【正文】 蔽管的后面沒有再輻射的爐墻，故不能吸收再輻射熱，但由于赤熱氣體直接流過遮蔽管，籍對流傳熱給它的熱量遠(yuǎn)較一般輻射管為高，此對流熱用以補(bǔ)償再輻射而有余，故設(shè) α=1。后者以暴露磚墻面積 和當(dāng)量冷面積的比值作為函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，即： ?? 設(shè)煙氣溫度 t=600℃，查圖 得交換因數(shù) F= 設(shè)煙氣溫度 t=600℃，查圖 得交換因數(shù) F=圖 氣體的交換因數(shù)輻射段氣體出口溫度 輻射段的熱平衡，輸入熱量:燃料的總發(fā)熱量 Qn， 千焦/時(shí)空氣顯熱 qn, 千焦/時(shí)燃料顯熱 qf， 千焦/時(shí)輸出熱量：二段熱焦油帶出的熱量（有效熱）Q I 千焦/時(shí)爐體熱損失 qL, 千焦/時(shí)煙氣帶走的熱量 qz, 千焦/時(shí)則熱平衡式為：Qn+qn+qf= Q1+qL+qz 或 Q1= Qn+qn+qfqLqz等式兩邊均除以 αAcpF1()fnlnzCPnCPqQAAF?????上式中的 qn/Qn、q f/Qn 值甚小，故可忽略不計(jì)，則 1()lnzCPnCPqQF??當(dāng)煙氣溫度 tp =600℃時(shí) 3 ????千 卡 標(biāo) 米 濕 煤 氣 千 焦 標(biāo) 米 濕 煤 氣??????? ??????千 卡 米 時(shí) =91千 焦 米 時(shí)式中：——煙氣在 20～600℃之間的平均比熱，千焦/標(biāo)米 3（2）校核爐管表面熱強(qiáng)度 q1輻射段加熱管實(shí)際表面積： ??248602..??????? ?千 卡 米 時(shí) =741千 焦 米 時(shí)原假設(shè)熱強(qiáng)度為 75240 千焦/米 2 ℃δ——管壁厚度，取 δ= 米λ——管壁金屬的導(dǎo)熱系數(shù)，取 Cr3Mo 鋼的 λ=25 千焦/ 米 21體積熱強(qiáng)度 qv對于圓筒爐，qv 可按下式計(jì)算： ???? ??千 卡 米 時(shí) =268千 焦 米 時(shí)式中： Qn——燃料的總發(fā)熱量，千焦/時(shí) D——爐膛直徑，取 D= 米 H——爐膛高度，取 H= 米燃燒過程需要有足夠的空間和時(shí)間，以使燃?xì)獬浞秩紵?。為此，過熱蒸汽管就置于對流段下部。秒對流室尺寸確定如下：有效長 L= 米 有效寬 B=980 毫米 每排管數(shù) n=5（2）進(jìn)入焦油脫水段煙氣的溫度 ts′每標(biāo)米 3 濕煤氣所產(chǎn)生煙氣的焓，可由下列熱平衡式求得： ??/40651732641876si????千 焦 時(shí)/ 3985s?千 焦 標(biāo) 米 濕 煤 氣式中：is′——煤氣進(jìn)入焦油脫水段的焓，千焦 /標(biāo)米 3 濕煤氣i400 ——煤氣出焦油脫水段的焓，千焦/標(biāo)米 3 濕煤氣 ???千 焦 標(biāo) 米 濕 煤 氣——當(dāng) α= 時(shí)，煙氣在 400℃時(shí)的比熱，千卡/ 標(biāo)米 3 濕煤氣——當(dāng) α= 時(shí)，每標(biāo)米 3 濕煤氣產(chǎn)生的煙氣量， 3標(biāo) 米 /標(biāo) 米113742——焦油脫水段的總熱量，千焦/時(shí) 對流段總傳熱量為總耗熱量的 5%%=%，其中對流段中焦油脫水管排占總管排的 7/8。 時(shí)時(shí)其平均值取氣體輻射給熱系數(shù) α0r 與對流給熱系數(shù) α0c 之和的 10%①對流給熱系數(shù) α0c，可按煙氣垂直于交錯(cuò)排列的光管群的計(jì)算式計(jì)算： ???式中：mG——煙氣重量流速，千克/米 2℃= 千焦/米 2℃/ 千卡(5)對流段總傳熱系數(shù) K 39。39。℃這與前述輻射段煙氣溫度 760℃相差不大，其誤差主要由于計(jì)算公式的正確性所限。在加熱過程中有相變化，故分為加熱段（無相變化）和汽化段（有相變化）兩部分進(jìn)行計(jì)算。以保證加熱爐的熱效率和操作穩(wěn)定性。煙囪的最小高度還應(yīng)考慮輻射管的安裝和檢修。秒N——管排數(shù) N=2dp——管與管間的空隙，d p =－=μG——煙氣的粘度，按下式計(jì)算： 22, 22,210, ,%coHONOcNoHOVVCm=+厘 泊 氣 體 組 分 的 體 積 百 分 率氣 體 組 分 的 黏 度 厘 泊當(dāng)煙氣的溫度為 760 時(shí)，u= 時(shí)煙氣的粘度為： =2厘 泊++②過熱蒸汽管排的阻力 212 ?? ???????????????????? 毫 米 汞 柱75473TK????千 克 米 秒當(dāng) a= 煙氣溫度為 700℃時(shí)，煙氣的粘度為： =0厘 泊m=++焦油脫水管排的阻力 213 ?? ???????????????????? 毫 米 汞 柱7042738GTK????當(dāng) a=，煙氣平均溫度為 538℃時(shí)，煙氣的粘度為： =06厘 泊m=++則對流段阻力為： ?????????毫 米 汞 柱（2）體積收縮阻力計(jì)算①煙氣由輻射到對流段前（過渡段）的阻力入口側(cè)煙氣溫度： 760231GTK?????..???式中：A2——煙氣出口流通面積， 2米A1——煙氣入口流通面積， 米由圖 查得， ??圖 體積收縮時(shí)。阻力計(jì)算煙囪抽力的富裕量，按煙氣量在對流段入口處增加 10%，煙囪入口處增加25%來計(jì)算各部的阻力。當(dāng)煙囪吸力不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燃燒不完全，而使熱效率降低，同時(shí)會(huì)造成后燃的危險(xiǎn)。汽液混合物流速： ..W???混 米 秒汽化段壓力降： . 0..718Cp???千 克 厘 米則開始汽化點(diǎn)的壓力： ??千 克 厘 米11078CCPp計(jì) 算 值 假 設(shè) 算 值 假 設(shè) 值然后，以假定值 pe 為橫坐標(biāo)，計(jì)算值與假定值之比值為縱坐標(biāo)，將以上兩次假設(shè)所得兩點(diǎn)繪于圖中， ；連接兩點(diǎn)為以直線，此直線與橫坐標(biāo)之交點(diǎn)，即為所求開始汽化的壓力，p e= 千克/厘米 2，見圖 。時(shí)秒。39。℃圖 對流段氣體輻射傳熱系數(shù)取轉(zhuǎn)強(qiáng)輻射系數(shù)為對流傳熱系數(shù)和輻射傳熱系數(shù)之和的 10%，則外膜給熱系數(shù)為： ???? C???????? ?? 千 卡 米 時(shí)千 焦 米 時(shí)包括結(jié)垢熱阻在內(nèi)的外膜傳熱系數(shù)： / ???????? ?千 卡 米 時(shí) 千 焦 米 時(shí)使用氣體燃料時(shí)，取結(jié)垢熱阻 Ri= 米 2秒， =89 毫米cd取得 CC???????? ?千 卡 米 時(shí) 千 焦 米 時(shí)②氣體輻射給熱系數(shù) α0c煙氣和焦油的對熱平均溫度差可按加油的平均溫差加上煙氣到焦油的對熱平均溫差： 70413852???????平均煙氣溫度： 80134582??平均管壁溫度： 60?℃查圖 得 α0t= 千卡 /米 2時(shí)℃以上各參數(shù)計(jì)算如下焦油平均溫度： C?105238??105℃時(shí)含水焦油的比重： ..????焦 油 （ 2） +.095——在 20℃時(shí)焦油的比重——1 千克無水焦油帶入水量，千克——水在 105℃時(shí)的比重焦油在管內(nèi)的流速： ??210/4%????米 秒105℃時(shí)焦油的運(yùn)動(dòng)粘度，可按下式計(jì)算： 105lglKtb??式中：t—焦油平均溫度，℃k、 b—系數(shù)，取 k=、b=?????????/?厘 米 秒即 42105.??米 秒105℃時(shí)焦油的比熱： .?????焦 油 千 卡 千 克 ℃ =16千 焦 千 克 ℃式中：——焦油在 0～150℃間的平均比熱——水在 105℃時(shí)的比熱105 時(shí)焦油的導(dǎo)熱系數(shù)為：???? C??????????千 卡 米 時(shí)式中：γ15——焦油在 15℃時(shí)的比重，取 λ15=t——焦油的平均溫度，取 t=105℃則內(nèi)膜給熱系數(shù)： ..?????????????????? ?? ?? ?????? ?千 卡 米 時(shí) 千 焦 米 時(shí)由于雷諾數(shù) Re 屬于 2300～10000 間，故屬過度流狀態(tài)，所以，在求得的αi 值中，應(yīng)加入校正系數(shù) f，即 39?！妫?）內(nèi)膜給熱系數(shù)管內(nèi)焦油對管壁的內(nèi)膜給熱系數(shù)可按下式計(jì)算： ??????????????cvvWdi式中：λ——焦油導(dǎo)熱系數(shù)。由于輻射室管排為脹接彎頭，應(yīng)考慮輻射管的安裝與檢修方便，從而確定對流室的爐管長度。時(shí) 對流段的計(jì)算對流段由兩部分組成，一是用作焦油脫水（第一段加熱） ，一是用作蒸汽過熱?！鎡 t2——原料在入口及出口的溫度，取 t1=110℃、t 2=400℃其余符號意義同前。（3）校核管壁平均溫度他 tw管壁平均溫度按下式檢核： 121wtq?????℃式中：α——管壁對油品的給熱系數(shù)，管壁對焦油的給熱系數(shù)取 α=600 千卡/米 2℃將以上 tp 和 Qn/αAcpF 值，查圖 得兩點(diǎn)（此兩點(diǎn)應(yīng)在吸收曲線的兩邊） ，連接兩點(diǎn)作一直線，與管壁溫度 tw=290℃曲線相交，由此兩點(diǎn)查的煙氣溫度為760℃，此即輻射段煙氣溫度。則當(dāng)量冷平面： ????米總當(dāng)量冷平面： ?米爆露磚墻面積 AR全部磚墻面積： ????????????????????米式中：H——爐膛高，米D——爐膛直徑，米暴露磚墻面積： ????米氣體輻射率在爐膛內(nèi)的燃燒氣體中，只有 CO2 和水汽等三原子氣體具有顯著的輻射能力，所以煙氣的輻射能力取決于該氣體的濃度、爐膛尺度和煙氣溫度（即 CO2和水汽在煙氣中的分壓 P、氣層的平均輻射長度 L 和煙氣溫度）有關(guān)。這種復(fù)雜情況，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，為簡化計(jì)算，以當(dāng)量冷平面來代替管排進(jìn)行計(jì)算。組間管心距取為 370 毫米，則節(jié)圓直徑 D′為： 39。 遮蔽管長度可取輻射管總長的 5～10%，設(shè)為 7%。此時(shí)，相當(dāng)于管內(nèi)線速度為 ～ 米/秒，今取 mt=700 千克/米 2因此，將輻射段作為二段加熱。 不同溫度下幾種氣體和蒸汽的平均比熱比熱，千卡/標(biāo)米 3=⑶焦油在二段內(nèi)吸收的熱量二段焦油出口溫度400℃，其焓為 ，則焦油在二段內(nèi)所吸收的熱量為：Q5=（G G） （I 400 I110）=（10101） （）= /小時(shí)式中：I400、 I110——焦油在二段 出口與入口溫度下的焓，千焦/千克加熱與蒸發(fā)焦油中水份所需的熱量Q6=10078（）=式中：——無水焦油中所含的水份、——二段出口狀態(tài)下過熱水蒸汽和二段入口狀態(tài)下水的焓，千卡/ 千克則二段的有效耗熱量為：Q5+Q6=+ =時(shí)總有效熱量：Q S=1773726++= /小時(shí)熱損失⑴廢氣帶走的熱量當(dāng)空氣過剩系數(shù)α=，廢氣溫度t=400℃時(shí)，廢氣帶走的熱量占總熱量： %10??.?=20%式中：V——濕廢氣體積，在α= 時(shí)，1標(biāo)米 3 3的濕廢氣C——400℃廢氣的平均比熱C=（+++）=）=606() =式中： g——過熱的蒸汽量，千克/時(shí) I139。實(shí)際上，由二段蒸發(fā)器底通入過熱蒸汽，故一次蒸發(fā)溫度較計(jì)算為底。一次蒸發(fā)溫度與餾份產(chǎn)率及二段蒸發(fā)器底部壓力有關(guān)。3 工藝計(jì)算及設(shè)備選型 物料與熱量衡算 計(jì)算條件及操作制度原料焦油無水焦油年處理量 噸/年 80000焦油車間工作日，天 330無水焦油處理量，千克/時(shí) 10101焦油中含水，%（對無水焦油） 4焦油加熱制度焦油入對流段的溫度，℃ 80焦油出對流段的溫度，℃ 130焦油入輻射段的溫度，℃ 110焦油出輻射段的溫度，℃ 400輻射段出口壓力，千帕 150過熱蒸汽蒸汽量（占無水焦油的6%） ，千克/時(shí) 606蒸汽入口壓力 千帕 600蒸汽入口溫度 ℃ 蒸汽出口溫度 ℃ 400燃料體積組成CO2 CmHn O2 CO H2 CH4 N2 空氣過剩系數(shù)α輻射段 對流段 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率餾份名稱 產(chǎn)率% 產(chǎn)量 千克/時(shí) 平均分子量輕油 105酚油 120萘洗寬餾份 130洗油 150Ⅰ蒽油 177Ⅱ蒽油 198瀝青 —損失 101 —總量 100 10101 — 燃燒過程的計(jì)算焦油煤氣的低熱值干煤氣的低熱值Q ′ 查得：Q′e =+++=+++=4260千卡 /標(biāo)米 3=17807千焦/標(biāo)米 3煤氣中的含水量： 021PWg???%=%≈%式中：P0——在20℃時(shí)，煤氣中的飽和水氣分壓，由表 0=柱；P2——大氣壓力，取P