(2)热支出
　　1)有效热
　　如果物料中不发生化学反应，则
 

　　式中 Q_e——有效热，kJ／h；
　　　　Q_p——产品出炉时带走的物理热，kJ／h
　　　　Q_m——物料入炉时带入的物理热，kJ／h；
　　　　t_l、t₂——物料入炉及出炉时的温度，℃；
　　　　C₁、C₂——分别为0～t₁及0～t₂之间物料的平均质量比热容，kJ／(kg·K)；
　　　　△i——单位质量物料的热焙增量，kJ／kg；
　　　　G——炉子的生产率，kg／h。
　　设计炉子时，炉子生产率及物料入炉和出炉温度都是根据设计要求选定的。在试验时，这些数据可实测。
　　2)炉膛出口烟气带走的热量
　　①烟气的物理热
 

　　在设计炉子时，V_f由燃烧计算求得。在试验工作中，炉膛出口烟气流量BV_f一般不易进行实测，而是按实际空气量和燃气量进行燃烧计算求得，计算时应考虑到炉膛吸入的空气量和漏风的烟气量。
　　炉膛出口烟气温度对炉子的生产率和燃料的消耗量影响极大，所以在设计工作中，要根据工艺要求，同时参照现有的炉子，慎重地选取。
　　②烟气中未燃可燃物的化学热
　　设炉膛出口烟气中，可燃物的容积成分为ψ(CO′)、ψ(H′₂)等，则它们带走的化学热为
 

　　在炉子进行热平衡试验时，须实测烟气组分，然后进行计算；但在设计中，只能参照生产炉子，作一般估计。
　　3)炉膛热损失
　　在不同的炉子上，炉膛热损失Q′t所包括的具体项目各不相同。一般包括：
　　①通过砖砌体的散热
　　在连续工作的炉子上，通过砖砌体的散热可看作多层平壁稳定热传导，采用以下公式计算：
 

 

 

　　式中 Q_br——通过砖砌体的散热量，kJ／h；
　　　　t₃、t_at——炉壁内表面和炉子周围大气的温度，℃；
　　　　δ_l、δ₂——各层筑炉材料的厚度，mm；
　　　　λ₁、λ₂——各层筑炉材料的热导率，W／(m·K)；
　　　　F_br——炉壁面积，m²；
　　　　0．054——炉壁外表面与大气之间的热阻。
　　由于炉膛各部分砖砌体的厚度和温度不同，所以炉体各部分的散热损失要分别计算，然后把它们加起来，才能求得整个炉膛的散热损失。
　　在试验工作中，砖砌体的散热损失可用热流计等热工仪表进行实测。
　　②冷却水带走的热量
 

　　式中 Q_co——冷却水带走的热量，kJ/h
　　　　G_co——冷却水的流量，kg／h；
　　　　t₁、t₂——冷却水的进、出口温度，℃；
　　　　C_co——冷却水的比热容，kJ／(kg·K)。
　　实测时，要测量的项目是冷却水流量和进、出口水温。在设计炉子时可以根据同类炉子的冷却水用量及温升来估算此项热量。
　　③通过炉门或开孔的辐射热损失
　　当炉门和窥视孔打开时，炉内热量向外辐射，造成热损失。如果炉墙极薄(理论上厚度接近于零)，那么向外辐射的热量可按黑体辐射的四次方定律计算。但是，实际上炉墙有一定厚度，所以通过开孔的辐射热损失比上述数值小些，其值为
 

 

 

　　式中 Q_do——通过炉门或开孔的辐射热损失，kJ／h；
　　　　F_do——炉门或开孔面积，m²；
　　　　φ——综合角度系数，由图3—9—10查得。该系数反映炉墙厚度等对炉内辐射线的“遮蔽作用”，其大小决定于开孔的形状、尺寸和炉墙厚度；
　　　　τ_op——炉门或开孔的开启时间。
　　由此可见，炉膛的热损失为
 

　　4)热平衡方程和热平衡表
 

 

图3-9-10 综合角度系数φ
1-长的平板；a:b=0:2；2-长方体 a:b=0.2；
3-长方体 a:b=0.5；4-四方体 a:b=1:5－圆

　　根据能量守恒的热力学第一定律，可列出炉膛热平衡方程式；
 

即：

　　具体的热平衡表，可按不同项目来编制，某金屈加热炉的炉膛热平衡如表3—9—4所示。
 

　　2. 全炉热平衡
　　炉子的热平衡是各区域热平衡的总和。如果炉子只有炉膛和空气预热器两部分，空气预热器热平衡区域如图3—9—9，热平衡公式可写成
 

　　式中 Q_a——热空气所带走的物理热；
　　　　Q″_ph——预热器出口烟气所带走的物理热；
　　　　Q″_L——预热器的热损失。
　　则炉子的热平衡式为式(9—13)与(9—14)之和：
 

或

　　式中 Q_L——全炉热损失，Q_L=Q′_L+Q″_L
　　必须清楚炉膛热平衡式与炉子热平衡式的区别。对于炉膛区域，热空气的物理热Q_a是它的热收入；但对全炉而言，热收入并不包括Q_a，这是因为热空气的物理热是烟气在空气预热器中供给的，并非外来热源提供。
　　3．炉子燃气耗量
　　在设计时，燃气工业炉的燃气耗量可按计算法和经验法确定。
　　计算法，由炉子热平衡求得。
　　若不考虑燃气的物理热，由炉膛热平衡有：
 

即，

　　所以炉子燃气耗量
 

 

　　炉子燃气耗量的经验推算，一般参照同类炉子的数据而确定。如果由设计定额查得某些产品的单位热耗q′，单位为KJ／kg，则可推算：
 

 

 

　　若炉子生产能力为G(kg／h)，则单位热耗
 

 

 

　　单位热耗是衡量炉子生产优劣的一个重要指标。
　　4．炉子热效率
　　按照GB2588—81之规定，热效率是指设备为达到特定目的供给能量利用的有效程度在数量上的表示。炉子热效率η为，有效利用热与供给炉子的热量之比，即：