蓄热式加热炉热平衡、热效率分析与计算

加热炉的燃耗和热效率，是评价炉子加热工作的重要指标。蓄热式加热炉的主要热收入项以及热支出项都可以通过热平衡的计算得出。通过计算结果可以直观地分析出在加热炉加热过程中对单耗影响较明显的项，并且可以对处于人为可控范围内的热量收支进行控制。

参数及公式参考《蓄热式加热炉热工计算程序设计与应用》、《第五章加热炉的生产率和热效率》、《固体燃料燃烧产生的烟气量计算》。

热平衡公式如下：

热收入项 = 热支出项
燃料燃烧放出的热热量 Q1+ 金属氧化放出的热量Q2 = 金属吸收的热量Q3 + 烟气带走的热量Q4 + 冷却水带走的热量 Q5 + 其它损失的热量Q6

热效率公式如下：

热线率 = Q3/Q1

Q1 = 燃料量*燃料热值；
Q2 = 炉子生产能力*金属氧化损失率*金属氧化放热；
其中金属氧化放热 = 5652 kJ/KG；
Q3 = 炉子生产能力*金属比热容*（金属出炉温度 - 金属入炉温度）；
其中金属比热容 = 0.703kJ/KG.℃（现场给出或查算，用0.461kj/kg.℃再算算试试）；
Q4 = 燃料量*单位燃气理论烟气量*烟气比热容*排烟温度；
其中烟气比热容 = 1.122kJ/KG.℃（现场给出或查算）；
Q5 = 冷却水流量*冷却水比热容*（出口冷却水温度-入口冷却水温度）；
其中冷却水比热容 = 4.2kJ/KG.℃（现场给出或查算）；
Q6 = 其它损失的热量；

现场相关参数

炉子生产能力 = 90t/h；
金属入炉温度 = 20℃；
金属出炉温度 = 1150℃；
金属氧化损失率 = 1%；
燃料流量 = 35550m^3；
燃料热值 = 720*4.18kJ/m^3；
冷却水入口温度 =  32℃；
冷却水出口温度 =  45℃；
冷却水流量 = 430m^3；

难点：单位燃气理论烟气量

计算方法1理论空气量计算：
L = 0.0476*(0.5CO+0.5H2) ；
L =0.0476*（0.5*23.5+0.5*1.8）
=0.602三元子气体容积计算：
VRO2 = 0.01*(CO2+CO);
=0.01*（17.5+23.5）
=0.41烟气氮容积计算：
VN2 = 0.79L+0.01N2；
=0.79*0.602+0.01*56.9
=0.476+0.569
=1.04水蒸汽容积计算：
VH2O = 0.01H2
=0.01*1.8
=0.018理论烟气量计算：
Vtheoretical value=0.41+1.04+0.018
=1.468m^3（1.5附近）
实际烟气量计算：
Vactual value = Vtheoretical value + (空气过剩系数-1)*0.602
=1.468+(1.1-1)*0.602
=1.528m^3空气过剩系数 = 21/(21-O2)；
其中CO、CO2、O2等含量通过烟气分析烟气成分含量；

计算方法2
理论空气量计算：
L = 空气过剩系数*(0.19*燃料热值/1000)
理论烟气量计算：
Vtheoretical value=L+0.97-0.03*燃料热值/1000
=1.509m^3（1.5附近）空气过剩系数 = 21/(21-O2)；
其中CO、CO2、O2等含量通过烟气分析烟气成分含量；

通过上述计算并结合能量守恒定律：
能量守恒定律
Q1 = 106991300；
Q2 = 5086800；
Q3 = 71505000；
Q4 = 9026760；
Q5 = 23478000；
Q6 = 8068320；

热线率 = Q3/Q1
=71505000/106991300
=66.833%

这篇博文的正确性需要考证，希望大家在这里指正。

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