当前课程知识点：工业炉窑热工及构造 > 第三章 炉子热平衡及燃料消耗 > 3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数 > 3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数
下面我们学习一下第三小节的内容
热量有效利用系数和热量利用系数
供给炉子的热量
只有完成工艺 如加热 冶炼等
只有完成这些工艺过程的部分
才有效利用的热量
部分供给炉子的热量被烟气所带走
或在炉子系统范围内损失掉
为了反映热量的利用程度
我们引入了热量有效利用系数
和热量利用系数的概念
在前面学习炉膛热平衡式时
我们定义
Q效=Q产+Q吸-（Q料+Q放）
可知
有效热是为了使物料加热或熔化
所必须传入物料中的热量
如果物料在炉内不发生化学反应
热量单位为kJ/h时
则有Q效=Q产-Q料=PcΔt
也可以表示为Q效=PΔI
这里的P表示物料的生产率
单位是kg/h
c的平均表示的是物料的
平均比热容
Δt指的是物料的温升
ΔI指的是
单位重量物料热焓的增加量
此时的有效热又称为炉子的
热生产率
即单位时间内物料带走的热量
可以也P热来表示
Q效也可以用热平衡式反算得出
即 Q效=Q烧+Q空-Q废膛-Q失膛
在有效热概念的基础上
我们定义
有效利用的热量与供给热量之比
为热量有效利用系数
或称为热效率
热量有效利用系数
可以反映炉子热量有效利用的
完善程度
是评价炉子工作好坏的重要指标
按照热平衡区域不同
热量利用系数有两种表达方式
炉子热量有效利用系数
和炉膛热量有效利用系数
以全炉系统为研究对象
由全炉的热平衡式定义
η1=Q效/Q烧×100%
这里的η1就是
炉子的热量有效利用系数
或者是称为炉子的热效率
炉子热效率是炉子热工作的
重要指标之一
一般情况下
炉子热效率越高 燃料越节约
以炉膛为研究对象
由炉膛热平衡式可以定义η2
η2=Q效/（Q烧+Q空） ×100%
这里 η2就是炉膛的
热量有效利用系数
或者称为炉膛的热效率
我们比较η1和η2
可以看出炉子热量有效利用系数
大于等于炉膛热量有效利用系数
相对于排出炉外的热量
也就是说烟气的废热
我们称其余的热量为
留在炉内的热量
即有效热和炉内热损失之和
定义
留在炉膛的热量与供给的热量之比
为热量利用系数
那么我们就有
热量利用系数等于
留在炉膛的热量与总供热量比值的
百分数
同样的 按照热平衡区域不同
热量利用系数也有两种表达方式
炉子热量利用系数
它是以全炉系统为研究对象
由全炉的热平衡式定义
η3=（Q效+Q失） /Q烧 ×100%
根据炉子热平衡式
Q效=Q烧-Q废-Q失
可以知道
Q效+Q失=Q烧-Q废
于是η3也可以写成
η3=（Q烧-Q废） /Q烧 ×100%
η3为炉子的热量利用系数
我们分析这个式子可以看出
分母中的Q烧为燃料的燃烧热
若热量以kg/h为基准
根据燃料与燃烧所学的知识
Q烧就等于
每小时供入炉内的燃料量
与燃料低发热值的乘积
也就是说 Q烧=BQD
其中 B为燃料消耗量
它的单位是kg/h
或者是标准立方米每小时
燃料消耗量乘以燃料的低发热量
B乘以QD
是炉子单位时间供入的热量
也可以称为是炉子的热负荷
单位是kJ/h
炉子的热负荷
是炉子的重要操作指标之一
后面章节中会经常提到这个指标
分子上的Q废
等于烟气量乘以烟气的热焓
也就是说 Q废=BVnc废t废
它是炉子单位时间排出的废气
带走的热量
那么我们有
η3=QD-Vnc废t废/QD×100%
由这个公式我们可以看出
当炉子废气温度一定时
炉子热量利用系数
仅仅取决于燃料的性质QD
燃料的低发热值和燃烧条件
主要就是空气的消耗系数
它会影响燃料的烟气生成量Vn
因此 炉子热量利用系数也叫做
炉子燃料利用系数
影响炉子热量利用系数的因素有
一 烟气出炉温度
该值与工艺要求 炉型结构相关
如顺流加热的烟气出炉温度
要远高于逆流加热的烟气出炉温度
二 烟气量
该值与组织燃烧时空气消耗系数
燃料种类有关
空气消耗系统的设置
原则上是在保证燃烧完全的基础上
尽量取小值
燃烧释放相同的热量时
燃料种类与烟气生成量关系一般有
高热值燃料 烟气量少
低热值燃料 烟气量多
由表中的理论计算
可清楚地看到这一规律
比较炉子热效率
与炉子燃料利用系数
可以得到 η3-η1=Q失/Q烧
这是一个大于0的数
所以 炉子的热效率必然小于
炉子的燃料利用系数
在设计炉子时
我们应设法减少炉子的热损失
使炉子热效率接近于燃料利用系数
炉膛热量利用系数
是以炉膛为研究对象
由炉膛热平衡式我们可以定义
η4=（Q效+Q失膛）/（Q烧+Q空）×100%
η4就是炉膛热量利用系数
同样的
比较炉膛热量有效利用系数
和炉膛热量利用系数
可得到
η4-η2=Q失膛/(Q烧+Q空)
也是一个大于0的数
当然 η2与η4的差值越小
表明炉膛的热损失越小
今天的课程就是这些
谢谢大家
-绪论
--绪论
-绪论作业
-1.1 炉子的一般组成——概述
-1.2 炉子的一般组成——炉膛
-1.3 炉子的一般组成——供热系统
-1.4 炉子的一般组成——排烟系统
-1.5 炉子的一般组成——冷却系统
-1.6 炉子的一般组成——钢结构与基础
-第一章 炉子的一般组成 作业
-2.1 火焰炉内热过程分析——概述
-2.2 火焰炉内热过程分析——炉内气体运动及再循环
-2.3 火焰炉内热过程分析——火焰的基本特征
-2.4 火焰炉内热过程分析——炉内传热
-第二章 火焰炉内热过程分析 作业
-3.1 炉子热平衡及燃料消耗——基本概念
-3.2 炉子热平衡及燃料消耗——区域热平衡和全炉热平衡
-3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数
--3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数
-3.4 炉子热平衡及燃料消耗——热平衡的编制
-3.5 炉子热平衡及燃料消耗——燃料变化后燃料消耗量的变化
--3.5 炉子热平衡及燃料消耗——燃料变化后燃料消耗量的变化
-第三章 炉子热平衡及燃料消耗 作业
-4.1 炉子生产率及影响因素——概述
-4.2 炉子生产率及影响因素——热工因素对炉子生产率的影响
--4.2 炉子生产率及影响因素——热工因素对炉子生产率的影响
-4.3 炉子生产率及影响因素——工艺因素对炉子生产率的影响
--4.3 炉子生产率及影响因素——工艺因素对炉子生产率的影响
-第四章 炉子生产率及影响因素 作业
-5.1 炉子热工特性及燃料节约——概述
-5.2 炉子热工特性及燃料节约——第一类工作制度炉子热工特性
--5.2 炉子热工特性及燃料节约——第一类工作制度炉子热工特性
-5.3 炉子热工特性及燃料节约——第二类工作制度炉子热工特性
--5.3 炉子热工特性及燃料节约——第二类工作制度炉子热工特性
-5.4 炉子热工特性及燃料节约——火焰炉节约燃料的途径
-第五章 炉子热工特性及燃料节约 作业
-6.1 金属加热工艺——金属的物理性质和机械性质
-6.2 金属加热工艺——金属加热时的氧化、脱碳、过热与过烧
--6.2 金属加热工艺——金属加热时的氧化、脱碳、过热与过烧
-6.3 金属加热工艺——金属的加热温度、加热速度、加热制度和加热时间
--6.3 金属加热工艺——金属的加热温度、加热速度、加热制度和加热时间
-第六章 金属加热工艺 作业
-7.1 工业炉用燃烧装置——燃烧装置
-7.2 工业炉用燃烧装置——燃烧新技术
-第七章 工业炉用燃烧装置 作业
-8.1 工业炉用热交换装置——认识换热器
-8.2 工业炉用热交换装置——换热器设计计算
-第八章 工业炉用热交换装置 作业
-9.1 加热炉——概述
-9.2.1 加热炉——步进梁式加热炉
-9.2.2 加热炉——步进炉的基本参数设计
-9.2.3 加热炉——环形加热炉
-9.3 加热炉——台车式加热炉
-第九章 加热炉 作业
-10.1 热处理炉——概述
-10.2 热处理炉——周期式热处理炉
-10.3.1 热处理炉——辊底炉
-10.3.2 热处理炉——带钢连续热处理炉
-10.4 可控气氛
-第十章 热处理炉 作业
