焦化廠煤氣終冷塔設(shè)計計算,,,,,,,,,

序號,計算項目,符號表示,參數(shù)來源,計算公式,國際單位,計算結(jié)果,參數(shù)說明,規(guī)范依據(jù),其他說明

一、煤氣參數(shù)計算,,,,,,,,,

1,煤氣流量,Q_gas,設(shè)計值,150000,Nm3/h,150000.00,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣流量,工藝設(shè)計,130萬噸焦化廠

2,煤氣入口溫度,T_in,設(shè)計值,40.0,℃,40.00,入口煤氣溫度,工藝參數(shù),脫硫后溫度

3,煤氣出口溫度,T_out,設(shè)計值,28.0,℃,28.00,出口煤氣溫度,工藝要求,≤28℃

4,煤氣壓力,P_gas,設(shè)計值,-500,Pa,-500.00,入口煤氣壓力,系統(tǒng)設(shè)計,負(fù)壓運行

5,煤氣密度,ρ_gas,查表值,0.56,kg/m3,0.56,煤氣密度,物性參數(shù),20℃標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

6,煤氣粘度,μ_gas,查表值,1.8e-5,Pa·s,0.00,煤氣動力粘度,物性參數(shù),20℃

7,煤氣比熱,c_p,查表值,1.3,kJ/(kg·K),1.30,煤氣定壓比熱,物性參數(shù),常壓下

8,煤氣流量,Q_gas_s,計算值,Q_gas/3600,m3/s,41.67,煤氣流量,單位換算,立方米/秒

9,煤氣質(zhì)量流量,m_gas,計算值,Q_gas×ρ_gas,kg/h,84000.00,煤氣質(zhì)量流量,質(zhì)量計算,體積×密度

10,煤氣溫度降,ΔT_gas,計算值,T_in-T_out,℃,12.00,煤氣溫度降,溫度計算,入口-出口

11,熱負(fù)荷,Q_load,計算值,m_gas×c_p×ΔT_gas/3600,kW,1310400.00,系統(tǒng)熱負(fù)荷,熱量計算,質(zhì)量×比熱×溫差

12,冷卻效率,η_cool,計算值,ΔT_gas/T_in×100,%,30.00,冷卻效率,效率計算,溫度降/入口溫度

13,雷諾數(shù),Re,計算值,ρ×v×d/μ,,0,煤氣雷諾數(shù),流體力學(xué),待計算

14,普朗特數(shù),Pr,計算值,μ×c_p/λ,,0.70,煤氣普朗特數(shù),傳熱學(xué),經(jīng)驗值0.7

二、冷卻水量計算,,,,,,,,,

15,冷卻水入口溫度,T_water_in,設(shè)計值,18.0,℃,18.00,冷卻水入口溫度,水源參數(shù),地下水溫度

16,冷卻水出口溫度,T_water_out,設(shè)計值,28.0,℃,28.00,冷卻水出口溫度,工藝設(shè)計,溫升10℃

17,水比熱,c_water,查表值,4.18,kJ/(kg·K),4.18,水的定壓比熱,物性參數(shù),常壓下

18,水密度,ρ_water,查表值,998.0,kg/m3,998.00,水的密度,物性參數(shù),20℃

19,水粘度,μ_water,查表值,1.0e-3,Pa·s,0.00,水的動力粘度,物性參數(shù),20℃

20,冷卻水溫升,ΔT_water,計算值,T_water_out-T_water_in,℃,10.00,冷卻水溫升,溫度計算,出口-入口

21,冷卻水質(zhì)量流量,m_water,計算值,Q_load/(c_water×ΔT_water)×3600,kg/h,112857416.27,冷卻水質(zhì)量流量,質(zhì)量計算,熱負(fù)荷/比熱/溫升

22,冷卻水體積流量,Q_water,計算值,m_water/ρ_water,m3/h,113083.58,冷卻水體積流量,體積計算,質(zhì)量/密度

23,液氣比,L/G,計算值,Q_water/Q_gas×1000,L/m3,753.89,液氣比,工藝參數(shù),水量/氣量

24,冷卻水量判斷,J_water,判斷值,"IF(Q_water≤1800,""滿足"",""不滿足"")",,不滿足,冷卻水量是否滿足,水量校核,≤1800m3/h

三、塔體尺寸計算,,,,,,,,,

25,空塔流速,u,設(shè)計值,1.2,m/s,1.20,塔內(nèi)煤氣流速,流體力學(xué),推薦值1.2m/s

26,塔體直徑,D,設(shè)計值,6.0,m,6.00,終冷塔內(nèi)徑,結(jié)構(gòu)設(shè)計,標(biāo)準(zhǔn)系列

27,塔體高度,H_total,設(shè)計值,24.0,m,24.00,終冷塔總高度,結(jié)構(gòu)設(shè)計,含基礎(chǔ)

28,填料層高度,H_packing,設(shè)計值,15.0,m,15.00,填料層總高度,傳質(zhì)設(shè)計,分段布置

29,噴淋層數(shù),n_spray,設(shè)計值,6,層,6.00,噴淋系統(tǒng)層數(shù),噴淋設(shè)計,雙向螺旋噴嘴

30,噴淋層間距,S_spray,設(shè)計值,2.0,m,2.00,噴淋層間距,結(jié)構(gòu)設(shè)計,均勻分布

31,塔體橫截面積,A_tower,計算值,π×(D/2)2,m2,28.27,塔體橫截面積,幾何計算,圓形面積

32,實際煤氣流速,u_actual,計算值,Q_gas_s/A_tower,m/s,1.47,實際煤氣流速,流速計算,流量/面積

33,氣體停留時間,t_residence,計算值,H_packing/u_actual,s,10.18,氣體停留時間,停留時間,高度/流速

34,高徑比,H/D,計算值,H_total/D,,4.00,塔體高徑比,結(jié)構(gòu)設(shè)計,3-5范圍內(nèi)

35,塔體容積,V_tower,計算值,A_tower×H_total,m3,678.58,塔體總?cè)莘e,容積計算,面積×高度

36,填料段容積,V_packing,計算值,A_tower×H_packing,m3,424.12,填料段容積,容積計算,面積×高度

37,流速偏差,Δu,計算值,|u_actual-u|/u×100,%,22.80,流速偏差,偏差計算,控制≤5%

38,流速判斷,J_velocity,判斷值,"IF(Δu≤5,""滿足"",""不滿足"")",,不滿足,流速是否滿足,流速校核,偏差≤5%

四、填料層設(shè)計計算,,,,,,,,,

39,填料類型,Type,設(shè)計值,木格填料,,木格填料,填料類型,傳質(zhì)設(shè)計,高效填料

40,填料尺寸,d_packing,設(shè)計值,50,mm,50.00,填料尺寸,結(jié)構(gòu)設(shè)計,標(biāo)準(zhǔn)系列

41,比表面積,a,查表值,110,m2/m3,110.00,填料比表面積,填料性能,廠家提供

42,空隙率,ε,查表值,0.95,,0.95,填料空隙率,填料性能,體積空隙率

43,傳質(zhì)系數(shù),K_ya,查表值,0.025,kmol/(m3·h),0.03,體積傳質(zhì)系數(shù),傳質(zhì)性能,經(jīng)驗值

44,傳質(zhì)單元數(shù),NOG,計算值,4.2,,4.20,傳質(zhì)單元數(shù),傳質(zhì)計算,理論計算

45,傳質(zhì)單元高度,HOG,計算值,3.6,m,3.60,傳質(zhì)單元高度,傳質(zhì)計算,經(jīng)驗公式

46,安全系數(shù),SF,設(shè)計值,1.1,,1.10,安全系數(shù),安全設(shè)計,考慮老化

47,實際填料層高度,H_actual,計算值,HOG×NOG×SF,m,16.63,實際填料層高度,高度計算,安全系數(shù)修正

48,填料段數(shù),n_segments,計算值,ceil(H_actual/3),段,6.00,填料段數(shù),結(jié)構(gòu)設(shè)計,每段≤3m

49,每米壓力損失,ΔP/m,查表值,120,Pa/m,120.00,每米填料壓力損失,流體力學(xué),廠家提供

50,總壓力損失,ΔP_total,計算值,H_actual×ΔP/m,Pa,1995.84,填料層總壓力損失,壓力計算,高度×單位損失

51,壓力損失判斷,J_pressure,判斷值,"IF(ΔP_total≤800,""滿足"",""不滿足"")",,不滿足,壓力損失是否滿足,阻力校核,≤800Pa

五、噴淋系統(tǒng)設(shè)計計算,,,,,,,,,

52,噴嘴類型,Type,設(shè)計值,雙向螺旋噴嘴,,雙向螺旋噴嘴,噴嘴類型,噴淋設(shè)計,高效霧化

53,單噴嘴流量,Q_nozzle,設(shè)計值,25,m3/h,25.00,單噴嘴流量,噴嘴設(shè)計,標(biāo)準(zhǔn)系列

54,噴嘴工作壓力,P_nozzle,設(shè)計值,0.15,MPa,0.15,噴嘴工作壓力,壓力設(shè)計,0.15~0.25MPa

55,噴嘴密度,D_nozzle,設(shè)計值,12,個/m2,12.00,噴嘴密度,噴淋設(shè)計,均勻覆蓋

56,霧化粒徑,d_droplet,設(shè)計值,80,μm,80.00,霧化粒徑,霧化性能,50~100μm

57,噴淋覆蓋率,Coverage,設(shè)計值,250,%,250.00,噴淋覆蓋率,覆蓋設(shè)計,≥200%

58,每層噴嘴數(shù)量,n_nozzle_per,計算值,ceil(A_tower×D_nozzle),個,340.00,每層噴嘴數(shù)量,數(shù)量計算,向上取整

59,總噴嘴數(shù)量,n_nozzle_total,計算值,n_nozzle_per×n_spray,個,2040.00,總噴嘴數(shù)量,數(shù)量計算,層數(shù)×每層數(shù)量

60,所需泵流量,Q_pump,計算值,n_nozzle_total×Q_nozzle,m3/h,51000.00,所需泵流量,流量計算,噴嘴總流量

61,噴嘴直徑,d_nozzle,計算值,√(4×Q_nozzle/(π×v))×1000,mm,1994.71,噴嘴出口直徑,直徑計算,v為出口流速

62,覆蓋率判斷,J_coverage,判斷值,"IF(Coverage≥200,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,覆蓋率是否滿足,覆蓋校核,≥200%

六、傳熱計算,,,,,,,,,

63,總傳熱系數(shù),K,查表值,120,W/(m2·K),120.00,總傳熱系數(shù),傳熱性能,經(jīng)驗值

64,對數(shù)平均溫差,LMTD,計算值,(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2),K,10.97,對數(shù)平均溫差,傳熱計算,逆流

65,傳熱面積,A_heat,計算值,Q_load×1000/(K×LMTD),m2,995475.70,傳熱面積,面積計算,熱負(fù)荷/系數(shù)/溫差

66,傳熱系數(shù)判斷,J_heat,判斷值,"IF(K≥100,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,傳熱系數(shù)是否滿足,傳熱校核,≥100W/(m2·K)

七、鋼結(jié)構(gòu)強度計算,,,,,,,,,

67,鋼材密度,ρ_steel,查表值,7850,kg/m3,7850.00,碳素結(jié)構(gòu)鋼密度,材料性能,GB/T700-2006

68,屈服強度,σ_s,查表值,235,MPa,235.00,Q235鋼屈服強度,材料性能,常溫屈服強度

69,許用應(yīng)力,σ_allow,選用值,170,MPa,170.00,鋼結(jié)構(gòu)許用應(yīng)力,強度設(shè)計,安全系數(shù)1.38

70,設(shè)計風(fēng)速,v_wind,設(shè)計值,25,m/s,25.00,設(shè)計風(fēng)速,荷載設(shè)計,50年一遇

71,地震烈度,Seismic,設(shè)計值,8,度,8.00,設(shè)計地震烈度,抗震設(shè)計,8度設(shè)防

72,塔體重量,W_tower,設(shè)計值,35,t,35.00,塔體鋼結(jié)構(gòu)重量,重量計算,不含填料

73,填料重量,W_packing,設(shè)計值,12,t,12.00,填料層重量,重量計算,干重

74,水重量,W_water,設(shè)計值,18,t,18.00,水重量,重量計算,運行狀態(tài)

75,總重量,W_total,計算值,W_tower+W_packing+W_water,t,65.00,設(shè)備總重量,重量計算,自重+載荷

76,風(fēng)力,F_wind,計算值,0.613×v_wind2×H×D,N,55170.00,水平風(fēng)力,風(fēng)荷載,體型系數(shù)1.2

77,地震力,F_seismic,計算值,W_total×g×0.2,N,127.53,水平地震力,地震荷載,加速度0.2g

78,最大彎矩,M_max,計算值,"max(F_wind,F_seismic)×H/2",N·m,662040.00,基礎(chǔ)彎矩,彎矩計算,最大水平力×力臂

79,所需截面模量,W_req,計算值,M_max/σ_allow,m3,0.00,所需截面模量,強度計算,彎矩/許用應(yīng)力

80,強度判斷,J_strength,判斷值,"IF(M_max≤W_actual×σ_allow,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,強度校核,≤許用應(yīng)力

八、系統(tǒng)壓力損失計算,,,,,,,,,

81,入口壓力損失,ΔP_inlet,設(shè)計值,100,Pa,100.00,入口壓力損失,流體力學(xué),局部阻力

82,出口壓力損失,ΔP_outlet,設(shè)計值,80,Pa,80.00,出口壓力損失,流體力學(xué),局部阻力

83,填料層壓力損失,ΔP_packing,設(shè)計值,600,Pa,600.00,填料層壓力損失,流體力學(xué),主要阻力

84,噴淋層壓力損失,ΔP_spray,設(shè)計值,150,Pa,150.00,噴淋層壓力損失,流體力學(xué),6層總和

85,除霧器壓力損失,ΔP_demister,設(shè)計值,120,Pa,120.00,除霧器壓力損失,流體力學(xué),兩級除霧

86,煙道壓力損失,ΔP_duct,設(shè)計值,200,Pa,200.00,煙道壓力損失,流體力學(xué),總煙道損失

87,系統(tǒng)總壓力損失,ΔP_system,計算值,Σ各部分損失,Pa,1250.00,系統(tǒng)總壓力損失,壓力計算,所有損失總和

88,壓力損失判斷,J_system,判斷值,"IF(ΔP_system≤800,""滿足"",""不滿足"")",,不滿足,系統(tǒng)壓力損失是否滿足,阻力校核,≤800Pa

九、綜合判斷,,,,,,,,,

89,冷卻水量要求,J_water,判斷值,,,不滿足,冷卻水量是否符合要求,水量設(shè)計,≤1800m3/h

90,流速要求,J_velocity,判斷值,,,不滿足,流速是否符合要求,流體設(shè)計,偏差≤5%

91,填料壓力損失要求,J_pressure,判斷值,,,不滿足,填料壓力損失是否符合要求,阻力設(shè)計,≤800Pa

92,覆蓋率要求,J_cove