FRNC-5PC工藝計(jì)算軟件操作指南

目錄

1總則3

1.1主要應(yīng)用3

1.2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與參考書籍3

2軟件簡介4

2.1軟件使用圖4

2.1軟件計(jì)算方法5

2.1.1固定發(fā)熱量（固定燃料量）5

2.1.2固定熱負(fù)荷5

3揄入部分6

3.1燃燒室輸入6

3.1.1Characteristic6

3.1.2Furnacetype?

3.1.3Furnacedimension7

3.1.4FlueGas“Take-Off”8

3.1.5TheID'sofCoilSectionsinFirebox9

3.2對流室輸入10

3.2.1CharacteristiclO

3.2.2InternalDuctDimensions11

3.2.3Coi1Section,Q-Bank,orAirPreheaterID11

3.3煙囪輸入11

3.3.1Characteristic!!

3.3.2Geometry；2

3.4管路輸入12

3.4.1Geometry13

3.4.2Processfluidl3

3.4.3Geometry114

3.4.4Geometry1114

3.4.5Additionaldata16

3.4.6Additionaldatal7

3.5爐管數(shù)據(jù)輸入18

3.5.1Generalcharacteristicsl8

3.5.2Fintypeanddiameter19

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3.5.3Findata20

3.6物料數(shù)據(jù)輸入21

3.6.1ProcessstreamCharacteristic21

3.6.2Condition21

3.7燃燒數(shù)據(jù)輸入22

3.7.1Firingdata22

3.7.2Bridgewalltemperature24

3.7.3Fuel#124

3.8燃料數(shù)據(jù)輸入25

3.8.1Idcntification25

3.8.2Composition26

3.9熱損失輸入26

3.10注入水蒸氣/水?dāng)?shù)據(jù)27

3.11Q-BANK輸入28

3.12空氣數(shù)據(jù)輸入28

3.13空氣預(yù)熱器輸入29

3.13.1GeneralCharacteristic30

3.13.2Specification30

3.14物理數(shù)據(jù)輸入31

3.14.1自動(dòng)生成的物理性質(zhì)31

3.14.2直接揄入的物理數(shù)據(jù)32

3.14.3僅僅生成的物理屬性數(shù)據(jù)32

4輸出部分32

4.1輸入數(shù)據(jù)的重現(xiàn)32

4.2輸入數(shù)據(jù)的欠理32

4.3物理屬性數(shù)據(jù)的重現(xiàn)33

4.4計(jì)算過程輸出33

4.4最終結(jié)果輸出33

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1總則

1.1主要應(yīng)用

本手冊規(guī)定了FRNC-5PC軟件的使用方法和步驟等。

本手冊適用于以氣體、液體為燃料的管式加熱爐、裂解爐、燒類轉(zhuǎn)化爐等常用

的工業(yè)爐的傳熱計(jì)算。

1.2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與參考書籍

DIRECTFIREDHEATERSIMULATIONSOFTWARECOMPUTERMANUAL

PFR公司加熱爐模擬軟件操作指南

HG/T20541-2006化學(xué)工業(yè)爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定

HG/T20525-2006化學(xué)工業(yè)管式爐傳熱計(jì)算設(shè)計(jì)規(guī)定

SH/T3036-2003一般煉油裝置用火焰加熱爐

SH/T3045-2003石油化工管式爐熱效率設(shè)計(jì)計(jì)算

SY/T0538-2004管式加熱爐規(guī)

SY/T0540-2006石油工業(yè)用加熱爐型式與基本參數(shù)

錢家麟等.管式加熱爐（第二版）..2009.9

少萍、徐心茹。石油加工過程設(shè)備.華東理工大學(xué).2009.5

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2軟件簡介

FRNC-5PC軟件是PFR公司的一款加熱爐工藝計(jì)算軟件，它的適用圉包括煉油廠

除制氫轉(zhuǎn)化爐外的所有加熱爐，既可以用于新爐子的設(shè)計(jì)計(jì)算，迅速的法行多方案

比較和優(yōu)化設(shè)計(jì)；也可以模擬在役爐子的操作工況，對操作數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)以改善工

藝操作，預(yù)測物料組成、注汽（水）量和位置以與燃料類型等的改變對加熱爐的影

響，目前我國院、院等的加熱爐工藝計(jì)算都使月的是這個(gè)軟件。

2.1軟件使用圍

FRNC-5PC軟件能對煉油廠和石化廠大部分的加熱爐進(jìn)行性能模擬和效率預(yù)測，

其中包括：

?常壓爐?減壓爐

?重整爐?焦化爐

?減粘爐?煤炭液化爐

?余熱回收和蒸汽發(fā)生爐?重沸爐

?潤滑油德分油和蠟加熱爐?熱解爐

加熱爐關(guān)鍵的過程和條件都可以在加熱爐任何部位進(jìn)入、輸出，流程模擬、預(yù)

測熱量轉(zhuǎn)換和壓降等方法先進(jìn)科學(xué)。

可以模擬加熱爐的部分包括：

?綜合工藝過程?多個(gè)盤管布局

?多個(gè)燃燒室?多個(gè)管路和翅片類型

?對流室部分?轉(zhuǎn)油線

?管道?流體形態(tài)

?煙囪?配件

FRNC-5PC軟件的計(jì)算圍包括：

?輻射與全爐熱效率?兩相流流型

?火墻溫度?兩相流沸騰形式

?各部位煙氣溫度?兩相流傳熱與壓降

?輻射與對流熱強(qiáng)度?煙氣側(cè)傳熱與抽力

?管壁金屬溫度?露點(diǎn)腐蝕溫度

?翅片或頂頭尖端溫度?烘爐預(yù)測

該軟件可以模擬多股物料的復(fù)雜工況，對工藝、設(shè)計(jì)和運(yùn)營部門的工程師來說，

它是一個(gè)科學(xué)、節(jié)省時(shí)間的高效軟件。

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2.1軟件計(jì)算方法

該軟件可以按照兩種方式進(jìn)行模擬，一種是固定發(fā)熱量（固定燃料量），另一種是固

定熱負(fù)荷。

2.1.1固定發(fā)熱量（固定燃料量）

即燃料速率由用戶給定，軟件計(jì)算出熱負(fù)荷（吸熱量）、每種物料的最終條件和

中問結(jié)果以與其它性能參數(shù)?其計(jì)算步滕如下：

FRNC-5PC計(jì)算框佟|（固定發(fā)熱量）

2.1.2固定熱負(fù)荷

即物流吸熱由用戶給定，所需的供熱量與熬料量由程序求出，同時(shí)計(jì)算出其它

性能參數(shù)，其計(jì)算步驟如下：

FRNC-5PC計(jì)算框佟I（固定熱負(fù)荷）

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3輸入部分

FRNC-5PC軟件的輸入部分主要有下面幾部分：

機(jī)械數(shù)據(jù)：燃燒室,對流，管道，煙囪，管道，管路配置和爐管尺寸；

過程數(shù)據(jù)：物料流量和終端工藝條件（溫度，壓力）；

物理性質(zhì)：油氣流的可自動(dòng)生成的熱力學(xué)和輸運(yùn)性質(zhì)；

燃燒信息：燃油流量，燃料成分，燃燒空氣溫度和過剩空氣系數(shù)。

輸入部分是按照加熱爐的各個(gè)部分分為不同的邏輯塊，每一部分的輸入都會(huì)有

一個(gè)關(guān)鍵詞和描述，表2.1說明加熱爐各個(gè)部分的關(guān)鍵詞和相應(yīng)的描述。

表2.1加熱爐主要部分和需要的數(shù)據(jù)

表關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)

1FURNACE加熱爐字母數(shù)字說明情況

3FIREBOX燃燒室燃燒室機(jī)械數(shù)據(jù)

4CONVECT：VE對流室對流段機(jī)械數(shù)據(jù)

5STACK煙囪煙囪數(shù)據(jù)

6COILSECT管路每個(gè)管路的說明

7TUBEDATA爐管數(shù)據(jù)爐管尺寸

8PROCESS物料工藝流條件（流量、溫度和壓力）

10FIRING燃燒燃燒條件（燃料和空氣的數(shù)據(jù)資料）

12&32FUELDATA燃料數(shù)據(jù)燃料成分

3.1燃燒室輸入

燃燒室是加熱爐熱量輸入部位，在FRNC-5PC軟件中至少應(yīng)輸入一個(gè)燃燒室的數(shù)

據(jù)，本軟件最多可模擬五個(gè)不同的燃燒室，已成功建立燃燒室模型的類型有：圓筒

爐、箱式爐和梯臺(tái)爐。

3.1.ICharacteristic

本部分包括三個(gè)輸入部分。

1.FireboxID

燃燒是弓和輸入一到兩位數(shù)字，這個(gè)數(shù)不不需要唯一，可與后面的管路系統(tǒng)、

爐管數(shù)據(jù)、燃料的號一樣。

2.Numberofparallel“identical”firebox（默認(rèn)為1）

如果平行的燃燒室具有一樣工藝流、燃燒狀態(tài)，它們就稱為“一樣”，此時(shí)只需

要揄入一組數(shù)據(jù)就行.

3.ParallelfireboxIDnumber

如果平行的燃燒室具有不同的工藝流、燃燒狀態(tài)，它們就稱為“不一樣”，使用

者在此輸入一個(gè)數(shù)，同時(shí)軟件將在輸入部分出現(xiàn)它的號。

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以上輸入界面見下圖。

3.1.2Furnacetype

加熱爐型式有圓筒爐、箱式爐、屋型爐和梯臺(tái)爐。其界面如下：

3.1.3Furnacedimension

加熱爐直徑輸入是用來計(jì)算燃燒室耐火數(shù)量，直徑指的是從防火墻之間的尺寸，

各個(gè)爐型的尺寸表示如下圖：

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"CYL"!Cyl?ndriC3lTypo

(c)(VeaeaiSetting)

(2boxes)

(2TofrocM.Firobox)

如果加熱爐中間有火墻，其數(shù)據(jù)應(yīng)揄入，輸入界面如下：

3.1.4FlueGas“Take-Off”

1.煙氣離開燃燒室的開口位置與尺寸輸入是為了對燃燒室進(jìn)行粗計(jì)算，默認(rèn)的

方式為“頂、中心”。

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2.InnerDimensionsofFlueGasTake-Off

如果煙氣離開燃燒室開口形狀為長方形，則在此欠輸入長和寬，如果開口為圓

型，則在第一個(gè)里面輸入圓的直徑，第二個(gè)不輸入。這個(gè)尺寸決定了燃燒室輻射到

對流室光管的面積。

3.ScreenOpeningCode（默認(rèn)為“不”）

不打?qū)μ柋硎鹃_口沒有遮擋，打?qū)μ柋硎鹃_口被輻射管和光管遮擋，如果出口

被耐火材料遮蔽使熱量箱射回燃燒室,這種情況也應(yīng)打?qū)μ?，對于對流室有光管?/p>

情況也要打?qū)μ枺?/p>

這部分的輸入界面如下：

3.1.5TheID'sofCoi1SectionsinFirebox

至少一組管路數(shù)據(jù)或者“Q-Bank”數(shù)據(jù)應(yīng)該揄入,最多可以榆入9組數(shù)據(jù)。管

路系統(tǒng)是具有一樣工藝流和機(jī)械數(shù)據(jù)的爐管組成

Q-Bank

它是一組從煙氣中增加或移出熱量的管路系統(tǒng)，它沒有具體的機(jī)械數(shù)據(jù)，編號

從90~99，Q-Bank在對對流室進(jìn)行熱交換研究時(shí)起作用。

其輸入界面如下：

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3.2對流室輸入

在對流室里，爐管相對于煙氣串聯(lián)或平行，煙氣可能向上、向下或水平穿過這

些爐管，光管部分的輻射熱量度部分來自燃燒室，對流室的其它部分的輻射熱量則

來自耐火墻和煙氣的直接輻射得來。如果在對流室熱量損失的比例較大，那么在后

面的HeatLoss章節(jié)就應(yīng)該輸入數(shù)據(jù)。

3.2.1Character!stic

本部分包含三個(gè)輸入，ID輸入方法與前面的燃燒室一樣，第二部分輸入的是煙

氣進(jìn)入和離開的加熱爐部分的ID號，第三部分為流動(dòng)阻力阻尼，默認(rèn)為0.

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3.2.2InternalDuctDimensions

如果對流室為長方形，那么輸入它的長寬高，如果為圓柱形，那么在第一個(gè)里

輸入它的直徑，第二個(gè)不填，在第三個(gè)里輸入高度。

選擇上、下還是水平根據(jù)的是摩擦氣流的方向，它的作用是粗略計(jì)算，摩擦、

動(dòng)量和重力在煙氣穿過加熱爐的過程中一直存在，因此氣流方向?qū)τ诖致杂?jì)算就有

很大意義。

其輸入界面如下：

3.2.3Coi1Section,Q-Bank,orAirPreheaterID

軟件支持10組數(shù)據(jù)的輸入，其輸入方法與燃燒室一樣。

3.3煙囪輸入

煙囪是加熱爐中垂直圓筒形的部分，如果煙囪數(shù)據(jù)沒有輸入，軟件將不會(huì)對輸

入的加熱爐數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，但煙氣壓降會(huì)在加熱爐的各個(gè)部分顯現(xiàn)。煙囪的熱損失

在粗略計(jì)算時(shí)有很大作用。

3.3.ICharacteristic

本部分包含兩個(gè)輸入，ID輸入方法與前面的一樣5一個(gè)加熱爐最多允許有兩個(gè)

平行的煙囪；第二部分輸入的是煙氣進(jìn)入煙囪的ID號。

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3.3.2Geometry

為了避免不同的外徑Di和徑DE，軟件輸入的是幾何直徑DG，其公式如下：

DG=7DI±DE

輸入的時(shí)候注意：煙囪直徑的單位為nun?高度單位為m°

流體阻力阻尼（默認(rèn)為1.5倍速度頭）

3.4管路輸入

軟件支持最少1組最多89組的管路數(shù)據(jù)輸入?管路是一個(gè)或多個(gè)爐管的組成，

他們具有以下特征：

1.具有一樣的方向和直徑；

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2.具有一樣的工藝流；

3.進(jìn)入管路的物料來自于同一個(gè)入口，并且物料具有一樣的溫度和壓力；

4.位于加熱爐的位置一樣；

5.在燃燒室爐管相對于火焰的朝向一樣；

6.過程流體一直保持和人口一樣的管程數(shù)。

3.4.1Geometry

此輸入包含三部分，管路系統(tǒng)ID、平行管路系統(tǒng)數(shù)量和平行部分ID，其輸入方

法與前面一樣。

3.4.2Proccssfluid

1.流入此管路系統(tǒng)的物料ID號，其號與后面要輸入的“PROCESS”號要一致。

2.，如果此管路系統(tǒng)的物料進(jìn)來自上一管路系統(tǒng)，則在此欠輸入上一管路系統(tǒng)

的ID號，不輸入默認(rèn)為入口。

3.如果此管路系統(tǒng)的物料進(jìn)入到下一管路，在此輸入下一管路的ID號，如果空

白或輸入“0,”，則認(rèn)為此外為出口。

4.平行進(jìn)入此管路系統(tǒng)的物料路數(shù)，在次輸入，下面第二圖分別表示的是1路、

3路和4路物料的情況

輸入界面如下：

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此處包含4處輸入部分。

1.爐管方向（默認(rèn)水平），如果爐管為水平，則輸入0，垂直為90.

2.爐管物料的方向（向上、向下或水平），此處揄入關(guān)系到重力是如何作用到關(guān)物

料的壓力降的。如果是垂直管，那應(yīng)該選擇上或下，選擇下，則減去重力的影響；

選擇上5則加上重力的影響，水平管不考慮重力作用u

3.爐管物料與煙氣的方向關(guān)系,uCocurrentflow"表示兩者方向一樣，

uCountercurrentflow"表示兩者方向相反。此外只是需要對流室爐管榆入。

4.爐管ID號，此欠的號要與后面的Tube號一致。

輸入界面如下：

3.4.4Geometry11

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此處包含5欠輸入部分。

1.此級榆入一組管路系統(tǒng)爐管的總根數(shù)。

2.爐管的排數(shù)。對于燃燒室，只能輸入1或2，當(dāng)揄入2時(shí)，軟件假設(shè)物料先

進(jìn)入1，然后再進(jìn)入2，再進(jìn)入1，輪流交替，且默認(rèn)1排為靠墻近的爐管；

對于對流室，排數(shù)為煙氣穿過的管排數(shù)，如下圖所示。

3.管子布局。選擇Staggered是交錯(cuò)布局，選擇in-line是沿線布局，如果管

排只有一排爐管，那么根據(jù)與它相鄰的管排的位置輸入，如果燃燒室管排數(shù)

為2，則軟件假設(shè)它們?yōu)榻诲e(cuò)布置。

4.為一排管子中相鄰管子間的距離，在下窗中以S表示。如果這個(gè)數(shù)據(jù)沒有輸

入，軟件默認(rèn)為1.5倍外徑。

5.為相鄰管排簡單距離，這個(gè)數(shù)據(jù)是用來確定管排高度和計(jì)算管排熱損失的。

在下圖中以L表示。

SHEETDIMENSION

ITEM#LETTEREXPLANATION

3?

Numberoftuberows

4?

TubeSpacing

(centerlinetocerterline)

5?

TubeSpacing

(rowtorow)

0?

DistancetoUpstream

?

3CoilSection

TubeCenterlineto

Refractory

輸入界面如下圖：

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Coilsectiondata-ID:10X

AdditionaldataRadiant/shocktubesComments

GeneralProcessfluidGeometryIGeometryII

Numberoftubes/coilsection:歸

Numberoftuberows:*

Tubelayout

'?Staggered("In-line

一。。ooo

T下O,。C一Ssoo

rOG^-O

lfluegas

S-Tubespacirg:1304.8mm

(center-centerbetweentubesinarow)

L?Rowspacing:

mm

(tuberowcenter-centerbetweenrows)

確定取消|幫助|

3.4.5Additionaldata

此分包含3級輸入部分。輸入界面如下：

Coilsectiondata-ID:30X

General|Processfluid|GeometryIGeometryII

AdditionaldataRadiant/shock,tubesComments

Fitting,headersandmanifoldtypeID'sr

FittinqIheaderatcoilsectionentry:(default=1]r

Headersconnectingtubesinthiscoilsection:

(default=1)r

Fittinq/headeratcoilsectionoutlet:(default=1]

Convective/shooktubesonly____

Center-centerdistancetonextcoilsection|通

uDstream:finref.toHueaa$flowl

Convectionsectioncoilonly

Non-idealtubetank

?Corbelsextend1/2atubediameterfromside(default)

「Notcorbelled

廠Corbelsextend1/2atubespacefromside

確定取消|幫助|

1.Fitting'HeaderandmanifoldTypeID（爐管連接件和彎頭類型）

進(jìn)入管路系統(tǒng)的連接件和穹頭的類型（默認(rèn)為1）

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管路系統(tǒng)部爐管連接彎頭的類型（默認(rèn)為1）

離開管路系統(tǒng)的連接件和彎頭的類型（默認(rèn)為1）

連接件和彎頭類型ID共有1?5個(gè)，其主要特征如下表所示，如果類型特殊，可

在后面的FITTING輸入部分輸入。

連接件類型1~5和K-LOSS

ID主要特征LOSS

1U型彎頭，加熱爐外0.75

2U型彎頭，加熱爐0.75

3騾子耳朵，加熱爐外1.5

4跳頭（轉(zhuǎn)油線），加熱爐外1.0

590°彎頭，加熱爐外0.5

2.CentertoCenterDistancetoAdjacentUpstreamCoi1Section（相鄰管

路系統(tǒng)距離）

這一部分的揄入只適用于對流室，它的輸入是用來確定管排距離對煙氣熱交換

的影響。如果輸入的距離大于10倍管心距，那么煙氣的湍流強(qiáng)度就會(huì)很低，如果空

白或輸入數(shù)據(jù)小于10倍管心距，那么湍流強(qiáng)度很大，熱交換系數(shù)取最大值。

3.Non-IdealTubeBank

牛腿是連接在耐火墻上，隔一段伸出一段距離，它的作用是讓煙氣在對流室中

有不同的流向，增加它的湍流強(qiáng)度，它的伸出長度有1/2管心距、1/2管排距。

3.4.6Additionaldata

此處包含3欠輸入部分。

1.TypeofCoilSection

爐管類型，

Radiant輻射管，位于燃燒室，它的熱量兵源主要來自輻射傳熱。

Shock光管，位于輻射室或?qū)α魇摇?/p>

Neither除了上面兩種管子外的類型，位于對流室。

2.LocationofCoi1Section

爐管位置。此外輸入只適用于燃燒室爐管，其位置有：耐火墻、爐頂、爐底、

中心和中間耐火墻上。

3.TubcCcntertoRefractorySpacingDistance

爐管中心距耐火墻的距離。此外輸入只適用于位置位于燃燒室墻、頂和底的輻

射管和光管。

輸入界面如下：

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3.5爐管數(shù)據(jù)輸入

爐管的各種數(shù)據(jù)在此欠輸入，最多允許20種管子數(shù)據(jù)的輸入。不同的管路系統(tǒng)

可以使用一樣的管子ID號。

3.5.1Generalcharacteristics

此外輸入包括以下幾部分。

1.管子ID號,此欠ID號要與前面管路系統(tǒng)輸入的ID號對應(yīng)。

2.管子外徑和平均管子厚度。

3.Overal1andEffectiveTubeLengthPerTube

管子的總長度是用于計(jì)算壓力降，管子的有效長度是用來計(jì)算管子傳熱有效

表面積。

4.TubeMaterialCode

爐管材料，如果空白，那么軟件默認(rèn)為爐管材料為碳鋼，爐管材料在輸入不

封閉可以用下拉菜單選擇，這個(gè)選擇是用來進(jìn)行傳熱計(jì)算和進(jìn)行爐管最高溫度時(shí)的

強(qiáng)度校核。

6.TubeMaterialThermalConductivity

爐管材料導(dǎo)熱率。如果空白，軟件默認(rèn)為爐管材料導(dǎo)熱率為上面選擇材料的數(shù)

據(jù)，如果想要修改，則軟件采用修改后的數(shù)據(jù)

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輸入界面如下：

3.5.2Fintypeanddiameter

此外輸入包括以下幾部分。

管子表面形狀選擇，其形狀有：翅片管，鋸齒型管和釘頭管，其中管子的長度L、

翅片或釘頭的高度H、厚度1)1、1)2如下圖所示，當(dāng)選擇的管表面形狀不同時(shí)，上面

的字母表示的意義不同，軟件會(huì)在輸入界面有提示。

CODE:@?(30)

SMOOTHSERRATEDSTUDS

J=THICKNESSOFFIND(=THICKNESSOFSTUD

立=WIDTHOFFIND2=LONGDIMENSIONOF

ELLIPTICALSTUD

輸入界面如下圖：

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3.5.3Findata

此部分輸入有以下幾部分。每單位長度上翅片和釘頭的數(shù)量；每環(huán)上翅片和釘

頭的數(shù)量；翅片和釘頭的材料（默認(rèn)為碳鋼）；翅片和釘頭的熱導(dǎo)率；翅片和釘頭和

光管的粘合抗力；每單位長度上伸出部分的面積。

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3.6物料數(shù)據(jù)輸入

最多10組不同的物料數(shù)據(jù)可以輸入，物料速度和進(jìn)出口條件（溫度、壓力蒸汽

百分比和始）可以輸入，不同的物料可以有一樣的物理屬性，軟件提供“固定燃燒

速率”和“固定熱負(fù)荷”兩種計(jì)算方法。

3.6.1ProcessstreamCharacteristic

本部分包括以下輸入。

1.物料ID號，此部分要與前面的管路系統(tǒng)的輸入的ID號一致。

2.物料狀態(tài)，有固定出口狀態(tài)、固定人口狀態(tài)和固定出入口狀態(tài)三種。其中固

定出口狀態(tài)時(shí)，軟件計(jì)算入口狀態(tài)；固定入口狀態(tài)時(shí)，軟件計(jì)算出口狀態(tài)。

固定出入口狀態(tài)，且前面的熱負(fù)荷沒有輸入時(shí)，那么程序變成固定熱負(fù)荷計(jì)

算方法；如果固定出入口狀態(tài)和前面的熱負(fù)荷都揄入時(shí)，軟件會(huì)根據(jù)出入口

狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，并會(huì)把計(jì)算結(jié)果與輸入的熱負(fù)荷進(jìn)行比較，如果兩者之間相

差1%時(shí)，軟件會(huì)特別進(jìn)行報(bào)告。

3.物料速率，此級輸入部分必須輸入，如果蒸汽注入到物料中，那輸入物料速

度時(shí)不包括注入的蒸汽量。

4.熱負(fù)荷輸入。輸入此部分軟件變?yōu)楣潭嶝?fù)荷模擬。

5.污垢阻力。如果管子光潔，那么此部分空白，如果輸入數(shù)據(jù)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)

會(huì)加到每跟爐管上面?這個(gè)數(shù)據(jù)在計(jì)算爐管熱交換時(shí)起作用。

3.6.2Condition

此部分包含物料的溫度、壓力、燃和蒸汽質(zhì)量四部分的輸入。其中物料的出口

21/34

狀態(tài)必須輸入，如果進(jìn)口狀態(tài)不輸入，軟件會(huì)計(jì)算出一個(gè)寬松的結(jié)果；如果物料的P、

T、H都輸入時(shí)，軟件會(huì)使用P、H而忽略T。

輸入界面如下圖：

3.7燃燒數(shù)據(jù)揄入

每一個(gè)燃燒室對應(yīng)一個(gè)燃燒輸入，燃燒揄入部分包括下面幾部分：

?燃燒速率或燃料流速

?燃燒情況：過剩空氣系數(shù)和混合空氣溫度

?最多四種燃料數(shù)據(jù)的輸入

?燃?xì)怆x開燃燒室的溫度

3.7.1Firingdata

此部分包含以下輸入：

1.1D號，此部分的ID號要與燃燒室的一一對應(yīng)。

2.燃燒速率。燃燒室的燃料速率根據(jù)燃料燃燒的低發(fā)熱量（LHV）來輸入。如

果燃燒速率輸入，而前面沒有指定為固定熱負(fù)荷時(shí)，軟件就變成固定燃燒速

率的模擬計(jì)算，如果前面指定為固定熱負(fù)荷時(shí)?則此處揄入被忽略，它的作

用為粗略計(jì)算。

3.過?？諝庀禂?shù)的輸入。過?？諝庀禂?shù)對于燃燒室的燃燒效率有很大作用，對

于氣體燃料它的圍最好位于10?15%，對于液體燃料，它的圍最好為20-30%，

它的選取與空氣中氧的含量有關(guān)，也可根據(jù)煙氣中氧的含量進(jìn)行選取，其選

取數(shù)據(jù)圖片如下：

22/34

50

％(

)

S

J

ns

iz￡

<』

s

s

a

CJ

gx

OcygeninFlueGas(%)

4.進(jìn)入燃燒室的空氣溫度。如果空白，軟件默認(rèn)為20℃，如果加熱爐有空氣預(yù)

熱器（APH），那么此部分應(yīng)輸入空氣離開預(yù)熱器時(shí)的溫度。注意：每一個(gè)新

的空氣溫度對應(yīng)一個(gè)煙氣流速。

輸入界面如下：

Firingconditions-ID:11X

FiringDataBridgewalltemperature|Fueltt1Fueltt2|Fuel43!Fueltt4|Comments

Burner02

(Mole%,DryBasis)

AltUn抬］

確定|取消|幫助

23/34

3.7.2Bridgewalltemperature

這一溫度指的是離開輻射傳熱的燃燒室時(shí)煙氣的溫度。軟件通過迭代計(jì)算的方

法計(jì)算出這一溫度。如果一個(gè)正確假設(shè)的溫度輸入，那么將會(huì)對軟件進(jìn)行后面的傳

熱計(jì)算有很大幫助。

輸入界面如下；

3.7.3Fuel#1

對于每一個(gè)燃燒室，一共四種燃料的數(shù)據(jù)可以輸入，此部分的輸入包含以下幾

方面的揄入：

1.燃料的ID號，如果用戶要輸入混合燃料，那么就需要在后面的FUELDATA

輸入界面輸入數(shù)據(jù)，此處的輸入ID要與后面的FUELDATA里的ID對應(yīng).

2.燃料溫度輸入。

3.燃料速度單位。主要包括：MSCF千立方英尺/天；BPD桶/天；LB/H磅/小

時(shí)；WTFR質(zhì)量分?jǐn)?shù)（僅用于超過一種燃料的混合燃料的情況）。如果用戶使

用的是國際遹用單位，此部分不用輸入。

4.此外輸入加入到燃料中的蒸汽的流速。如果流速輸入，那么輸入的單位一定

要設(shè)置好。

5.加入到燃料日的蒸汽的壓力。

6.加入到燃料占的蒸汽的溫度。

24/34

輸入界面如下圖：

3.8燃料數(shù)據(jù)輸入

此部分輸入的是燃料的發(fā)熱量，比熱和組成。

3.8.1Identification

本部分輸入主要包括以下輸入：

1.燃料ID和燃料名稱。此部分燃料II）要與前面FIRINGDATA輸入的ID號保

持一致。燃料名稱輸入是方便使用者區(qū)分各種燃料，沒其它意義。

2.下面兩個(gè)輸入是關(guān)于氣、液燃料的，如果加熱爐的燃料為液體，則輸入第一

個(gè)SpecificGravity（比重），此時(shí)輸入的數(shù)據(jù)為液體燃料密度與1000Kg/m3

的水密度的比值。如果加熱爐的燃料為氣體，此時(shí)輸入的數(shù)據(jù)為氣體燃料密

度與1.22值/|/的空氣密度的比值，一般來說，氣體燃料輸入的是下面的

MolecularWeight（分子量），如果氣體燃料兩個(gè)空格都輸入數(shù)據(jù)，那么軟

件使用的是比重里的數(shù)據(jù)。

3.燃料比熱。如果空白，軟件將采用一個(gè)估計(jì)數(shù)據(jù)。

4.燃料發(fā)熱量、單位。燃料的發(fā)熱量有高發(fā)熱量HHV和低發(fā)熱量LIIV兩種，一

般使用的是低發(fā)熱量。單位有kJ/kg和kJ/nm'兩中。數(shù)值在上面的表格中輸

入。

輸入界面如下：

25/34

3.8.2Composition

此外輸入的是燃料C、II和其它成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。關(guān)于C、II有兩個(gè)選擇，CII組

合的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和C、H各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。其余的Ch、凡和S的含量視情況輸入。最下

邊兩個(gè)為灰和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)輸入，它只是液體燃料時(shí)輸入。

輸入界面如下：

3.9熱損失輸入

26/34

FRNC-5軟件提供加熱爐熱損失的計(jì)算，如果用戶不輸入，那么軟件默認(rèn)熱損失

為燃料用量的1.5%，輸入0為無損失。

它的輸入包含以下幾部分：

1.加熱爐熱損失部位的ID號。

2.熱損失部位外墻的厚度。

3.熱損失部位埼的材料。

4.熱損失部位埼導(dǎo)熱系數(shù)，如果墻的材料輸入的話，這一項(xiàng)可不填。

輸入界面如下圖：

3.10注入水蒸氣/水?dāng)?shù)據(jù)

注入到一個(gè)工藝流中的水蒸氣和水受下面的兩條限制：

1.只能選擇一個(gè)注入點(diǎn)；

2.不會(huì)在一個(gè)管路系統(tǒng)的入口處注入。

此部分輸入包含以下幾方面：

1.加熱爐注入部分的ID號。

2.注入部分的流速。

3.注入部分的溫度、壓力和燃

輸入界面如下：

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3.1IQ-Bank輸入

Q-bank是一項(xiàng)沒有過程數(shù)據(jù)和材料數(shù)據(jù)的管路系統(tǒng)，它可以向煙氣中加加熱量

（榆入-Q）和減熱量（輸入+Q），主要用來對對流室熱量回收研究起作用，軟件支持

十組Q-bank的輸入,ID號從90-99。輸入界面如下：

3.12空氣數(shù)據(jù)輸入

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當(dāng)以下條件成立時(shí)，氣流可以作為煙氣進(jìn)入加熱爐的一部分：

1.在對流室直接定義煙氣狀態(tài)；

2.煙氣回流燃燒室；

3.補(bǔ)充燃燒模型；

4.空氣漏入加熱爐的某個(gè)部分。

加熱爐的每個(gè)部分都允許有廢氣流，需要輸入的是加熱爐部分的ID號，氣流的

流速、溫度和組成。氣流沒有燃燒，但它被假及為隨煙氣燃燒產(chǎn)生的。

其輸入界面如下面兩圖所示

3.13空氣預(yù)熱器輸入

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空氣預(yù)熱器模型在燃燒室的燃燒空氣和對流室的煙氣間建立熱平衡，它可以位

于加熱爐的任意部位。

進(jìn)入進(jìn)熱爐燃燒室的燃燒空氣應(yīng)在進(jìn)入前預(yù)熱，空氣預(yù)熱器應(yīng)位于對流室，并

且應(yīng)在“CoilSectionID”和CONVECTIVE部分輸入其ID號。

FRNC-5通過迭代計(jì)算算出燃燒室的燃燒空氣，如果進(jìn)入燃燒室的預(yù)熱空氣的溫

度輸入的話，那么在迸行燃燒室傳熱計(jì)算有很大幫助。

3.13.1GeneralCharacteristic

本部分包含以下輸入：

1.空氣預(yù)熱器ID號。此處的輸入ID必須與對流室中CoilSectionID部分的

ID號一致，一個(gè)加熱爐只允許有一個(gè)空氣預(yù)熱器。

2.第一個(gè)燃燒室的ID號。此處輸入預(yù)熱空氣進(jìn)入的燃燒室的ID號，后面的第

二、第三都是此意思。

3.進(jìn)入預(yù)熱器時(shí)空氣的溫度，如果默認(rèn)，為室溫。

其輸入界面如下：

3.13.2Specification

本部分包含以下輸入：

1.空氣預(yù)熱熱負(fù)荷。它是指空氣預(yù)熱器熱交換的負(fù)荷，如果它輸入的數(shù)值遠(yuǎn)大

于空氣預(yù)熱器的最大負(fù)荷，那么最大負(fù)荷將作為計(jì)算的數(shù)據(jù)，軟件會(huì)在最后

的輸出報(bào)告日給出一個(gè)警告。

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2.空氣在預(yù)熱器出口的溫度。這個(gè)溫度是期望的出口溫度，根據(jù)這個(gè)溫度算出

的熱負(fù)荷如杲遠(yuǎn)大于空氣預(yù)熱器的最大負(fù)荷，那么最大負(fù)荷將作為計(jì)算的數(shù)

據(jù)，軟件會(huì)在最后的輸出報(bào)告中給出一個(gè)警告。

3.有效系數(shù)。它是真實(shí)熱負(fù)荷與預(yù)熱器最大熱負(fù)荷的比值，它的數(shù)值應(yīng)該在0~1