炼钢厂底吹复吹供气系统设计计算
序号 计算项目 符号表示 参数来源 计算公式 国际单位
一、底吹气体流量、压力计算
1
公称炉容 V_nominal 设计值 100 t
2
底吹强度 q_bottom 设计值 m³/t·min
3 底吹气体流量 Q_bottom 计算值 V_nominal×q_bottom m³/min
4
底吹气体总流量 Q_total 计算值 Q_bottom×60 m³/h
5 熔池深度 H_bath 设计值 m
6 钢水密度 ρ_steel 查表值 7000 kg/m³
7 钢水静压力 P_static 计算值 ρ_steel×g×H_bath Pa
8
管道阻力损失 ΔP_pipe 设计值 MPa
9
透气砖阻力损失 ΔP_brick 设计值 MPa
10
底吹气体压力 P_bottom 计算值
P_static/1000000 + ΔP_pipe
+ ΔP_brick
MPa
11
底吹气体压力要
求
P_bottom_req 设计值 MPa
12
底吹气体压力判
断
判断值
IF(P_bottom≥ AND
P_bottom≤,"满足","不满足"
)
二、透气砖数量、布置位置、透气量均匀性核算
13
透气砖数量 n_brick 设计值 6
14 单个透气砖流量 Q_brick 计算值 Q_bottom/n_brick m³/min
15
透气砖布置方式 arrange_brick 设计值 环形布置
16
透气砖布置半径 r_brick 计算值 D_bath/3 m
17
透气砖间距 L_brick 计算值 2×π×r_brick/n_brick m
18
透气量均匀性 uniformity 计算值
1 - (max(Q_brick) -
min(Q_brick))/avg(Q_brick)
19
均匀性要求
uniformity_re
q
设计值 ≥
20
均匀性判断 判断值
IF(uniformity≥,"满足","
不满足")
三、供气元件耐材强度、冷却水量计算
21 供气元件耐材
material_elem
ent
设计值 镁碳砖
22
耐材许用应力
σ_allow_elem
ent
查表值 100 MPa
23
供气元件直径 d_element 设计值 50 mm
24
供气元件长度 L_element 设计值 300 mm
25 供气元件受力 F_element 计算值
P_bottom×π×(d_element/200
0)² N
26
供气元件应力 σ_element 计算值
F_element/(π×(d_element/20
00)²) MPa
27 应力判断 判断值
IF(σ_element≤σ_allow_eleme
nt,"满足","不满足")
28
冷却水温差 ΔT_cool 设计值 10 ℃
29
冷却水量 Q_cool 计算值
Q_total×ρ_gas×c_gas×ΔT_
gas/(ρ_water×c_water×ΔT_
cool)
m³/h
30
冷却水量要求 Q_cool_req 设计值 ≥ m³/h
31
冷却水量判断 判断值
IF(Q_cool≥,"满足","不满足
")
四、底吹管网管径、阀门选型计算
32 主管道气体流速 v_main 设计值 15 m/s
33
主管道管径 D_main 计算值
sqrt(Q_total/(π×v_main×60
/4))
m
34
主管道管径圆整 D_main_round 计算值 m
35
主管道实际流速 v_main_act 计算值
Q_total/(π×(D_main_round/2
)²×60) m/s
36
支管道管径 D_branch 计算值
sqrt(Q_brick/(π×v_main×60
/4))
m
37
支管道管径圆整
D_branch_roun
d
计算值 m
38
支管道实际流速 v_branch_act 计算值
Q_brick/(π×(D_branch_round
/2)²×60) m/s
39 阀门类型 valve_type 设计值 球阀
40 阀门公称压力
valve_pressur
e
设计值 MPa
41 阀门公称直径
valve_diamete
r
设计值 150 mm
42 阀门选型判断 判断值
IF(valve_pressure≥P_bottom
AND
valve_diameter≥D_main_round
×1000,"满足","不满足")
五、底吹系统经济性计算
43
底吹气体单价 price_gas 设计值 元/m³
44
年底吹气体费用 cost_gas_year 计算值 Q_total×8000×price_gas 元/年
45
底吹系统投资
investment_bo
ttom
设计值 200000 元
46
年维护费用
cost_maintain
_year
计算值 investment_bottom× 元/年
47
年总费用
cost_total_ye
ar
计算值
cost_gas_year +
cost_maintain_year
元/年
48 单位钢水费用
cost_unit_ste
el
计算值
cost_total_year/(V_nominal×
365×24/60)
元/t
49 经济性评价 evaluation 结论
底吹复吹供气系统设计满足经济
性要求，投资合理，符合炼钢厂
生产需求
计算结果 参数说明 规范依据 判断结果
100 转炉公称炉容 设计任务书
底吹强度 设计任务书
2 底吹气体流量
流量计算
120
底吹气体总流量 总流量计算
熔池深度 设计任务书
7000 钢水密度 材料手册
102900 钢水静压力 静压力计算
管道阻力损失 设计任务书
透气砖阻力损失 设计任务书
底吹气体压力 压力计算
底吹气体压力要求 YB/T -2019
满足
验证底吹气体压力是否符合
要求
设计要求
6
透气砖数量 设计任务书
单个透气砖流量 流量分配
环形布置 透气砖布置方式 设计任务书
透气砖布置半径 布置半径计算
透气砖间距 间距计算
1
透气量均匀性 均匀性计算
≥ 均匀性要求 YB/T 4303-2012
满足
验证透气量均匀性是否符合
要求
设计要求
镁碳砖 供气元件耐材 设计任务书
100
耐材许用应力 YB/T 4002-2019
50
供气元件直径 设计任务书
300
供气元件长度 设计任务书
供气元件受力
受力计算
8
供气元件应力 应力计算
满足
验证供气元件应力是否符合
要求
设计要求
10
冷却水温差 设计任务书
冷却水量 冷却水量计算
≥ 冷却水量要求 设计任务书
炼钢厂底吹复吹供气系统设计计算
一、底吹气体流量、压力计算
二、透气砖数量、布置位置、透气量均匀性核算
三、供气元件耐材强度、冷却水量计算
满足 验证冷却水量是否符合要求 设计要求
15 主管道气体流速 设计任务书
主管道管径 管径计算
主管道管径圆整 圆整到标准管径
17
主管道实际流速 实际流速计算
支管道管径 管径计算
支管道管径圆整 圆整到标准管径
支管道实际流速 实际流速计算
球阀 阀门类型 设计任务书
阀门公称压力 设计任务书
150 阀门公称直径 设计任务书
满足 验证阀门选型是否符合要求 设计要求
底吹气体单价 市场价格
144000
年底吹气体费用 年费用计算
200000
底吹系统投资 投资预算
10000
年维护费用
年维护费为投资的5
%
154000
年总费用 年总费用计算
单位钢水费用 单位钢水费用计算
底吹复吹供气
系统设计满足
经济性要求，
投资合理，符
合炼钢厂生产
需求
经济性评价
四、底吹管网管径、阀门选型计算
五、底吹系统经济性计算
