热浸镀锌生产线加热炉热平衡测定与计算.docx

lCS 77． 140． 50H 46Y日中华人民共和国黑色冶金行业标准YB／T 42”一 2010热浸镀锌生产线加热炉热平衡 测定与计算Determination and calculation of heat balance of furnace for CGL2010—08—16发布 2010-1 旷 01实施中华人民共和国工业和信息化部 发布YB／T 42” 一 2010前 言本标准的附录 A、附录 B是资料性附录 本标准由中国钢铁工业协会提出 本标准由全国钢标准化技术委员会归口本标准起草单位：浙江华东钢业集团有限公司、冶金工业信息标准研究院、北京星和众工设备技术股份有限公司、首钢总公司、苏州博恒浩科技有限公司本标准主要起草人：许秀飞、仇金辉、何长化、汪为健、沈伟根、戴强、闫玮、王永强、史宝和、温婧YB／ T 42”—伽 10热浸镀锌生产线加热炉热平衡测定与计算1范圈本标准规定了钢带热浸镀锌生产线加热炉的热平衡测定与计算的基准、测定条件、浏定项目及计算方法本标准适用于钢带热浸镀锌生产线中以气体燃料和电力等为供给能的加热炉热平衡测定与计算，钢带连续退火生产线的退火炉可参考执行。

2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 (不包括勘误的内容 )或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 GB／T 2588设备热效率计算通则3热平衡测定与计算基准3． 1基准温度采用标准环境温度3． 2基准压力采用标准大气压3． 3燃料的发热量按应用低位发热量计算．3． 4加热炉热平衡测定与计算体系取整个加热炉中预热段、加热段、保温段炉体以及与这三部分相 关的热交换器、管道等附属设施为体系，即从燃料管道进入炉体、助燃空气进入热交换器列最终废气 排放口之间范围内，在炉俸上以加热段与冷却段的交界处作为体系分界线．加热炉的冷却段、时效段 等不作考核3． 5改良森吉米尔法加热炉应将无氧炉与辐射炉分开测定4设备状况4．1写明设备的新旧程度、特点及存在的问题，建成投产或上次大修后投产的日期．4． 2设备及生产概况记录表见附录 A5热平衡测定条件5． 1被测设鲁和工艺加热炉热平衡测定，应在设备稳定运行期内进行，测定时期生产工艺必须稳定正常，产品的规格以保 证加热炉达到额定生产能力确定，产品的级别统一为 CQ级 (退火温度 720"C)。

5． 2频次 各项数据的测定应至少测定 2次，每次间隔不少于 1h5． 3测定用仪 ■ 仪表计量嚣具 测定用仪器仪表计量器具要求应在检定周期之内6测定项目和方法 加热炉测定项目和方法见表 1YB／T 4211—2010表 1加热炉测定项目和方法测定仪表区分 项目 符号 单位 测定位置 测定频率 取值原则与方法燃料量 B m3／h 燃料管道上 流量计 1小时 1次 算术平均值 盛燃料成分进行燃料 燃料发热值 Qk kI／m3分析和计算燃料温度 t口 ℃ 燃料管道上 温度计 1小时 1次 算术平均值 CCh 含量 喏 ％烟气 CO含量 O口 ％排烟管道上 烟气分析仪 1小时 1次 算术平均值 成分 Q含量 噬 ％烟气 N2含量 M ％烟气含湿量 gy ％ 千湿球温度计 1小时 1次 算术平均值 烟气流量 vy rn3／h 排烟管道上 测定或计算预热及 烟气温度 岛 ℃ 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值 无氧化 预热炉空气流量 “ n一／h 流量计加热炉 无氧炉空气流量 k n，／h 流量计空气 空气管道上 1小时 1次 算术平均值空气温度 “ ℃ 数字式温度计空气湿度 gk ％ 干湿球温度计氧气 氢气流量 VHz m3／h 氢气管道上 流量计 l小时 1次 算术平均值 入炉温度 fw ℃ 炉外 光学温度许钢带离开无氧炉温度 ￡ ： ℃ 炉内 光学温度计表面温度 ￡h ℃ 红外测温仪 炉体 炉体表面表面面积 』4 。

t一 对应区域入炉温度 t＆ ℃ 供水管道上 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值 冷却水 离开无氧炉温度 t： ℃ 回水管道上 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值 流量 P m3／h 回水管道上 流盘计 1小时 1次 算术平均值燃料量 B n一／h 燃料管道上 流量计 1小时 1次 算术平均值按燃料成分进行 燃料 燃料发热值 Qh kI／ m3分析和计算燃料温度 tc ℃ 燃料管道上 温度计 1小时 1次 算术平均值a1 含量 晓 ％ 辐射加热炉 烟气 CO 含量 Cp ％排烟管道上 烟气分析仪 1小时 1次 算术平均值 成分 02含量 q ％烟气 N2含量 № ％烟气台湿量 ＆ ％ 千湿球澄度计 1小时 1次 算术平均值 烟气流量 U n一／h 排烟管道上 测定后计算烟气温度 ty ℃ 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值2YB／T 4211 —2010 表 1(续 )测定仪表区分 项目 符号 单位 测定位置 测定频率 取值原则 与方法空气流量 Vk m3／h 流量计空气 空气温度 “ ℃ 空气管道上 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值 空气相对湿度 gk ％ 干湿球温度计辐射加热炉 进入辐射炉温度 “ ℃ 炉外 红外测温仪 算术平均值 钢带 l小时 1次离开辐射炉温度 t： ℃ 炉内 高温温度计表面温度 “ ℃ 红外测温仪 1小时 1次 算术平均值 炉体 炉体表面表面面积 A mz 对应区域电压 U V 总电路上 电压表 1小时 1次 算术平均值 电力总电流 』 A 总电路上 电流表 1小时 1次 算术平均值进入电炉温度 k ·℃ 炉外 红外测温仪 1小时 1次 算术平均值 电加热炉 钢带离开电炉温度 t0 ℃ 炉内 高温温度计表面温度 “ ℃ 红外测温仪 1小时 1次 算术平均值 炉体 炉体表面表面面积 A r一 对应区域温度 “ ℃ 系统环境 数字式温度计 1小时 1次 算术平均值 环境相对湿度 gh ％ 位置 干湿球温度计 1小时 1次 算术平均值7热平衡计算7． 1热量的总体收入项目 (a) 燃气燃烧的化学热 ((h) ； (b)燃气带入的物理热 (Qrw) ； (c)助燃干空气带人的物理热 (q)； (d)助燃空气中水分带人的物理热 (Q)}(e) 钢带带入的物理热 ((k) ；(f) 电气发热元件发出的热量(Oh)；(g) 氢气燃烧的化学热(Q}I，)。

7． 2热量的总体支出项目 ’(a) 钢带带出的物理热 (Q： )；(b)干烟气带出的物理热 (Q； )；(c) 烟气中水分带出的物理热 (Q： )； (d)炉体表面散热 (Q： )； (e)冷却水带出的热量 (Q： )对于镀锌加热炉而言，钢带氧化等反应的热量变化，不完全燃烧的化学热损失，炉门及孔洞辐射热损失，炉门及孔洞冒气热损失可以忽略不计，在正常运行的情况下，体系的积累热也可以不予考虑7． 3热量收入项目的计算7． 3． 1燃气燃烧的化学热 ((h) 计算按下式：瓯 =B Qk (1)3YB／ T 421 1—2010式中： Q^——燃气燃烧的化学热，kJ／h(t)； B——燃气用量，m3／h或ms／t； Qk——燃气湿成分低位发热值， kJ／ m3 Qk可按下式计算：(k=126CO"+108Hi+234H 2S|+358CH ： +637CzH ； +913CsH§+1186GHio (2) 式中：CO"、H；、Hz9、CH|、巳心——分别为燃气中各湿成分的体积含量，％7． 3． 2燃气带入的物理热 (Qo)计算按下式：(k=B(c， t一 c$to) (3)式中：Q，——燃气带人的物理热，kJ／h(t)；￡ ， ——燃气的人炉温度， ℃ ； to——基准温度，℃； c， ——O'C至入炉温度间燃气的平均比热容， k，厂 (m3·℃) ；cto——O'C至人基准温度间燃气的平均比热容，kJ／(m3·℃)。

cr一 (ccoCO'+ 心 Hl+c 心 sHzS'+ qKCIH ： + )×1 ／ lOO 式中： COD、 cH：、 Cths、 qK——燃气中 CO、 H2、 HzS、巳 H等成分的平均比热容， ki／ (m3·℃) 7． 3． 3助燃干空气带人的物理热 (q)计算按下式：q=Vk(1—0． 0001249k)(cktk —ckoto)式中： Q——助燃干空气带人的物理热，kJ／h(t)； U——实测助燃空气量，m3／h或m3／t； gk——空气的含水量，g／ma； “——O'C至人炉温度间空气的平均比热容，kJ／(m3·℃)} “——空气入炉温度，℃； 铀——O'C至基准温度间空气的平均比热容，kJ／(m3·℃)7． 3． 4助燃空气中水分带人的物理热 (q)计算按下式：QE=0． 0001249k(Qtk 一 ‘∞to) · 式中： ’ Ql——助燃空气中水分带入的物理热，kJ／h(t)；’ cg——o’C至人炉温度间水蒸气的平均比热容，kJ／(m3·℃)；c日——0℃至基准温度间水蒸气的平均比热容，kJ／(m3·℃)7． 3． 5钢带带人的物理热 (q0)计算按下式；(k="k(c ， t。

一 cm 如 ) 一式中：Q，——钢带带入的物理热，kJ／h(t)；m——入炉钢带的质量， kg／ h；c——O'C至人炉温度间水钢带的平均比热容，kJ／(m3·℃)I4YB／ T 42”一扣 10 cm——o℃至基准温度间水钢带的平均比热容，k丁／(m3·℃)7． 3． 6电气发热元件发出的热量 (Qd) 计算按下式：Q—A×N (7)式中： A——换算系数，11839．6； N—一电热元件的实测有效功率， kW注：由于电力是一种二次能源，所以不能简单地与一次能源相比较，本标准采用了通过标准煤来折算的办法，即 1度 电折算成 0． 404ke标准煤，应发出 11839． 610热量7． 3． 7氢气燃烧的化学热 (QK)计算按下式：QⅥ‘QH (8)式中： QH——氢气燃烧的化学热，l【J／h(t)； Vh——氢气用量，m3／h或m3／t； QK——氢气的低位发热值， kJ／ h或 l【J ／ t7． 4热量支出项目的计算7．4．1钢带带出的物理热(Q：)计算按下式： Q0一 m f0式中： Q：——钢带带出的物理热，kJ／h(t)； c， ——O'C至出炉温度间钢带的平均比热容， kJ／ (kg·℃) ； cm——O'C至基准温度间钢带的平均比热容， l【J ／ (kg·℃) ；￡：——钢带离开本炉区的出炉温度，℃。

7．4．2干烟气带出的物理热(Q；)7． 4． 2． 1辐射管加热炉千烟气带出的物理热 (Qj)的计算 若不能直接测出烟气的成分时，可以进行理论计算； 在辐射管内燃气是得到完全燃烧的，主要燃烧产物是 cQ和 HzO，废气中的主要成分除以上两者外，还有空气中带入的 N2及残留的 02Qj—Q； fo 2+Q； f№+∞q (10)式中： Qj∞ ——辐射管加热炉 cQ带出的物理热， kJ／ h或 kJ／ t； QjM——辐射管加热炉Nz带出的物理热，l【J／h或k丁／t； Qk——辐射管加热炉 02带出的物理热， kJ／ h或 kJ／ t a)C02 带出的物理热 (Qjm) 由于辐射管加热区的废气进入排放总管前往往会渗人冷空气，所以其流量和成分一般通过理论计算 获得， C02是燃料燃烧的生成物，根据完全燃烧化学反应方程式可知， CXh的数量是燃气中 CO的一倍， 巳 H的 m倍，由此可计算出：(矗吗 2(酗乜 H·m+Vco)·(c如 t；一 coa： oto) ． _。