吉拉索原油加工中加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u1203吉拉索原油加工中加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程案例 1132151.1原始數(shù)據(jù) 2319071.2加熱爐總熱負(fù)荷 251011.2.1冷原油進(jìn)料的熱負(fù)荷 2235511.2.2過(guò)熱水蒸氣的熱負(fù)荷 2274261.2.3閃底油的熱負(fù)荷 351531.3燃燒過(guò)程 3124481.3.1低發(fā)熱值 311861.3.2需要的理論空氣量 3318251.3.3過(guò)?？諝庀禂?shù) 3106431.3.4煙氣組成 4221561.3.5求煙焓值并作圖 472551.4全爐熱平衡 5256021.4.1爐效率 510971.4.2燃料用量 5139041.4.3煙道氣流量 6157651.5輻射室計(jì)算 635621.1.1熱負(fù)荷 6286591.1.2輻射管表面積、管徑及管心距 61101.1.3爐管長(zhǎng)度、爐管數(shù)及爐膛尺寸 6235901.1.4對(duì)流室尺寸 6201461.1.5當(dāng)量冷平面面積 777801.1.6有效反射面的面積與當(dāng)量冷平面比值 7204771.1.7煙氣黑度 7217811.1.8總輻射交換因數(shù) 8174851.1.9輻射段熱平衡 8221651.1.10出口煙氣溫度 8116791.1.11校核 9137741.6對(duì)流室計(jì)算 1042341.6.1對(duì)流室熱負(fù)荷 1053571.6.2對(duì)流室傳熱 10160511.6.3對(duì)流室高度 16323851.6.4全爐熱效率 1686771.7爐管內(nèi)壓力降 161911.7.1確定汽化段當(dāng)量長(zhǎng)度 16299001.7.2汽化段氣、液相混合密度 16255431.7.3汽化段氣、液相混合流速 17324191.7.4汽化段壓降 17233171.7.5汽化點(diǎn)壓力 17208331.7.6重復(fù)計(jì)算 17213841.7.7作圖法求解汽化段壓力 18179501.7.8加熱段壓降 18191161.7.9爐管處總壓降 1945501.8煙囪設(shè)計(jì) 19166681.8.1煙囪直徑 19236451.8.2煙囪和對(duì)流室產(chǎn)生的抽力 19105591.8.3總壓降 19223621.8.4煙囪的最低高度 221.1原始數(shù)據(jù)被加熱的物料有（1）冷原油（原油的）（2）飽和水蒸氣P1＝1.0MPaP2=3MPa（3）閃底油（體積分1.2加熱爐總熱負(fù)荷1.2.1冷原油進(jìn)料的熱負(fù)荷進(jìn)加熱爐溫度，查文獻(xiàn)[1]頁(yè)圖得出加熱爐溫度，查文獻(xiàn)[1]頁(yè)圖得則冷原油熱負(fù)荷：1.2.2過(guò)熱水蒸氣的熱負(fù)荷在下，蒸氣焓值在下，蒸氣焓值則水蒸氣的熱負(fù)荷為：1.2.3閃底油的熱負(fù)荷進(jìn)加熱爐溫度，查焓圖得出加熱爐溫度，查焓圖得則閃底油的熱負(fù)荷代值得，可得總熱負(fù)荷：1.3燃燒過(guò)程1.3.1低發(fā)熱值燃料選得是催化干氣，密度是1.159。表48催化干氣組成組成H2SCO2H2N2+O2CH4C2H4+C2H6C3H8C3H6C4H10C4H8v%0.596.616.627.226.4260.54.70.60.8m%0.6911.510.529.416.330.10.97.61.31.7表49催化干氣低發(fā)熱值組成H2SH2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8QL,kcal/kg36802945011954113501127211079109421093210758燃料得低發(fā)熱值Q=1.3.2需要的理論空氣量V0=1/0.21[0.5yH2+2ycH4+(m+n/4)yCmHn+1.5yH2S-yO2]Nm3空氣/Nm3燃料=1.3.3過(guò)?？諝庀禂?shù)，燃料密度1.3.4煙氣組成（1）煙氣得含量=16.2%×2.75+15%×3.14+15%×2.93+0.8%×3+7.7%×3.14+1.4%×3.03+1.7%×3.14+11.50%===煙氣得總量：=（2）各組分所占得體積分率1.3.5求煙焓值并作圖查L(zhǎng)Y-100[6]表得常用氣體得焓值。表50煙氣焓值溫度℃CO29.47%H2O13.10%SO20.0526%N271.61%O21.766%H,kcal/kg10020.844.111.224.92227.4420043.990.131.750.044.751.5330068.613649.371.468.084.0040094.618567.7103.292.2114.87500122.223586.7127.6117.1143.43600150.4286106.3154.3142.3173.95700179.5339126.2181.7168.1201.38800209392146.3209.8194.3237.39900240450.5166.8238.2220.7270.501000269.8509187.4267.3247.5304.06圖16煙氣焓值1.4全爐熱平衡1.4.1爐效率設(shè)對(duì)流段出口查圖得：得時(shí)候，熱損失為,取熱損失1.4.2燃料用量B==2700.4kg/h1.4.3煙道氣流量1.5輻射室計(jì)算1.1.1熱負(fù)荷輻射室得熱負(fù)荷占全爐加熱爐則1.1.2輻射管表面積、管徑及管心距，輻射管得表面積：閃底油，管程，管徑選爐管1.1.3爐管長(zhǎng)度、爐管數(shù)及爐膛尺寸爐膛得直徑：，爐管為輻射管得總數(shù)目是D=爐管得直徑高度1.1.4對(duì)流室尺寸（1）長(zhǎng)（2）寬=（3）煙氣流速選定，對(duì)流管得有效長(zhǎng)度，滿足條件。1.1.5當(dāng)量冷平面面積冷平面：輻射管遮蔽管(1.1.6有效反射面的面積與當(dāng)量冷平面比值總面積：反射：＝1.1.7煙氣黑度＝1.1，查圖8-6[8]得：查表8-1[8]知L=7.232mpL=0.260×7.232=1.88atm?m假定出口Tg=700℃=973K，查圖8-1[6]得＝0.5721.1.8總輻射交換因數(shù)，，查圖[6]得1.1.9輻射段熱平衡,查圖[6]得：=1.1.10出口煙氣溫度，管壁結(jié)合上文得計(jì)算數(shù)據(jù)作吸收曲線。表51煙氣吸收Tg，K8739239731023107311231173，kw/m231.6341.8553.5266.8081.8698.87118.04第一次試算：，，查圖[8]，煙氣黑度，查圖[8]得F=0.752，查圖[8]得：第1個(gè)試算結(jié)果：，在圖17上標(biāo)出A點(diǎn)；第二次試算：當(dāng),，查圖[8]，煙氣的黑度，查圖[8]得查圖[8]得：第2個(gè)試算結(jié)果：，在圖17上標(biāo)出B點(diǎn)；連接這兩個(gè)點(diǎn)，形成的直線與吸收曲線交點(diǎn)處得溫度，此值即要求得溫度。圖17作圖法求煙氣出口溫度1.1.11校核（1）輻射段得熱負(fù)荷當(dāng)，查圖：（2）表面熱強(qiáng)度=（3）油品入口處得溫度總熱焓量：查[2]得溫度為。（4）計(jì)算平均值與假設(shè)相差不大。1.6對(duì)流室計(jì)算1.6.1對(duì)流室熱負(fù)荷1.6.2對(duì)流室傳熱對(duì)流室得下段。(1)計(jì)算出閃底油得吸熱量：煙氣出輻射段，，設(shè)出口時(shí)得溫度，比焓是，熱損失我們假定為，查圖溫差：煙氣811℃602℃閃底油290℃280℃差值521℃322℃閃底油平均溫度煙氣平均溫度(2)管內(nèi)膜得傳熱系數(shù)介質(zhì)得質(zhì)量流速計(jì)算==(3)對(duì)流段外膜傳熱系a．表面得傳熱系數(shù)=＝包括結(jié)垢熱阻在其中得釘頭表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)b.釘頭效率當(dāng)，查圖[6]。用得標(biāo)準(zhǔn)釘頭，它的高是。c.光管部分的外對(duì)流傳熱系數(shù)=＝包括結(jié)垢熱阻在其中得釘頭表面?zhèn)鳠醖.釘頭管得外膜傳熱表面積：釘頭：釘頭外的部分：=（4）總得傳熱系數(shù)（5）對(duì)流管得表面積及管排數(shù)，取7排（6）對(duì)流管得表面熱強(qiáng)度中段處的對(duì)流傳熱。（1）水蒸氣吸熱煙氣進(jìn)入時(shí)得溫度，設(shè)煙氣出時(shí)得溫度，比焓，我們假設(shè)熱損失g，查得溫差：煙氣602℃527℃閃底油420℃180℃差值182℃347℃水蒸氣煙氣(2)管內(nèi)膜得傳熱系數(shù)下；下，則水蒸氣平均密度選爐管（釘頭管），，取取=，滿足條件介質(zhì)流速：==5＝（3）管外膜得傳熱系數(shù)a.管外部分得計(jì)算=b.計(jì)算釘頭得效率當(dāng)，查得，采用得標(biāo)準(zhǔn)釘頭，它的高0.025mc.光管部分管對(duì)處傳熱＝23.46（m2h℃）d.釘頭外膜得傳熱系數(shù)光管釘頭釘頭外面得部分計(jì)算：（4）總傳熱系數(shù)（5）計(jì)算管排數(shù)和對(duì)流管得表面積，取2排（6）對(duì)流管表面得熱強(qiáng)度上段部分得計(jì)算。（1）傳熱溫差得計(jì)算和熱負(fù)荷冷原油得吸熱:煙氣出時(shí)得溫度，，煙氣出該段得溫度我們?cè)O(shè)為，比焓，熱損失Ht2＝49.27kcalkg，得t3=194℃溫差：煙氣527℃194℃冷原油200℃120℃差值327℃74℃水蒸氣平均溫度煙氣平均溫度（2）管內(nèi)膜得傳熱系數(shù)取管內(nèi)冷原油流速，管程數(shù)為，則所需爐管內(nèi)徑：選爐管，則管心距：重新核算流速:取=，介質(zhì)得流速==1.5（3）對(duì)流段得外膜傳熱系數(shù)a.釘頭表面處的傳熱系數(shù)=b.釘頭得效率計(jì)算當(dāng)時(shí)，查圖[6]有，用得標(biāo)準(zhǔn)釘頭，它的高，c.光管部分得外對(duì)流傳熱系數(shù)=)d.釘頭外膜得傳熱系數(shù)+釘頭外光管：（4）總得傳熱系數(shù)（5）對(duì)流管得表面積計(jì)算和管排數(shù)，取18排（6）對(duì)流管表面得熱強(qiáng)度計(jì)算1.6.3對(duì)流室高度我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在對(duì)流室處設(shè)置一排遮蔽管（127×6）結(jié)合前面得計(jì)算知總排數(shù)N＝Nc1+Nc2+Nc3+11=29對(duì)流室爐管得總數(shù)量1.6.4全爐熱效率當(dāng)煙氣出口溫度時(shí)，煙氣設(shè)全爐熱損失，則：1.7爐管內(nèi)壓力降1.7.1確定汽化段當(dāng)量長(zhǎng)度已知閃底油焦點(diǎn)得一些性質(zhì)，溫度，壓力現(xiàn)在我們假設(shè)，查閃底油P-T-e相圖得與點(diǎn)線的交點(diǎn)溫度。輻射管出口處得溫度，汽化率輻射管入口處得溫度，液相輻射管得當(dāng)量長(zhǎng)度=1.7.2汽化段氣、液相混合密度均溫均壓=液相得密度1.7.3汽化段氣、液相混合流速＝11.71m/s1.7.4汽化段壓降==0.161MPa1.7.5汽化點(diǎn)壓力，與之前假定得值不符，需重復(fù)計(jì)算。1.7.6重復(fù)計(jì)算重新假設(shè)，查閃底油P-T-e相圖得與點(diǎn)線相交點(diǎn)溫度，此時(shí)得液相比焓輻射管出口，汽化率爐出口處汽液兩相得混合焓輻射管入口處得溫度液相比焓輻射管得當(dāng)量長(zhǎng)度=均溫均壓，則=平均汽化率得值兩相得混合密度=1.7.7作圖法求解汽化段壓力第一次試算得比值=0.88在圖18上標(biāo)出A點(diǎn)第二次試算的比值=1.19在圖18上標(biāo)出B點(diǎn)連接AB兩點(diǎn)，當(dāng)縱坐標(biāo)為1時(shí)，，即所求得壓力。圖18氣化點(diǎn)壓力故1.7.8加熱段壓降汽化段處得壓力時(shí)，能夠知道汽化點(diǎn)得溫度，相對(duì)應(yīng)的液相比焓是當(dāng)量長(zhǎng)度加熱段對(duì)流得當(dāng)量長(zhǎng)度=汽化點(diǎn)前汽化點(diǎn)前得管段均溫介質(zhì)得密度平均流速：（3）汽化段壓處降=1.7.9爐管處總壓降爐管得總壓漿進(jìn)入對(duì)流室處1.8煙囪設(shè)計(jì)1.8.1煙囪直徑1.8.2煙囪和對(duì)流室產(chǎn)生的抽力爐膛，對(duì)流室，輻射室煙氣出口。煙氣均溫?zé)焽枥锩娴臒煔饩鶞卮髿?1.8.3總壓降（1）煙氣由輻射室至對(duì)流室得壓力降查表[8]得煙氣得密度：煙氣流速：（2）煙氣流過(guò)對(duì)流室時(shí)對(duì)流室得三段情況不同，分開求壓降。a.對(duì)流室下段對(duì)流室截面積：爐管截面積：釘頭截面積：自由通道：釘頭區(qū)外面積：Aso=釘頭區(qū)內(nèi)面積：釘頭間得間隙：臨管釘頭間隙：，查圖[9]得煙氣粘度=b.對(duì)流室中段對(duì)流室截面積：爐管截面積：釘頭截面積：通道面積：釘頭區(qū)外面積：Aso=釘頭區(qū)內(nèi)面積：釘頭間得間隙：臨管釘頭間隙：，查圖[9]得煙氣粘度，=c.對(duì)流室上段對(duì)流室截面積：爐管截面積：釘頭截面積：通道面積：釘頭區(qū)外面積：Aso=釘頭區(qū)內(nèi)面積：釘頭