t中1= t表1–Δt1＝671.46－110.19＝561.27℃
⑨计算金属热焓值
当t1均＝610℃时，查表得cp= 0.5887 kJ/(kg.℃)
所以，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg；Δi预=359-20×0.4773=349.6kJ/kg
注：与假设所得Δi预相差很小，故计算正确，不必重新校核，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg。
4总加热时间
5单位加热时间
符合连续加热炉加热中碳钢时间要求。
2.4
1.炉子长度计算
①有效炉长：
②预热段长度：
③加热段双面加热长度：
④加热段单面加热长度：
⑤炉子总长：L总=L效+A=28517+1600=30117mm
2．炉门数量和尺寸确定
①进料炉门：炉门宽度B进= B=3.132m；炉门高度H进=3×0.11=0.330m；进料炉门数量：1个（炉尾端部）。
3．耐火材料和尺寸确定
本炉采用砌砖结构：拱顶（60度拱顶）：加热段用一级硅砖300mm+硅藻土砖120mm；预热段用一级粘土砖300mm+硅藻土砖120mm；炉墙用一级粘土砖348mm+硅藻土砖120mm；
4．炉底水管布置及规格确定
①纵水管：最大中心距 ,取a实=1600mm；根数n=3132/1600=1.96，取n=2根；纵水管规格Ф121×20mm(横水管中心距b=2320mm条件下)。
②由k=0.977可计算天然气湿成分，计算结果列入下表
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2
CO
CO2
N2
H2O
总和
天然气（%）
88.55
1.57
2.52
2.49
0.01
0.43
2.13
2.30
100.0
③燃料低位发热量计算
2.计算理论空气需要量L0
3.计算实际燃烧产物需要量Ln（有焰燃烧，选取n=1.1）
令A= =0，得q表1=10.325×(15.314-8.834)=504504，带入得A=77.077；依上述步骤迭代得最终结果：A=A=73.46，则q表1=3×120×73.46/0.055=480829kJ/(m2.h)。
⑥计算金属表面温度t表1
t表1=t均1+
⑦计算金属断面温差
Δt1=
⑧计算金属中心温度
2设预热段炉气温度与炉长成近似线性关系，则：
tg预= ℃
5.计算各段炉气黑度
6.计算各段炉墙和炉顶对金属的角度系数（60°拱顶）
7.计算各段导来辐射系数（取εM= 0.8）
③加预界面处： kJ/(m2.h.K4)
2.3
金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。有实底段的二段连续加热炉内金属加热计算，按加热段、预热段和加热段实底段分别进行计算。首先将这三段分成四个界面，即：金属入炉处（炉尾）为0界面；预热段终了、加热段开始处为1界面；双面加热段终了、实底床开始处为2界面；加热段终了金属出炉处为3界面。则：0－1为预热段，1－2为双面加热段，2－3为单面加热段。计算顺序为界面3、2、1、0。
4.计算燃烧产物生成量及成分(每100m3燃料)
则生成物含量见下表
产物成分
C02
N2
O2
H2O
总和
含量（%）
8.63
70.56
1.7
19.11
100.0
5.计算燃烧产物重度
6.计算燃料理论燃烧温度
350℃时， ，设燃烧温度为1800~2100℃，则
因此，可满足连续加热炉加热工艺。
2.2
计算目的是确定炉气经过炉壁对金属的导来辐射系数CgKMkJ/(m2.h.K4)。
C2H6
C3H8
H2
CO
CO2
N2
总和
天然气（%）
90.63
1.61
2.58
2.55
0.01
0.44
2.18
100.0
4．助燃空气预热温度：350℃；
5．烟气出炉膛温度：670℃；
2.
2.1
1.天然气干、湿成分换算
①根据燃料温度20℃查表得g= 18.9 g/标m3(干空气),则
k= 100/(100+0.124×18.9)= 0.977
取q辐=500000 kJ/(m2h)，F≈B(H预上－2S)=3.132×（0.9－0.11）=2.5m2
加热段向预热段辐射的热量：Q辐=q辐F=500000×2.5=125×104kJ/h，则：
i预=i初+Δi预=20×0.4773+350=359.546 kJ/kg
④计算金属平均温度
设t1均＝611℃，查表得cp= 0.58895 kJ/(kg.℃)，则：
加热炉课程设计模版
1.
1．炉子生产率：P = 40t/h；
2．加热金属参数：加热钢种为40#碳素钢；料坯尺寸110×110×2800mm；加热初始平均温度为20℃；加热终了表面温度为1200℃；加热终了断面温差45℃；
3．燃料参数：预热温度设定为20℃；燃料种类设定为天然气；燃料成分见下表：
成分
CH4
S预= 0.9× = 0.9× m
3.计算炉气中CO2和H2O（汽）分压
PCO2= 8.63/100 = 0.0863大气压
PH2O= 19.11/100 = 0.1911大气压
4.预确定各段炉气温度
1设加热段炉气温度比金属加热终了时其表面温度高60℃，即
tg加= t表终+ 60 = 1200+60 =1260℃
1.预定炉膛主要尺寸：
①炉膛高度B。对于中型连续加热炉，假设H=550㎏/(m3.h.K4),则
，取n=1，a=0.166。.
则B=nl+(n+1)a=1×2.8+2×0.166=3.132m, B/0.116=27,整数，符合耐火砖条件。所以取B为3132mm。
②炉膛各段高度。查表，对燃气大型加热炉，取H预上＝900mm，H加上= 1600mm。
根据t3均=1168.5℃，查表40#钢导热系数a=0.021m2/h,透热深度（双面加热）S=0.11/2=0.055,
⑵计算毕渥数Bi，给热系数
⑶计算函数值
由F0=1.67，Bi=0.78查表得
所以，
②计算金属表面热流q表2
③计算金属断面温差
设t2均=1120，则查表得40#钢坯的导热系数为102kJ/(m2.℃.h)
=35124B +4400.8B +2235200= 39524.8B +2235200kJ/h
2.炉膛热支出Q出
①加热金属带出的物理热Q产
查表t产= 1168.5℃时c产= 0.6850kJ/(kg.℃)；t料= 20℃时c料= 0.4703kJ/(kg.℃)；所以，Q产=P(c产t产-c料t料)=40000×(0.685×1168.5-0.4703×20)=31.64×106kJ/h
1.计算3界面处金属加热有关参数
金属表面温度t表终= 1200℃；
金属断面温差设为Δt终= 45℃；
①计算金属断面平均温度
该处为单面加热，所以金属断面平均温度近似为
t均3=t表终－0.7Δt终=1200－0.7×45=1168.5℃
②计算金属表面热流q表3
查表得1168.5℃时40#钢的导热系数为28.996×36=104kJ/(m2.h.℃)
②出料炉门：炉门宽度B出=5×0.116=0.580m（摆放5块料坯）；炉门高度H出=0.420m(3倍料坯厚+拱顶高)；数量：2个（两侧各一个，对开）。
③操作炉门：(宽)464×（高）450mm；数量：4个（实底床两侧各2个）。
④人孔：高为车间地平面上100mm；尺寸（宽）580×（高）800mm；180度拱顶。
③计算加热段炉气温度tg3
注：计算结果与假设加热段各温度相差较小，所以不必重新设定和计算，故取tg3=1258℃。
2.计算2界面处金属加热有关参数
设炉气温度tg2=tg3=1258℃，求金属表面温度t表2、断面温度Δt2和表面热流q表2。
①计算该处金属表面温度t表2
⑴计算傅里叶准数F0
按经验取实底床长度L床=4.0m，查表得20℃时40#钢的密度ρ=7853kg/m3.
设加热段流入预热段的废气温度1258℃，查表得，当t空=350℃时，C空=1.296kJ/(Nm3.℃)；T废加=1258℃时,Cg2=1.588 kJ/(Nm3.℃)；则
③计算金属在预热段的热焓增量
根据t均3=1168.5℃，查表算得40#钢比热：cp=0.6850 kJ/(kg.℃)得：
Δi总＝Δi终－Δi始＝1168.5×0.6850－20×0.4773＝790.9 kJ/kg
②支撑水管：中心距b=2320mm；根数m=10524/2320=4.5,取为5根；结构为单根横水管中间加一根水管立柱结构；规格横水管Ф127×20mm，立柱水管Ф121×20mm。
5.炉子结构和操作参数
①有效炉底面积：F效=L效.B=28.517×3.132=89.32m2
②钢压炉底面积：F钢=L效.LM=28.517×2.8=79.85m2
4.计算0界面处金属加热有关参数
金属表面温度t表0=20℃；炉气温度tg1= 670℃；
计算金属表面热流q表0
5.计算各段平均热流
①预热段平均热流：
②双面加热段平均热流：
6.计算各段金属加热时间
①预热段金属加热时间：
②双面加热段金属加热时间：Δi加=i加–i预=767-359=408kJ/kg
则
3实底床加热段上金属加热时间：由前面计算所得
③炉膛各段长度。设均热段长度L均，加热段长度为L加，预热段长度为L预。