(2)熱支出
　　1)有效熱
　　如果物料中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則
?

　　式中 Q_e——有效熱，kJ／h；
　　　　Q_p——產(chǎn)品出爐時帶走的物理熱，kJ／h
　　　　Q_m——物料入爐時帶入的物理熱，kJ／h；
　　　　t_l、t₂——物料入爐及出爐時的溫度，℃；
　　　　C₁、C₂——分別為0～t₁及0～t₂之間物料的平均質(zhì)量比熱容，kJ／(kg·K)；
　　　　△i——單位質(zhì)量物料的熱焙增量，kJ／kg；
　　　　G——爐子的生產(chǎn)率，kg／h。
　　設(shè)計爐子時，爐子生產(chǎn)率及物料入爐和出爐溫度都是根據(jù)設(shè)計要求選定的。在試驗時，這些數(shù)據(jù)可實測。
　　2)爐膛出口煙氣帶走的熱量
　　①煙氣的物理熱
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　　在設(shè)計爐子時，V_f由燃燒計算求得。在試驗工作中，爐膛出口煙氣流量BV_f一般不易進行實測，而是按實際空氣量和燃氣量進行燃燒計算求得，計算時應(yīng)考慮到爐膛吸入的空氣量和漏風(fēng)的煙氣量。
　　爐膛出口煙氣溫度對爐子的生產(chǎn)率和燃料的消耗量影響極大，所以在設(shè)計工作中，要根據(jù)工藝要求，同時參照現(xiàn)有的爐子，慎重地選取。
　?、跓煔庵形慈伎扇嘉锏幕瘜W(xué)熱
　　設(shè)爐膛出口煙氣中，可燃物的容積成分為ψ(CO′)、ψ(H′₂)等，則它們帶走的化學(xué)熱為
?

　　在爐子進行熱平衡試驗時，須實測煙氣組分，然后進行計算；但在設(shè)計中，只能參照生產(chǎn)爐子，作一般估計。
　　3)爐膛熱損失
　　在不同的爐子上，爐膛熱損失Q′t所包括的具體項目各不相同。一般包括：
　?、偻ㄟ^磚砌體的散熱
　　在連續(xù)工作的爐子上，通過磚砌體的散熱可看作多層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)，采用以下公式計算：
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?

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　　式中 Q_br——通過磚砌體的散熱量，kJ／h；
　　　　t₃、t_at——爐壁內(nèi)表面和爐子周圍大氣的溫度，℃；
　　　　δ_l、δ₂——各層筑爐材料的厚度，mm；
　　　　λ₁、λ₂——各層筑爐材料的熱導(dǎo)率，W／(m·K)；
　　　　F_br——爐壁面積，m²；
　　　　0．054——爐壁外表面與大氣之間的熱阻。
　　由于爐膛各部分磚砌體的厚度和溫度不同，所以爐體各部分的散熱損失要分別計算，然后把它們加起來，才能求得整個爐膛的散熱損失。
　　在試驗工作中，磚砌體的散熱損失可用熱流計等熱工儀表進行實測。
　?、诶鋮s水帶走的熱量
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　　式中 Q_co——冷卻水帶走的熱量，kJ/h
　　　　G_co——冷卻水的流量，kg／h；
　　　　t₁、t₂——冷卻水的進、出口溫度，℃；
　　　　C_co——冷卻水的比熱容，kJ／(kg·K)。
　　實測時，要測量的項目是冷卻水流量和進、出口水溫。在設(shè)計爐子時可以根據(jù)同類爐子的冷卻水用量及溫升來估算此項熱量。
　?、弁ㄟ^爐門或開孔的輻射熱損失
　　當爐門和窺視孔打開時，爐內(nèi)熱量向外輻射，造成熱損失。如果爐墻極薄(理論上厚度接近于零)，那么向外輻射的熱量可按黑體輻射的四次方定律計算。但是，實際上爐墻有一定厚度，所以通過開孔的輻射熱損失比上述數(shù)值小些，其值為
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?

?

　　式中 Q_do——通過爐門或開孔的輻射熱損失，kJ／h；
　　　　F_do——爐門或開孔面積，m²；
　　　　φ——綜合角度系數(shù)，由圖3—9—10查得。該系數(shù)反映爐墻厚度等對爐內(nèi)輻射線的“遮蔽作用”，其大小決定于開孔的形狀、尺寸和爐墻厚度；
　　　　τ_op——爐門或開孔的開啟時間。
　　由此可見，爐膛的熱損失為
?

　　4)熱平衡方程和熱平衡表
?

?

圖3-9-10 綜合角度系數(shù)φ
1-長的平板；a:b=0:2；2-長方體 a:b=0.2；
3-長方體 a:b=0.5；4-四方體 a:b=1:5－圓

　　根據(jù)能量守恒的熱力學(xué)第一定律，可列出爐膛熱平衡方程式；
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即：

　　具體的熱平衡表，可按不同項目來編制，某金屈加熱爐的爐膛熱平衡如表3—9—4所示。
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　　2. 全爐熱平衡
　　爐子的熱平衡是各區(qū)域熱平衡的總和。如果爐子只有爐膛和空氣預(yù)熱器兩部分，空氣預(yù)熱器熱平衡區(qū)域如圖3—9—9，熱平衡公式可寫成
?

　　式中 Q_a——熱空氣所帶走的物理熱；
　　　　Q″_ph——預(yù)熱器出口煙氣所帶走的物理熱；
　　　　Q″_L——預(yù)熱器的熱損失。
　　則爐子的熱平衡式為式(9—13)與(9—14)之和：
?

或

　　式中 Q_L——全爐熱損失，Q_L=Q′_L+Q″_L
　　必須清楚爐膛熱平衡式與爐子熱平衡式的區(qū)別。對于爐膛區(qū)域，熱空氣的物理熱Q_a是它的熱收入；但對全爐而言，熱收入并不包括Q_a，這是因為熱空氣的物理熱是煙氣在空氣預(yù)熱器中供給的，并非外來熱源提供。
　　3．爐子燃氣耗量
　　在設(shè)計時，燃氣工業(yè)爐的燃氣耗量可按計算法和經(jīng)驗法確定。
　　計算法，由爐子熱平衡求得。
　　若不考慮燃氣的物理熱，由爐膛熱平衡有：
?

即，

　　所以爐子燃氣耗量
?

?

　　爐子燃氣耗量的經(jīng)驗推算，一般參照同類爐子的數(shù)據(jù)而確定。如果由設(shè)計定額查得某些產(chǎn)品的單位熱耗q′，單位為KJ／kg，則可推算：
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?

?

　　若爐子生產(chǎn)能力為G(kg／h)，則單位熱耗
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?

?

　　單位熱耗是衡量爐子生產(chǎn)優(yōu)劣的一個重要指標。
　　4．爐子熱效率
　　按照GB2588—81之規(guī)定，熱效率是指設(shè)備為達到特定目的供給能量利用的有效程度在數(shù)量上的表示。爐子熱效率η為，有效利用熱與供給爐子的熱量之比，即：
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