style="width:2.82681in;height:0.63998in" /> (3) 本文是学习GB-T 33956-2017 轧钢连续加热炉热平衡测试与计算方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了轧钢连续加热炉热平衡测试与计算的术语和定义、热平衡测试与计算基准、设备及炉
子概况、炉子近期生产情况、测试准备、测试步骤、测试内容、部位与方法、计算方法、热平衡测试报告主
要内容。
本标准适用于钢铁行业轧钢连续加热炉热平衡测试与计算，其他行业可参照使用。
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件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 384 石油产品热值测定法
GB/T 476 煤中碳和氢的测定方法
GB/T 508 石油产品灰分测定法
GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)
GB/T 1885 石油计量表
GB/T 6284 化工产品中水分测定的通用方法 干燥减量法
GB/T 13338 工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则
GB/T 17040 石油和石油产品硫含量的测定 能量色散 X 射线荧光光谱法
SH/T 0172 石油产品硫含量测定法(高温法)
GB/T 13338界定的术语和定义适用于本文件。
采用轧钢连续加热炉车间内距离炉墙外1 m 处测试的平均环境温度。
对气体燃料采用湿煤气的低(位)发热量，对液体燃料采用收到基低(位)发热量。
根据测试要求，做全炉(包括余热回收装置)或(和)炉膛热平衡的测试与计算。
在入炉物料品种及规格不变、炉子工况稳定的情况下连续测试。热平衡测试限定在8
h 内完成，测试
GB/T 33956—2017
次数不能少于2次，每次为1 h。
其中温度、压力、流量等参数的测试每小时不少于4次，然后取平均值。
以每吨入炉物料消耗的热量为计算单位，即 kJ/t。
设备及炉子概况参见附录 A 填写。
被测炉子前一个月的平均技术经济指标参见附录 B 填写。
熟悉炉子及有关设备的结构、性能、操作与运行情况，并了解生产工艺流程等。
根据测试要求制定测试方案，并选择能够代表炉子实际生产情况的钢种及测试部位和测试点。
根据测试方案组织测试人员。测试工作由专业技术人员指挥，按工作需要对测试人员进行分工，并
根据情况进行必要的技术培训与安全教育。
准备好所需测量工具，对现场已有仪表及各种便携的测量仪器进行校正，满足测试要求。工厂无计
量装置时，在测试前应安装符合测试要求的计量装置。
测试前及测试过程中，炉况及其上下游工序工作情况应正常。
正式测试之前宜对其中的几项或全部项目进行必要的预备性测试，验证测试手段的可靠性。
按测试内容进行测试与记录。采用以测量为主，控制中心记录数据为参考的方法，对所测数据进行
分析整理，并按本标准的计算方法进行计算。对测试结果进行分析并提供测试报告。
主要测试内容参见附录 C。
GB/T 33956—2017
8.2.1.1 燃料量测试
燃料量可由经过校核的计量装置读取。
8.2.1.2 燃料的取样分析及发热量测试
8.2.1.2.1 气体燃料
气体燃料应在燃烧器前煤气管道上的取样孔进行取样，
一般每小时取一次，如果煤气成分波动较
大，可适当缩短取样间隔时间。
气体燃料用气相色谱进行成分分析。
气体燃料含水量用吸收法或露点法测试。
气体燃料发热量应根据气体分析成分及含水量换算成湿成分，然后计算出气体燃料低(位)发热量。
8.2.1.2.2 液体燃料
液体燃料取样应在平衡测试期间内，从油喷嘴前管道中连续取2 kg
试样，混合均匀后，迅速倒入两
只约1 kg 的瓶内装满密封，以备化验。
液体燃料可按 GB/T476 的规定进行成分分析，其余按 GB/T 6284、GB/T
17040、SH/T 0172、
GB/T 508、GB/T 1884 和 GB/T 1885 的规定进行分析。
液体燃料发热量按 GB/T 384 的规定进行。
8.2.1.3 燃料压力和温度测试
在换热器前后和燃烧器前，用热电偶测温，用压力计测量压力。
8.2.2.1 空气流量的测试
从现场接近燃烧器前的管道上仪表读取。也可用皮托管和 U
型压力计或热球风速计测试。
8.2.2.2 空气湿度测试
用干湿球温度计测出相对湿度，再换算成绝对湿度。
8.2.2.3 空气温度的测试
在换热器进、出口和燃烧器入口前，用热电偶进行测试。
8.2.3.1 物料重量测试
物料重量采用现场计量装置称量，也可根据尺寸、密度计算。
8.2.3.2 物料温度测试
采用热电偶测温法进行测量。也可采用红外热像仪或红外测温仪对出炉窑的物料表面温度进行测
GB/T 33956—2017
量。测量应分别在物料进炉炉门开启前3 s 内和出炉炉门开启后3 s 内完成。
8.2.3.3 氧化烧损测试
氧化烧损率采用称量法测试。
8.2.4.1 烟气量测试
可用皮托管与微压计配合测量多点烟气流速后算出。
8.2.4.2 出炉烟气温度测试
炉膛烟道入口处、换热装置入出口处用热电偶测试。
8.2.4.3 烟气取样和分析
烟气取样位置与测温点相同。建议采用便携式或在线烟气分析仪。亦可采用直接取样装袋送实验
室进行成分分析。
8.2.5.1 炉膛温度测试
采用现场检测装置读取，应按炉体结构分为预热段、加热段、均热段等分别测试。
8.2.5.2 炉膛压力测试
由现场仪表直接读取或用便携式微压计测量，测试点位置按热工测试相关规定确定。
8.2.6 炉体、排烟装置、炉膛、管道表面温度与热流量
测量炉体、排烟装置和炉膛至排烟装置间空气、煤气(或烟气)管道等表面温度时，可将表面温度相
近的地方分成若干部分，然后用热流计直接测出各部分的平均热流量和平均温度，或用红外热像仪、表
面温度计等测出各部分平均温度，计算出热流量。每平方米测点不少于五个。
记录炉门及孔洞在1 h
内的开启时间，测量出炉门及孔洞的高度、宽度，孔洞炉气的成分取样分析、
温度与压力的测试方法分别与烟气取样的分析及炉温、炉压测法相同。
8.2.8.1 冷却水耗量测量
在入口或出口应尽量安装流量计测试，也可用体积法测试计算。
8.2.8.2 冷却水温度测试
在入口和出口处采用温度计测试。
8.2.9.1 蒸发量测试
由现场计量仪表直接读取。
GB/T 33956—2017
8.2.9.2 蒸汽温度、压力及给水温度测试
蒸汽温度、压力及给水温度由现场计量仪表直接读取。
9.1.1 燃料燃烧的化学热量的计算按式(1)计算：
Q₁=BQw ………………………… (1)
式中：
Q₁—— 燃料燃烧的化学热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
B — 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
Qw— 燃料低(位)发热量，单位为千焦每吨(kJ/t) 或千焦每立方米(kJ/m³)。
燃料的低(位)发热量的计算按式(2)计算：
Qdw=1264co5+1084m+3584cm³+5984c +2344H₂ss ……………… (2)
式中：
Qdw — 燃料低(位)发热量，单位为千焦每吨(kJ/t) 或千焦每立方米
(kJ/m³);
4cos、9、4cm、4c、4H₂ s…—— 气体燃料各湿成分的含量(体积分数),%。
气体燃料各湿成分的含量(体积分数)按式(3)计算：
style="width:2.82681in;height:0.63998in" /> (3)
式中：
Z 、Z⁸ 气体燃料中任意湿成分含量和对应的干成分含量(体积分数),%;
gm — 干气体燃料的含水量，单位为克每立方米(g/m³)。
9.1.2 燃料带入的物理热量的计算按式(4)计算：
Q₂=B(crt,—cmt 。) ………………………… (4)
式中：
Q₂ —— 燃料带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
B —— 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
t 。 —— 环境温度，单位为摄氏度(℃);
t. —— 燃料的温度，单位为摄氏度(℃);
c, 及 ce—
燃 料 在 0 至t, 及 t。间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)]
焦每立方米摄氏度[kJ/(m³ · ℃)]。
或千
对于气体燃料，平均比热容按式(5)计算：
style="width:5.36003in;height:0.59334in" /> (5)
式中：
Cg — 气体燃料比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³ · ℃)];
Cco、Cco₂、CH₂ … — 湿气体燃料中 CO 、CO₂ 、H₂ …
成分的平均比热容，单位为千焦每立方米摄 氏度[kJ/(m³ · ℃)];
9co 、4co2 、4 …— 气体燃料各湿成分的含量(体积分数),%。
对于液体燃料，平均比热容按式(6)计算：
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ci=1.735+0.0025t, ………………………… (6)
式中：
C₁— 液体燃料比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
t,—— 燃料的温度，单位为摄氏度(℃)。
9.1.3 助燃空气带入的物理热量的计算按式(7)计算：
Q₃=BaL(cit—ckt 。) ………… …………… (7)
式中：
Q3 — 助燃空气带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
B — 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
α — 空气系数；
LS — 理论湿空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg);
Ck、Ck— 空 气 在 0 至 及
t。间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³ · ℃)];
tx —— 空气温度，单位为摄氏度(℃);
t 。 —— 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
对于液体燃料，空气系数按式(8)计算：
style="width:5.71324in;height:1.11342in" /> …………………… (8)
式中：
α — 空 气 系 数 ；
4o8'、4cos'、4mg'、4cm, '及qw'— 干烟气中各成分的含量(体积分数),%。
对于气体燃料，空气系数按式(9)计算：
style="width:6.90677in;height:1.46014in" /> (9)
式中：
α —— 空气系数；
40%'、4cos'、4cos'、4mg'、4sog'、4cH,x'及4g’—
干烟气中各成分的含量(体积分数),%;
9 、9c0 、9co 、9cH 、9cmH 、9H₂sS 理论湿空气量按式(10)计算：
式中：
— 燃料的各湿成分的含量(体积分数),%。
 |
|
|
|---|
Lo—— 理论湿空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg);
gk—— 干空气的含水量，单位为克每立方米(g/m³);
LR— 理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg)。
对于液体燃料，理论干空气量按式(11)计算：
L8=0.0889wcy+0.2667wmy—0.0333(wox-wsr) ……………… (11)
式中：
LR —理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg);
wer 、wHr 、wor 及 wsy — 燃料的成分含量(质量分数),%。
对于气体燃料，理论干空气量按式(12)计算：
style="width:7.99993in;height:0.5467in" />
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+0.07144H₂ss 0.04764o ………………………… (12)
式中：
LR — 理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米
每千克(m⁵/kg);
4m2 、4co5 、9cH3 、4c 、4Hs 及 — 燃料的成分含量(体积分数),%。
9.1.4 雾化蒸汽带入的物理热量的计算按式(13)计算：
Q=BG(hq-h 。-r) ………………………… (13)
式中：
Q: — 雾化蒸汽带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
B — 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
Ga 单位燃料的雾化蒸汽用量，单位为千克每千克(kg/kg);
ha 及 h。 ——雾化蒸汽在使用及环境条件下的比焓，单位为千焦每千克(kJ/kg);
r — 蒸汽在使用条件下的汽化潜热，单位为千焦每千克(kJ/kg)。
9.1.5 物料带入的物理热量计算按式(14)计算：
Qs=1000(cptp—Cpet 。) ………………………… (14)
式中：
Q₅ —— 物料带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
C。及 Cpe 物 料 在 0 至 tp 及
t。间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
to — 物料入炉温度，单位为摄氏度(℃);
t. —— 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
9.1.6 物料氧化反应热量计算按式(15)计算：
Q₆=5645160a ………………………… (15)
式中：
Q₆— 物料氧化反应热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
a — 物料氧化烧损率，单位为千克每千克(kg/kg)。
9.1.7 收入热量总和
style="width:0.35184in;height:0.26701in" /> 按式(16)计算：
2Q=Q¹+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q. ………………………… (16)
式中：
∑Q—— 收入热量总和，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q₁— 燃料燃烧的化学热，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q2 — 燃料带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q3 — 助燃空气带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q — 雾化蒸汽带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q — 物料带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q₆ — 物料氧化反应热量，单位为千焦每吨(kJ/t)。
9.2.1 出炉物料带出的物理热量计算按式(17)计算：
Q'=1000(1-a)(c't' 。-cet 。) ………………………… (17)
式中：
Q′ — 出炉物料带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
— 物料氧化烧损率，单位为千克每千克(kg/kg);
c' 、c'e— 物料在0至t’, 及 t.
间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
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t’ —— 物料出炉温度，单位为摄氏度(℃);
te 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
9.2.2 烟气带出的物理热量计算按式(18)计算：
style="width:4.32667in;height:0.67342in" /> (18)
式中：
Q′ —— 烟气带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
B —— 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
b 不完全燃烧时烟气修正系数；
V — 完全燃烧时的实际湿烟气量，单位为立方米每立方米(m³/m³)
或立方米每千克(m³/kg);
Vi — 炉门、孔洞逸气量，单位为立方米每小时(m³/h) (见9.2.8);
Gp — 每小时入炉物料量，单位为吨每小时(t/h);
cy 及 cw—— 烟气在0至ty 及 t.
间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³ · ℃)];
ty —— 烟气出炉的温度，单位为摄氏度(℃);
t. —— 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
当空气系数α≥1时，不完全燃烧时烟气修正系数按式(19)计算：
style="width:3.5068in;height:0.64658in" />
式中：
b —— 不完全燃烧时烟气修正系数；
4cos' 、4m'—— 干烟气中各成分的含量(体积分数),%。
…………………………
(19)
当空气系数α\<1时，不完全燃烧时烟气修正系数按式(20)计算：
style="width:6.61996in;height:0.68662in" /> ………………… ( 20)
式中：
b — 不完全燃烧时烟气修正系数；
4cos'、4mg'、4cH,s'及os′— 干烟气中各成分的含量(体积分数),%。
对液体燃料，完全燃烧时的实际湿烟气量按式(21)计算：
V=V 。+[a(1+0.00124gk)- 1]L8+1.24G₄) (21)
式中：
V— 实际烟气量，单位为立方米每千克(m³/kg);
V。—— 理论烟气量，单位为立方米每千克(m³/kg);
a — 空气系数，按式(8)计算；
gk— 干空气的含水量，单位为克每立方米(g/m³);
L&— 理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg);
G 。— 单位燃料的雾化蒸汽用量，单位为千克每千克(kg/kg)。
理论烟气量按式(22)计算：
V 。=0.0187wcy+0. 112wμγ+0.007wsy+0.008wvr+0.0124wY+0.79LR … …(22)
式中：
Vo ——理论烟气量，单位为立方米每千克(m³/kg);
wcr 、Wnr 、wsr 、wyy ——燃料的成分含量(质量分数),%;
wY — 燃料中水分含量，%;
LR ——理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg)。
对气体燃料，完全燃烧时的实际湿烟气量按式(23)计算：
V°=Vδ+[a(1+0.00124gk)- 1]L8
式中：
V— 实际烟气量，单位为立方米每立方米(m³/m³);
V。——理论烟气量，单位为立方米每立方米(m³/m³);
α 空气系数，按式(9)计算；
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… … … … … … … … … …(23)
gk—— 干空气的含水量，单位为克每立方米(g/m³);
LR 理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每千克(m³/kg)。
理论烟气量按式(24)计算：
style="width:10.94662in;height:0.59994in" />
………… ( 24)
式中：
V
LR
烟气在0至 ty
— 理论烟气量，单位为立方米每立方米(m³/m³);
、9c 、4m 、4H₂sS 、4y 、9H₂oS 燃料的各湿成分的含量(体积分数),%;
——理论干空气量，单位为立方米每立方米(m³/m³)
或立方米每千克(m³/kg)。
间的平均比热容按式(25)计算：
式中：
Cy
 |
|
|
|---|
- 烟气平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³ · ℃)];
CCo、cco; …— 湿烟气中 CO、CO₂ …
的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/ (m³ · ℃)];
4cos'、4cos' … 湿烟气中CO、CO₂ …的含量(体积分数),%。
9.2.3 化学不完全燃烧损失的热量计算按式(26)计算：
Q³=BbV(1264cos'+1084m'+3584cm³'+ ) … … … … … … … …(26)
式中：
Q′
B
b
V:
— 化学不完全燃烧损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
- 每吨入炉物料的燃料用量，单位为千克每吨(kg/t) 或立方米每吨(m³/t);
—— 不完全燃烧时烟气修正系数；
— 完全燃烧时的实际湿烟气量，单位为立方米每立方米(m³/m³) 或立方米每
千克(m³/kg);
4cos'、4ms'、4cms' …-— 湿烟气中CO、H₂、CH₁ …的含量(体积分数),%。
9.2.4 机械不完全燃烧损失的热量
Q'’为燃油残留及烟气中残炭损失热量，若能测量出燃油残留及烟
气残炭量则按相应的热量计算，否则忽略不计。
9.2.5 炉子附件的吸热量计算按式(27)计算：
Q′=Gi(c′t'-citī) ……………………… (27)
式中：
Q′ —— 炉子附件的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
G₁ — 入炉吨物料加热附件(链带等)的重量，单位为千克每吨(kg/t);
c′ 及 c 附 件 在 0 至t′ 及 t₁
间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
t ' 及t—— 附件出炉及进炉时温度，单位摄氏度(℃)。
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9.2.6 炉体表面散热量计算按式(28)计算：
style="width:1.54674in;height:0.6732in" />
…………………………
(
28)
式 中 ：
Q%— 炉体表面散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
9i—— 第 i 部分炉体表面平均面积热流量，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m²
·h)];
A,— 第 i 部分炉体表面散热面积，单位为平方米(m²);
Gp—— 每小时入炉物料量，单位为吨每小时(t/h)。
第 i 部分炉体表面平均面积热流量如不能直接测量，可按式(29)计算：
式 中 ：
style="width:6.45334in;height:0.65244in" />
…………………
(29)
qi 第 i 部分炉体表面平均面积热流量，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m²
·h)];
ε — — 炉体表面黑度；
to— 第 i 部分炉体表面平均温度，单位为摄氏度(℃);
t 。— 环境温度，单位为摄氏度(℃);
αa—— 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时(kJ/(m² ·h))。
无风时，对流给热系数按式(30)计算：
αa=A(t₀-to) ………………………… (30)
式 中 ：
αa—— 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m² ·h)];
A— 系数，散热面向上时A=11.7, 向 下 时A=6.3, 垂 直 时A=9.2;
to— 第 i 部分炉体表面平均温度，单位为摄氏度(℃);
t 。—- 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
横置圆柱时，对流给热系数按式(31)计算：
style="width:2.2999in;height:0.74008in" />
式 中 ：
αa— 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m² ·h)];
th-— 第 i 部分炉体表面平均温度，单位为摄氏度(℃);
t 。- 环境温度，单位为摄氏度(℃);
d,—— 圆柱直径，单位为米(m)。
…………
……
(31)
当风速 W;\<5m/s
式 中 ：
时，对流给热系数按式(32)计算：
αa=22.2+15. 1W;
………………………………
(32)
ad 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m² ·h)];
W₁— 风速，单位为米每秒(m/s)。
当风速W₁>5m/s 时，对流给热系数按式(33)计算：
aa=27. 1W;0.78
式 中 ：
αa—— 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m² ·h)];
W— 风速，单位为米每秒(m/s)。
9.2.7 炉门及孔洞辐射的热量计算按式(34)计算：
…………………………
(33)
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style="width:6.83346in;height:0.68684in" />
式中：
Q′ 炉门及孔洞辐射的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
G 。— 每小时入炉物料量，单位为吨每小时(t/h);
A′—— 炉门、孔开启面积，单位为平方米(m²);
……………
(34)
φ — 角 度 系 数 ；
t — 1h 内开启门、孔时间，单位为秒(s);
t′—— 炉门及孔洞处温度，单位为摄氏度(℃);
t 。—— 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
9.2.8 炉门及孔洞逸气损失热量计算按式(35)计算：
Q's=Qm+Qa …………… ………… (35)
式中：
Q’— 炉门及孔洞逸气损失热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q 逸气带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Qa— 逸气带出的化学热量，单位为千焦每吨(kJ/t)。
逸气物理热量计算按式(36)计算：
style="width:3.37338in;height:0.6468in" />
式中：
Q —— 逸气带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
……………………
(36)
cyi 及 cya—— 炉门、孔洞处的炉气在0至 ty 及
t。间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度
[kJ/(m³ · ℃)];
tyi — 炉门、孔洞处的炉气温度，单位为摄氏度(℃);
t 。 — 环境温度，单位为摄氏度(℃);
G 。 —— 每小时入炉物料量，单位为吨每小时(t/h);
V₁ — 通过炉门、孔洞的逸气量，单位为立方米每小时(m³/h)。
炉门及垂直孔洞的逸气量按式(37)计算：
style="width:8.00009in;height:1.08658in" />
式中：
V₁— 通过炉门、孔洞的逸气量，单位为立方米每小时(m³/h);
………
(37)
pi—— 炉门、孔洞底部的炉气表压，单位为帕斯卡(Pa);
pe-— 环境温度下的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
py——ty 下炉气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
H— 炉门、孔洞的平均开启高度，单位为米(m);
μ — 流量系数，厚墙μ=0.82,薄墙μ=0.62(当δ\<3.5d
时为薄墙，δ为炉墙的厚度，d 为炉门、
孔洞的当量直径);
b 炉门、孔洞的平均宽度，单位为米(m);
t — 炉门、孔洞1 h 内的开启时间，单位为小时(h);
p.—— 大气压，单位为帕斯卡(Pa);
t—— 炉门、孔洞处的炉气温度，单位为摄氏度(℃)。
GB/T 33956—2017
环境温度下的空气密度按式(38)计算：
式中：
style="width:2.86in;height:0.97232in" />
…………………………
(38)
0e 环境温度下的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
pe— 大气压，单位为帕斯卡(Pa);
t。——环境温度，单位为摄氏度(℃)。
tyi下炉气密度按式(39)计算：
style="width:2.87999in;height:0.95326in" />
··
·
……
(39)
式中：
py—ty 下炉气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
o—— 标准状态下，炉气的密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
ty—— 炉门、孔洞处的炉气温度，单位为摄氏度(℃);
p₁— 炉门、孔洞底部的炉气表压，单位为帕斯卡(Pa);
c 大气压，单位为帕斯卡(Pa)。
标准状态下炉气的密度按式(40)计算：
style="width:6.4933in;height:0.70004in" />
式中：
……………
(
40)
Po --标准状态下，炉气的密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
4c₀2 、4H₂0 、9s₀₂ 、4v₂ 、4o₂ …
·——炉门、孔洞逸出气体成分含量(体积分数),%。
通过水平孔洞的逸气量按式(41)计算：
style="width:4.11993in;height:0.72666in" /> ( 41)
式中：
V₁— 通过水平孔洞的逸气量，单位为立方米每小时(m³/h);
pi— 水平孔洞底部的炉气表压，单位为帕斯卡(Pa);
py—ty 下炉气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);
μ— 流量系数，厚墙μ=0.82,薄墙μ=0.62(当δ\<3.5d
时为薄墙，δ为炉墙的厚度，d 为炉门、
孔洞的当量直径);
A— 水平孔洞的逸气面积，单位为平方米(m²);
T 水平孔洞1h 内的开启时间，单位为小时(h);
p.— 大气压，单位为帕斯卡(Pa);
ty— 水平孔洞处的炉气温度，单位为摄氏度(℃)。
逸气化学热量计算按式(42)计算：
style="width:6.5866in;height:0.58674in" />) (42)
式中：
Q — 逸气化学热量，单位千焦每吨(kJ/t);
Gp ——每小时入炉物料量，单位为吨每小时(t/h);
GB/T 33956—2017
Vi — 通过炉门、孔洞的逸气量，单位为立方米每小时(m³/h);
4co 、4H2 、9cH₄ 、4cH,— 炉门、孔洞逸出气体成分含量(体积分数),%。
9.2.9 冷却水的吸热量计算按式(43)计算：
Q,=Gg(c't'-ct) ………………………… (43)
式中：
Q,—— 冷却水的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
G 。— 每吨入炉物料的冷却水用量，单位为千克每吨(kg/t);
c' 、c 冷却水在t' 、t 下的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];
t' 、t 冷却水出、入炉温度，单位为摄氏度(℃)。
9.2.10 汽化冷却的吸热量计算按式(44)计算：
style="width:3.3534in;height:0.63998in" />) (44)
式中：
Qlo—— 汽化冷却的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
G 。—— 入炉每吨物料的产汽量，单位为千克每吨(kg/t);
h¹— 蒸汽的比焓，单位为千焦每千克(kJ/kg);
c”— 给水的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
t" 给水温度，单位为摄氏度(℃);
r' 汽化显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);
u' 蒸汽湿度，用百分数表示(%)。
9.2.11 氧化铁皮带出的物理热量计算按式(45)计算：
Q =1000a(citi-cet.) …………………… ( 45)
式中：
Q' — 氧化铁皮带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
a — 物料氧化烧损率，单位为千克每千克(kg/kg);
c 及 c 氧化铁皮在0至t 及
t。温度下的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];
t 氧化铁皮温度，单位为摄氏度(℃);
t 。 — 环境温度，单位为摄氏度(℃)。
9.2.12 余热回收装置表面散热量Q'2 计算方法同9.2.6。
9.2.13 炉膛至蓄热室间的烟道散热量 Q
'的计算：若余热回收装置同炉膛之间有一定距离，此项需要
计算，计算方法同9.2.6。若余热回收装置安装在炉墙上，此项不需要计算。
9.2.14 空气(或煤气)管道及蒸汽管道散热量 Q '计算方法同9.2.6。
9.2.15 其他工质带走的热量Q
'包括回收后外供的水蒸气、雾化蒸汽、压缩空气等。具体项目和计算
方法，可根据被测加热炉的特点和工艺要求具体计算。
9.2.16 热平衡各项收入热量总和
style="width:0.38281in;height:0.28107in" />
与已测各项支出热量总和之差即为差值△Q, 按式(46)计算：
△Q=2Q-(Q'+Q₂+Q³+ …+Q') …………………… (46)
式中：
∑Q—— 收入热量总和，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 出炉物料带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q2- 烟气带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 化学不完全燃烧损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q′— 机械不完全燃烧损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q:— 炉子附件的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
GB/T 33956—2017
Q' 炉体表面散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 炉门及孔洞辐射的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q\$— 炉门及孔洞逸气损失热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q’— 冷却水的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 。— 汽化冷却的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q'- 氧化铁皮带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q', 余热回收装置表面散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 。— 炉膛至余热回收装置间的烟道散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q'— 空气(或煤气)管道及蒸汽管道散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 。— 其他工质带走的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
△Q — ∑Q 与已测各项支出热量总和之差，单位为千焦每吨(kJ/t)。
差值包括未测出的支出热量及误差。热平衡允许相对误差值为士5%以内，按式(47)计算：
style="width:2.07334in;height:0.67342in" /> (47)
式中：
△Q — ZQ 与已测各项支出热量总和之差，单位为千焦每吨(kJ/t);
∑Q— 收入热量总和，单位为千焦每吨(kJ/t)。
9.2.17 支出热量总和计算按式(48)计算：
∑Q′=Q′+Q′+Q′+ +Qs'+ △Q … … … … … … … … … …(48)
式中：
∑Q'— 支出热量总和，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' — 出炉物料带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 烟气带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q³ —— 化学不完全燃烧损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q′ — 机械不完全燃烧损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' —— 炉子附件的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q% — 炉体表面散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q′ 炉门及孔洞辐射的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 炉门及孔洞逸气损失热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q’ — 冷却水的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 。—— 汽化冷却的吸热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' — 氧化铁皮带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 。 余热回收装置表面散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q' 炉膛至余热回收装置间的烟道散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q'4 — 空气(或煤气)管道及蒸汽管道散热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q's— 其他工质带走的热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
△Q — ∑Q 与已测各项支出热量总和之差，单位为千焦每吨(kJ/t)。
9.2.18 计算回收并用于加热炉上的(例如预热空气或煤气的)循环热量 Qm、Q₂…
及其总和
style="width:0.33318in;height:0.27972in" />
同时算出其占收入热量总和的百分数。
将全炉(包括余热回收装置)或炉膛热平衡各收、支项热量的计算结果列入表1中。
GB/T 33956—2017
表 1 热平衡表
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全炉热效率计算按式(49)计算：
style="width:2.72674in;height:0.68002in" />
…………………………
(49)
式 中 ：
ηi — 全炉热效率，%;
Q′— 出炉物料带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q— 雾化蒸汽带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q₁— 燃料燃烧的化学热，单位为千焦每吨(kJ/t)。
炉膛热效率计算按式(50)计算：
style="width:2.83342in;height:0.70004in" />
…………………………
(50)
GB/T 33956—2017
式中：
Q′— 出炉物料带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
Q₄ — 雾化蒸汽带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t);
∑Q— 热平衡各项收入热量总和，单位为千焦每吨(kJ/t)。
主要技术经济指标按表2计算和填写。
表 2 主要技术经济指标
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10- °Q |
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热平衡测试报告主要包括以下内容：
a) 前言；
b) 主要设备概况及生产状况；
c) 主要测试数据；
d) 物料平衡表；
e) 热平衡表；
f) 主要技术经济指标；
g) 分析及改进意见；
h) 测试单位、负责人、报告执笔人、审核人(签字)。
GB/T 33956—2017
(资料性附录)
设备及窑炉概况
表 A.1 设备及窑炉概况表
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GB/T 33956—2017
表 A.1 (续)
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GB/T 33956—2017
表 A.1 ( 续 )
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GB/T 33956—2017
(资料性附录)
炉子工作月报
表 B.1 炉子工作月报表
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GB/T 33956—2017
(资料性附录)
主要测试内容
表 C.1 主要测试内容
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GB/T 33956—2017
表 C.1 ( 续 )
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更多内容 可以 GB-T 33956-2017 轧钢连续加热炉热平衡测试与计算方法. 进一步学习
单位