式：ggSXm18Ka O16180.39 4.98%2.18%16式中裝爐煤中干基含氧量；gmO a 轉化系數，取為 0.39。則化合水量為: gSXSX100WG1000K100100-910002.18%19.838kg/t100根據以上計算數據，列出物料平衡表見表 2-9。表 2-9 物料平衡表收入支出項目數值kg/t占濕煤%項目數值kg/t占濕 煤%干煤 Gm91091全焦 GJ686.43668.64入爐煤帶入水 Gs909焦油 GJY33.913.39粗苯BG9.790.98氨AG2.0020.

15、20凈煤氣mqG157.88515.55化合水SXG19.8381.98入爐煤帶入水 Gs909.00差值0.1390.25合計1000100合計10001002.6.3 熱量平衡計算A.A.熱量收入計算熱量收入計算(1) 加熱煤氣燃燒熱加熱煤氣低發熱量為=17918.5KJ/gDWQ3m .9 / 24全爐每小時平均入爐煤量表示為，因為全爐炭化室孔數 N 為 8 孔，結焦G時間為 17h，每孔裝煤量為 17.9t，則每小時裝煤量為：GGGhtNG/42. 817/9 .178/,每噸入爐煤所需加熱煤氣量為：tmGVVOJ/04.63042. 8/9 .5304/31則加熱煤氣燃燒熱為：tKJ

16、VQQOJDWg/8 .1113286904.6301 .176701(2) 加熱用焦爐煤氣帶入的顯熱 Q2加熱煤氣溫度mqt31.2加熱煤氣平均比熱為：222mqCO2CON2H2C0.01 (CCOCCOCNCH42mnCH4O2C Hmn+CCHCOCC H )20066. 26 . 03096. 1255786. 1592812. 10 . 6295. 10 . 7300. 1246337. 1 (01. 0=1.3806/（）kJ3m式中，分別為煤氣中該成分的體積，%。CO4CH2O焦爐煤氣在 31.2時的飽合水含量為 0.0464/，則加熱煤氣顯熱為：2g2OJmq mq2H O

17、mqQV (CtH OCt)=tKJ /59.57382 .314976. 10464. 02 .313806. 184.126(3) 漏入燃燒系統的荒煤氣的燃燒熱3QtKJGQQgDW/64.134584442. 831.6411 .17670/3(4) 空氣帶入的顯熱4Q干空氣的水分含量為=47%，溫度為 35(蓄熱室走廊溫度)時飽和水分壓5630.16 Pa，大氣壓 P =101325 PaNP .10 / 24mkmP5630.16 0.47g0.0268PP101325-5630.16 0.4733m /m則空氣帶入顯熱為：2g4OJOkg kgkH O kgQ(V)L (C tg

18、Ct )G)35498.02681. 0352983. 1 (2952. 4)42. 831.64104.630( =142096.46/tkJ(5) 入爐干煤代入的熱量5Q干煤比熱為：ggmAAC11.08860.71181001009.769.7611.08860.71181.0509kJ/t100100入爐煤帶入熱量為：5mm mQG C t910 1.0509 2221039.02kJ/t入爐煤水分代入的熱量為：6SS mQG C t90 4.1868 228289.86kJ/tB.B.熱量支出計算熱量支出計算(1) 焦炭帶走的熱量1Q=1050時，=1.0718/()，=1.5282

19、 /()，JtAJ CkJkgCCkJkg=1.8447/()VCkJkg則焦炭的平均比熱為：gggJJJJAJCVJACVCCCC10010010012.8386.061.201.07181.52821.8447100100100 0.457/()1.4748kJkg .11 / 24則焦炭帶走的熱量為：1JJ JQG C t686.436 1.4748 10501062973.60 kJ/t(2) 焦油帶走的熱量2Q焦油的平均比熱為：3JY1kC1.277 1.641210 t/()31.277 1.6412107472.5029kJkg式中-結焦周期前半周期荒煤氣平均溫度。1kt則焦油帶

20、走的熱量為：2JYJY 1kQG419C t33.914192.5029 74777608.67kJ/t(3) 粗苯帶走的熱量3Q粗苯的平均比熱為：3B1kC1.0258 1.2853 10t/()31.0258 1.2853 107471.9858kJkg粗苯帶走的熱量為：3BB 1kQG431 C t9.79431 1.9858 74718741.90kJ/t(4) 氨帶走的熱量4Q氨的平均溫度為：k1k2k2121ttt7478077673333式中-結焦周期后半周期荒煤氣平均溫度。2kt氨帶走的熱量為：4AA kQG C t2.002 2.6335 767=4043.83kJ/t(5)

21、 凈煤氣帶走的熱量5Q凈煤氣的平均比熱為：當=747時：1kt224mn1k2CO2OCO4CHmnC HC0.01(COCOCCO CCHCC HC .12 / 24222H2NHCNC)3142. 1595563. 324334. 2253787. 174507. 16 . 01336. 24 . 2(01. 0 +/()6876. 13678. 10 . 4kJ3m 式中，分別為煤氣中該成分的體積，%。CO4CH2O當=807時：2kt2kC0.01 (2.4 2.13360.4 1.4507+6.0 1.3871+25.5 2.5029+/()+2.2 3.6480+59.5 1.31

22、72+4.0 1.3678)=1.6965kJ3m 凈煤氣帶走的熱量為：gmg51k 1k2k 2k0G21QC tC t3333.435621)8076876. 1317476650. 132(458. 0885.157kJ/t(6) 水分所消耗的熱量6Q各溫度段水汽的平均比熱：在 0747時，=2.0582 /()sqCkJkg在 0450時，=1.9628 /()sqCkJkg則水分的平均比熱為：/()sq7472.0582-450 1.9628C2.2027747-450kJkg入爐煤帶入水分所消耗的熱量：6 1Ssq 1kQG2501C t9025012.0582 747363462

23、.79kJ/t6 2SSXsq1kQ(0.25G1.25G) Ct4502093=-68051.55(0.25 90 1.25 19.838) 2.20277474502093kJ/t6 3SSXQ6594 0.25GG6594 0.25 (90 19.838)=181067.943kJ/t則水汽所消耗的熱量為：66-16-26-3QQ+Q+Q .13 / 24=363462.79-68051.55+181067.943=476479.18kJ/t(7) 廢氣帶走的熱量7Q廢氣組成為：%=6.5%，%=23.23%，%=67.28%，%=2.95%2CO2H O2N2O小煙道出口廢氣溫度 t=

24、321,此時各種氣體比熱為：=1.8969，=1.5474，=1.3088，=1.36072COC2H OC2NC2OC則廢氣平均比熱為:)28.673088. 195. 23607. 123.235474. 15 . 68769. 1 (01. 0fqC =1.4035 /()kJ3m 則廢氣帶走熱量為：2sg7OJnfq fOJ2kH O fQV/GV C tVH O Ct 3215474. 1047. 016.1023214035. 12617. 642. 831.64104.630 =1995196.07kJ/t(8) 表面散熱a.a.爐頂爐頂1)裝煤口蓋對流傳熱系數:)sfa22.2

25、 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 式中為風速，當時即采用此公式。fWfW5m/s輻射傳熱系數:44bsfbsTT19.38100100att)4423227324+27319.38100100=53.35232-242kJ/(mh 式中為物體表面溫度，為物體表面空氣溫度，。btst則裝煤口蓋部位散熱量為： .14 / 241sfsbsqaaFttG 1773.5453.350.389232248873.319.67kJ/t式中 F - 爐體各部位此處為裝煤口蓋的表面積； - 結焦時間；- 每孔炭化室裝濕煤量。G2)裝煤口座對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1

26、W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)fa4422027324+27319.38100100=50.72220-242kJ/(mh 則裝煤口座處散熱量為:2s17q73.5450.720.203220244272.519.67kJ/t3)看火孔蓋對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f18027324+27319.38100100a =42.65180-242kJ/(mh 則看火孔處散熱量為:3s17q73.5442.650.371180245811.819.67kJ/t4)看火孔座

27、對流傳熱系數:) sfa22.2 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f18727324+27319.38100100a =43.98187-242kJ/(mh .15 / 24則看火孔座處散熱量為:4s17q73.5443.980.156187242582.719.67kJ/t5)炭化室頂磚對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5627324+27319.38100100a =23.8356-242kJ/(mh 則此處散熱量為:5s17q73.5423.835.25

28、2562414878.319.67kJ/t6)燃燒室頂磚對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f8227324+27319.38100100a =27.0782-242kJ/(mh 則此處散熱量為:6s17q73.5427.079.355822447180.019.67kJ/tb.b.機側機側7)小爐頭對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2=52.42kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f8627324+27319.38100100a =27.686-242kJ/(mh 則此處散熱量為:7s1

29、7q52.427.60.5886242486.319.67kJ/t8)鋼柱 .16 / 24對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2=52.42kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f7627324+27319.38100100a =26.976-242kJ/(mh 則此處散熱量為:8s17q52.426.95.565762419832.919.67kJ/t9)爐門對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2=52.42kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f9327324+27319.38100100a =28.593-242kJ/(mh 則此處散熱量為:

30、9s17q52.428.955.68932427402.519.67kJ/t10)爐門框對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2=52.42kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f11427324+27319.38100100a =31.5114-242kJ/(mh 則此處散熱量為:10s17q52.431.54.811142431390.219.67kJ/tc.c.焦側焦側11)小爐頭對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2.5=59.952kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5727324+27319.38100100a =23.9557-242

31、kJ/(mh 則此處散熱量為: .17 / 2411s17q59.9523.950.5857241386.219.67kJ/t12)鋼柱對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2.5=59.952kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5927324+27319.38100100a =24.1959-242kJ/(mh 則此處散熱量為:12s17q59.9524.195.565592414163.819.67kJ/t13)爐門對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2.5=59.952kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f8327324+27319.381

32、00100a =27.283-242kJ/(mh 則此處散熱量為:13s17q59.9527.205.65832425105.119.67kJ/t14)爐門框對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 2.5=59.952kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f9227324+27319.38100100a =28.4192-242kJ/(mh 則此處散熱量為:14s17q59.9528.414.81922424977.819.67kJ/td.d.蓄熱室蓄熱室15)機側鋼柱對流傳熱系數:)44sbsaA tt9.21584318.132kJ/(mh .18 / 24式中 A 當散

33、熱面垂直于地平面時取 9.21。輻射傳熱系數:)44f5827343+27319.38100100a =26.2158-432kJ/(mh 則此處散熱量為:15s17q18.1326.213.6458432092.319.67kJ/t16)機側隔熱罩對流傳熱系數:)44sbsaA tt9.21664320.172kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f6627343+27319.38100100a =27.2766-432kJ/(mh 則此處散熱量為:16s17q20.1727.272.2566432121.819.67kJ/t17)焦側鋼柱對流傳熱系數:)44sbsaA tt9.21352814

34、.982kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f3527328+27319.38100100a =21.8735-282kJ/(mh 則此處散熱量為:17s17q14.9821.873.6043528803.519.67kJ/t18)焦側隔熱罩對流傳熱系數:)44sbsaA tt9.21372815.952kJ/(mh 輻射傳熱系數: .19 / 24)44f3727328+27319.38100100a =22.1037-282kJ/(mh 則此處散熱量為:18s17q15.9522.102.253728665.919.67kJ/te.e. 爐墻爐墻19)護墻對流傳熱系數:)sfa22.2 15

35、.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5327324+27319.38100100a =23.4853-242kJ/(mh 則此處散熱量為:19s17q73.5423.480.9353242261.519.67kJ/t20)抵抗墻對流傳熱系數:)sfa22.2 15.1W22.2 15.1 3.4=73.542kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5027324+27319.38100100a =23.1350-242kJ/(mh 則此處散熱量為:20s17q73.5423.673.5450247494.319.67kJ/t21)蓄熱室部位對流傳熱系數

36、:)44sbsaA tt9.21602821.912kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f6027328+27319.38100100a =24.7560-282kJ/(mh 則此處散熱量為: .20 / 2421s17q21.9124.751.560281935.719.67kJ/tf.f.其它其它22)基礎頂板對流傳熱系數:)44sbsaA tt9.21533413.112kJ/(mh 輻射傳熱系數:)44f5327334+27319.38100100a =24.6053-342kJ/(mh 則此處散熱量為:22s17q13.1124.6016.0953349963.519.67kJ/t則以

37、上所散熱之和為:s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10s11s12sqq +q +q +q +q +q +q +qq +q+q+q13s14s15s16s17s18s19s20s21s22s+q+q+q+q+q+qq+q+q+q8873.342725.55811.82582.7+14878.3+47180.0+2486.3+19832.9+27402.5+31390.2+1386.2+14163.8+25105.1+24977.8+2092.3 +2121.8+803.5+665.9+2261.5+7494.3+1935.7+9963.5=257681.9 kJ/t則傳入地下的熱量為:ss

38、q =0.1q0.1 257681.925768.2kJ/t打開爐門時損失的熱量為:ssq =0.09q0.09 257681.923191.4kJ/t所以爐體表面總的散熱量為: 9sssQq +q +q257920.325768.223191.4=306641.5kJ/t根據以上計算，列出爐體表面散熱計算結果于表 2-10。2-10 爐體表面散熱計算結果 .21 / 24區域編號部位面積物體溫度環境溫度風速m/s對流傳熱系數輻射傳熱系數散熱量kJ/t占總熱量比例%1裝爐煤口蓋0.389232243.473.5453.358873.32.892裝爐煤口座0.203220243.473.5450

39、.724272.51.393看火孔蓋0.371180243.473.5442.655811.81.904看火孔座0.156187243.473.5443.982582.70.845炭化室頂磚5.52556243.473.5423.8314878.34.85爐頂6燃燒室頂磚9.35582243.473.5427.0747180.015.397小爐頭0.588624252.427.62486.30.818鋼柱5.5657624252.426.919832.96.479爐門5.689324252.428.527402.58.94機側10爐門框4.8111424252.431.531390.210.2

40、411小爐頭0.5857242.559.9523.951386.20.4512鋼柱5.56559242.559.9524.1914163.84.6213爐門5.6583242.559.9527.225105.18.19焦側14爐門框4.8192242.559.928.4124977.88.1515鋼柱3.645843018.1326.212092.30.68機側16隔熱罩2.256643020.1727.272121.80.6917鋼柱3.6043528014.9821.87803.50.26蓄熱室焦側18隔熱罩2.253728015.9522.10665.90.22爐19護爐墻0.9353243.473.5423.482261.50.74 .22 / 2420抵抗墻3.5450243.473