ICS 77.140.50 H46
YB
中华人民共和国黑色冶金行业标准
YB/T4211—2010
热浸镀锌生产线加热炉热平衡
测定与计算 Determination and calculation of heat
balanceof furnacefor CGL
2010-08-16发布
2010-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T42112010
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。
建筑321—-标准直饰网 www.jz321.Tiet YB/T4211--2010
热浸镀锌生产线加热炉热平衡测定与计算
1范围
本标准规定了钢带热没镀锌生产线加热炉的热平衡测定与计算的基准、测定条件、测定项目及计算方法。
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/T2588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，即从燃料管道进人炉体、助燃空气进人热交换器到最终废气排放口之间范围内，在炉体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A。 5热平衡测定条件 5.1被测设备和工艺
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720C）。 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1h。 5.3测定用仪器仪表计量器具
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1。
1 YB/T42112010
表1加热炉测定项目和方法
测定仪衣与方法
测定频率 取值原则
符号 单位 测定位置
项Ⅱ
区分
B, m/h 燃料管道上 流量计 1小时1次 英术平均值
燃料生
按燃料成分进行分析和计算
燃料 燃料发热值 Qin kl/m
【小时1次 算术平均值
燃料管道上 温度计
燃料溢度 CO含量 CX %
In
(
烟气 (0含量 COX % 成分 0含量 (x %
1
排烟管道上 烟（分析仪 1小时1次 术平均值
N.含H N %
烟气
干湿球温度计 1小时1次 穿术平均值
%
烟气含湿盐州气流烟气温度预热炉空代流量 V mh 无氧炉空气流罐 Veu m/h
g,
V, mh 排烟管道工 测定或计算
数字式温度计 1小时1次 就术平均值流量计流靠计
C
预热及无氙化加热炉
Iy
1小时1次 算术均值
空气管道上
空气
数字式温度计干湿球温度计
空气温度空度氧气流量入炉温度离开无氧炉温度 t
tv
C
R Vin. mh 氧代管道上 流量计 1小时1次 术单均值
光学温度计光学温度计红外测温仪对应区域
好外炉内炉体表面供水管道上： 数子式温度计 1小时1次 算术均值间水管道上 数了式温度计 1小时1次 算术半均值
1.
钢带
C
C m C C m.h 同水管道上 流址计 1小时1次 算术均值
衣面温度表面面积人炉溢度
tin A 1
炉体
冷却水 离开无氧炉温度
流射燃料让
4 B
1小时1次 算术平均值
m/h 燃料管道上 流纸计
按燃料成分进行分析和计算
Q- kl/m
燃料
燃料发热值
温度计 1小时1次 算术均值
燃料管道上
燃料温度 CO含量 CX %
C
1
烟气 （0含量 ( % 成分 （含量 (X %
辐射加热炉
排烟管道上 烟分析仪 1小时1次 算术平均值
N含 N %
烟气
干湿球温度计 1小时1次 算术平均值
H
烟气含湿量烟流盐烟气温度
%
V, m/h 排烟管道上 测定后计算
数字式温度计 1小时1次 算术均值
C
ty
2
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表1（续）
测定仪表与方法流量计
区分
项口
符号 单位 测定位置
测定频率 取值原则
V m/h
空气流量空气温度空气相对湿度 Bk % 进入辐射炉温度 tu C 离开辐射炉温度 t
c 空气管道上 数字式温度计 1小时1次 算术平均值
空气
th
干湿球温度计
炉外 红外测温仪
辐射加热炉
炉内 高温温度计 1小时1次 算术平均值
钢带
C c m V A
表面温度表面面积电压总电流进入电炉温度 tw c 离开电炉温度 t
红外测温仪 1小时1次 算术平均值对应区域电压表
4b A U 1
炉体
炉体表面
总电路上总电路上炉外 红外测温仪 1小时1次 算术平均值炉内 高温温度计
1小时1次 算术平均值
电力
电流表 1小时1次 算术平均值
电加热炉 钢带
c
W
表面温度表面面积
红外测温仪 1小时1次 算术平均值对应区域
炉体
炉体表面系统环境 数字式温度计 1小时1次 算术平均值位置
A th gh
m C %
温度相对混湿度
环境
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（Q）； (b) 燃气带入的物理热（Q）； (c) 助燃干空气带人的物理热（Q） (d) 助燃空中水分带入的物理热（Q）： (e) 钢带带入的物理热（Q）； (f) 电气发热元件发出的热量（Q）； (g) 氢气燃烧的化学热（QH）。
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（Q）计算按下式：
QBQ
(1) 3
. YB/T4211—2010
=0C至基准温度间水钢带的平均比热容，kJ/（m·℃）。
7.3.6电气发热元件发出的热量（Q）计算按下式：
Q-AXN
(7)
式中： A——换算系数，11839.6； N-电热元件的实测有效功率，kW。 注：由于电力是-种次能源，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0.404kg标准煤，应发出11839.6kJ热量。 7.3.7氧气燃烧的化学热（QL）计算按下式：
QH=VH,QiH
(8)
式中： QH 氛气燃烧的化学热，kJ/h（t)； VH 氢气用量，m/h或m/t； Qan 氧气的低位发热值，kJ/h或kJ/t。
7.4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：
Q=m(cwtw-Cuoto)
(9)
式中： Qw 钢带带出的物理热，kJ/h(t)；
0℃C至出炉温度间钢带的平均比热容，kJ/（kg·℃）； 0℃至基准温度间钢带的平均比热容，kJ/（kg·℃）；
Cw
———钢带离开本炉区的出炉温度，C。 7.4.2干烟气带出的物理热（Q,） 7.4.2.1辐射管加热炉F烟气带出的物理热（Q）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CO，和HO，废气中的主要成分除以上两者
外，还有空气中带人的N及残留的（2。
Q=Qyun+Qn+Qyo
(10)
式中： Qyt 辐射管加热炉CO带出的物理热，kJ/h或kJ/t： Qr%——辐射管加热炉N，带出的物理热，kJ/h或kJ/t； Q——辐射管加热炉（带出的物理热，kJ/h或kJ/t。 a）CO,带出的物理热（Q）。 由于辐射管加热区的废气进入排放总管前往往会渗入冷空气，所以其流量和成分一般通过理论计算
获得，C()是燃料燃烧的生成物，根据完全燃烧化学反应方程式可知，CO，的数量是燃气中CO的一倍， CmH，的m倍，由此可计算出：
Qt=(EVoH.m+Voo).(cooti-ccnoto)...
(11)
式中： ZVen--燃气中C.H的总消耗量.m；
Vo 燃气中CO的消耗量，m； Cot -0℃至排气温度间C的平均比热容，kJ/（m.℃）；
5 YBT4211-2010
输射管废排出测量体系的温度.C： 0C至店准温度间（的平均比热容.kJ（m·C）。
Ctn b）N带出的物理热（Q）。 废（中的N，来源于助燃空气·其数量可根据吹入辅射管内次和二次助燃空气的总最计算出来。
Q0.791V.(ckt-cs).
(12)
式中： V辐射管-次和二次助燃空C的总量·m：
0C至排气温度间N的平均比热容，kJ（m，（）：
C 0（至基准温度间N.的中均比热容.kJ（m·（）。 c）（带出的物理热（Q）废气中的（）是助燃空气使燃气完金燃烧后剩余的部分其数量可根据实际空气消耗量与理论牢气
消耗米计算
Q=0.209(Vk-Va)-（co-1.)
...（13)
式中 Viki 辐射管所消耗的燃气的理论空气需求量·m； ca （C全排温度间0的平均比热容.kl（m·（）：
0C至基准温度间0的平均比热容.kl/（m，（）。
Co." 7.4.2.2 无绒炉和预热炉区干气带走的热量计节
山！镀锌加热炉的预热区采用的是无氧炉流人的废气进行2次燃烧使钢带加热·从而提高热能的利用效率，所以在进行热平衡的计算时，可以作为一个体系来看待
若不能直接测出烟气的成分时，以进行理论计算： a）（）带出的物理热以及（）气带出的物理热的计算原理与辐射管加热区基本相同.必须注意的
是计算总助燃牢气时必须全考患无氧炉和预热炉所使用的总空气最。
b）N带出的物理热（Qm）。 这里的废气中的，有两大主要来源，是无纸炉加热区主燃烧器和点火燃烧器以及预热区后燃烧
器内吹进的助燃空气带人的，另个是保护气体中的氮气。前者的计算方法与辑射管加热区基本相同，后者根据保护气体的通人量和比例来计算 7.4.3烟气中水分带出的物理热（Q）
若不能直接测出烟气的水分时，可以进行理论计算：）辐射管加热炉排出的烟（中的水分带出的物理热（Q）。 辐射管加热炉排出的烟气中水汽有两个主要来源：燃气燃烧后的生成物以及助燃空气带人的水汽。
前者根据化学反应方程式可知.其数最是CH的2倍.HS的1倍。后者可根据助燃空气的含水量米计等。
(14)
Q=(SVn.0.5+Vus+0.000124gkVu).(ckt-cta)..
武中： VaI · 辅射管加热炉助燃空气的总量.m：
0C至排汽温度间水蒸的平均比热容.k（m·（）。
b）无低炉和预热区烟中的水分带出的物理热（Q）。 该部分排出的烟气中水分除与辐射管相同的两个来源以外，还有-一个来源是保护气体中的氢燃烧
后的产物·其数量可根据保护气体通人量和比例来计算。当然，无氧炉和预热区烟气中水分的数量也可以在废管道中测量获得。 6
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