【正文】 =1%。 熱效率和燃料消耗量 火筒式加熱爐的熱效率按下列公式計(jì)算： % 2q 3q 4q 5q 6q 0 1 0 2 3 4 5 61 0 0 ( )q q q q q? ? ? ? ? ? ? =100（ ++1） = % 火筒式加熱爐的熱效率包括下列各項(xiàng)式中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)，按下列公式計(jì)算 ： a. 加熱 水 ： ()oi m oi oi oi oi oiP q C t C t?? ?? ? ??? =630KW (給定值 ) b. 加熱爐的熱功率： 這里 gP =0， wP =0 oi g wP P P P? ? ? =630KW 根據(jù)所得的熱功率進(jìn)行修約，確定熱功率，使之符合 SY/T 0540 中規(guī)定的系列。 加熱爐體系由加熱爐本體和輔機(jī)所組成。 ? = thaaVV?? =*= 33/mm 燃燒煙氣體積 燃料氣燃燒聲稱的煙氣體積按下列公式計(jì)算： ： 2 220 . 0 1 ( )R O m nV C O C O H S m C H? ? ? ? ? =(1*98+3*+3*+4*) = 33/mm b. 理論氮?dú)怏w積： 2 20 .7 9 0 .0 1th thNaV V N??=*+*1= 33/mm c. 理論水蒸氣體積： 2 220 . 0 1 ( 0 . 5 0 . 1 2 4 ) 0 . 0 0 1 6th u thH O m n fg a aV H H S n C H d d V? ? ? ? ?? =*[*(2*98+3*+4*+5*) +*]+** =*+= 33/mm d. 理 論煙氣體積 2 2 2th th thsm RO N H OV V V V? ? ?=++= 33/mm 煙氣體積 (1 0 . 0 0 1 6 1 ) ( 1 )th thsm sm a aV V d V?? ? ? ? =+ (1+*)*()* = 33/mm ： 22 0 .0 0 1 6 1 ( 1 )th thH O H O a aV V d V?? ? ? =+*** = 33/mm 空氣的水蒸氣含量根據(jù)相對濕度及大氣壓力按下式計(jì)算： 622 100 asa b a spd pp? ?? ?=*（ 100**） = /gkg 在設(shè)計(jì)時(shí)，大氣壓力，空氣的相對濕度及水蒸氣飽和壓力均按所處環(huán)境的年平均值確定。 630KW 火筒爐設(shè)計(jì) 第 8 頁（共 49 頁） 火筒式加熱爐的流體阻力計(jì)算一般是在熱力計(jì)算及結(jié)構(gòu)尺寸確定后進(jìn)行，流體阻力計(jì)算中的一些數(shù)據(jù)要從熱力計(jì)算和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中取得。 一般規(guī)定 第 7 頁（共 49 頁） 3 一般規(guī)定 火筒式加熱爐熱力與阻力計(jì)算方法的一般步驟 是：首先收集．整理及分析原始資料，確定基本爐型結(jié)構(gòu)；其次進(jìn)行燃燒計(jì)算及熱平衡計(jì)算等輔助計(jì)算：隨后邊行火管、煙管．盤管的熱力計(jì)算；最后進(jìn)行流體阻力計(jì)算。會(huì)影響爐內(nèi)的熱工過程 (包括傳熱、燃燒及氣體運(yùn)動(dòng)等 )而熱工過程的變功又會(huì)影響工業(yè)爐的生產(chǎn)指標(biāo) (產(chǎn)品質(zhì)量、單位生產(chǎn)率、單位熱耗、工業(yè)爐使用壽命、污染物的排放量等 )。這樣不僅簡單易算，而且排除了理論計(jì)算時(shí)因各種系數(shù)或參數(shù)選630KW 火筒爐設(shè)計(jì) 第 6 頁（共 49 頁） 取不當(dāng)而造戰(zhàn)的誤差．這種方法穩(wěn)妥可靠。 工業(yè)爐的設(shè)計(jì)從來都離不開工藝而單獨(dú)進(jìn)行，設(shè) 計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)．首先必須根據(jù)工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，使工業(yè)爐能夠滿足工藝制度所規(guī)定的要求。作為設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理完善的工業(yè)爐，則是首要的任務(wù)。 工業(yè)爐的結(jié)構(gòu) (幾何形狀、尺寸、筑爐材料的種類等 )和熱工操作 (燃料量其分配、空氣量及其分配、閘門的開啟度等 )的變動(dòng)。對已定型的有成熟經(jīng)驗(yàn)的工業(yè)爐．有時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)不進(jìn)行理論計(jì)算，而是憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接確 定加熱時(shí)間或者通過選用有效的爐底強(qiáng)度，從而確定出工業(yè)爐的基本尺寸。因此．要使工 |業(yè)爐的工作達(dá)到“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、少污染”的基本目標(biāo)，除了掌握正確的工藝操作之外．還必須要有合理的爐體結(jié)構(gòu)予以保證。為了降低建爐的投資和運(yùn)行的費(fèi)用，應(yīng)提高工業(yè)爐單位容積 (爐底面積 )的生產(chǎn)能力．簡化工業(yè)爐結(jié)構(gòu)，工業(yè)爐的廢氣、廢水、廢渣中往往含有有害物質(zhì)．必 須采取措施．使各種食害物質(zhì)的排放量小超過國家或地區(qū)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)爐工作的好壞將直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗、成本和環(huán)境污染等多項(xiàng)技木經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因而在各工業(yè)部門的生產(chǎn)中都占有重要的地位。 （ 3）使用更加簡易的配套輔機(jī)。 (5)國內(nèi)大部分油田加熱爐配備了安全保護(hù)裝置，但加熱爐的運(yùn)行操作特別是負(fù)荷調(diào)節(jié)和燃燒控制調(diào)節(jié)主要靠手工操作。即使是憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，也是在專業(yè)理論的基礎(chǔ)上，廣泛采納國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并加以改進(jìn)。在論文中首先首先燃燒計(jì)算，后通過燃燒氣的火焰形式選擇火筒的大小及直徑。 第 1314 周 火筒爐爐體的設(shè)計(jì)及校；繪制火筒爐裝配圖及主要零部件圖 。 （ 6）配備其他監(jiān)測裝置和限制裝置，保證鍋爐 24 小時(shí)無監(jiān)督安全運(yùn)行。 （ 2）結(jié)構(gòu)越來越簡單。而國外可將空氣燃燒過剩數(shù)控制在 以下。 一個(gè)方向是在圓筒形鍋爐的基礎(chǔ)上，在圓筒內(nèi)部增加受熱面積，開始是在一個(gè)大圓筒內(nèi)部增加了一個(gè)火銅，燃料在火筒燃燒。 加熱爐也是油田地面工程產(chǎn)生熱源的關(guān)鍵設(shè)備，在油氣田的集油，集氣站和聯(lián)合站等站庫內(nèi)加熱爐對原油，井產(chǎn)物，生產(chǎn)用水和天然氣加熱以滿足油氣集輸處理的工藝要求。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。清潔型燃料燃燒充分，產(chǎn)生的有害氣體少，這種環(huán)保型供熱系統(tǒng)要求更高，成為了備受關(guān)注的研究課題近些年，能源是緊缺的，天然氣，等一些氣體燃料，也是有限的。這些鍋爐因?yàn)槿剂先紵蟮母邷責(zé)煔庠诨鹜埠蜔煿苤辛鲃?dòng)，所以統(tǒng) 稱為火管或者鍋殼式鍋爐。而國外。給水泵 .重油泵 .重油加熱器 .鼓風(fēng)機(jī)和其他一些輔機(jī)要和鍋爐本體一起裝配，且要保證運(yùn)輸?shù)目煽啃浴? 第 5周 閱有關(guān)加熱爐，火筒爐方面的資料，理清思路 。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況 ，解決實(shí)際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯 。當(dāng)然其中一些參數(shù)是經(jīng)驗(yàn)值。 （ 2）國內(nèi)油田加熱爐的平均運(yùn)行效率在 70%左右，加熱爐的熱效率較低，而國外可以達(dá)到 85%以上。 隨著我國改革開放的不斷深化，全國各地經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，城市高層民用建筑的快速崛起，國家對環(huán)保工作提出更高要求，油氣資源的大力開發(fā)，燃油燃?xì)忮仩t應(yīng)用逐年上升。 630KW 火筒爐設(shè)計(jì) 第 2 頁（共 49 頁） （ 4）自動(dòng)化程度更加高并配有多級保護(hù)系統(tǒng)。工業(yè)爐工作的好壞將直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗、成本和環(huán)境污染等多項(xiàng)技木經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因而在各工業(yè)部門的生產(chǎn)中都占有重要的地位。按結(jié)構(gòu)形式分．由于涉及各個(gè)行業(yè)，更是不勝枚舉。因此，如何提高工業(yè)爐熱效率，合理使用一次能源，充分而有效地叫回收并利用二次能源，在當(dāng)今能源緊缺的形勢下，更顯出其必要性。參考的經(jīng)驗(yàn)不足，而理論計(jì)算恰好能把工業(yè)爐的熱交換條件和物料加熱時(shí)間聯(lián)系起來．反映出工業(yè)爐的熱工特點(diǎn)。因此，工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)和操作之間，必須相互適應(yīng)，各熱工過程 之間也必須相互配合。由于工業(yè)爐所涉及的工 藝過程繁多，我們可以通過掌握工業(yè)爐的基本原理來學(xué)習(xí)工業(yè)爐設(shè)計(jì)的基本方法。在工業(yè)爐的設(shè)汁中，所有降低能耗的有效措施，都應(yīng)力圖采用。所以對新爐型和采用特殊溫?zé)嶂贫鹊墓I(yè)爐。同時(shí)，各生產(chǎn)指標(biāo)之間也要相互關(guān)聯(lián)。 設(shè)計(jì)熱力計(jì)算是在火筒式加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)所使用的計(jì)算。 燃燒計(jì)算 第 9 頁（共 49 頁） 4 燃燒計(jì)算 符號說明 mnCH—— 燃料氣干燥基 碳?xì)?化合物的體積百分?jǐn)?shù) % CO—— 燃料氣干燥基一氧化碳的體積百分?jǐn)?shù) % 2CO —— 燃料氣干燥基二氧化碳的體積百分?jǐn)?shù) % ad —— 濕空氣中以 1Kg 干空氣為基準(zhǔn)的水蒸氣含量， g/Kg ufgd —— 燃料氣應(yīng)用基中以 1 3m 干燥基為基準(zhǔn)的水蒸氣含量， 3/gm thaH —— 理論空氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m thsmH —— 理論煙氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m smH —— 實(shí)際煙氣體積的焓 /kJ Kg 或 3/kJ m 2H —— 燃料氣干燥基氫氣的體積百分?jǐn)?shù) % 2HS—— 燃料氣干燥基硫化氫的體積百分?jǐn)?shù) % ah —— 干空氣的體積比焓 3/kJ m 2HOh—— 水蒸氣的體積比焓 3/kJ m 2Nh—— 氮?dú)獾捏w積比焓 3/kJ m 2ROh—— 干三原子的體積比焓 3/kJ m m —— 碳?xì)浠衔锓肿邮街刑嫉脑訑?shù) smm —— 實(shí)際煙氣質(zhì)量 /Kg Kg 或 3/Kg m 2N —— 燃料氣干燥基氮?dú)獾捏w積百分?jǐn)?shù)燃料氣干燥基硫化氫的體積百分?jǐn)?shù) % 2O —— 燃料氣干燥基氧氣的體積百分?jǐn)?shù) % 2HOP—— 煙氣中水蒸氣分壓力， KPa 2ROP —— 煙氣中干三原子分壓力， KPa smP —— 煙氣的總壓力， KPa bP —— 環(huán)境大氣壓力， KPa fgP —— 燃料氣壓力， KPa sP —— 水蒸氣飽和壓力， KPa tP —— 煙氣中三原子氣體總分壓力 KPa dfgQ —— 燃料氣干燥基低位發(fā)熱量 3/kJ m 630KW 火筒爐設(shè)計(jì) 第 10 頁（共 49 頁） ufgQ —— 燃料氣應(yīng)用基低位發(fā)熱量 3/kJ m mnCHQ—— 燃料氣中碳?xì)浠衔锏臀话l(fā)熱量， 3/kJ m COQ—— 燃料 氣中一氧化碳低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HQ—— 燃料氣中 氫 氣低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HSQ—— 燃 料氣中硫化氫低位發(fā)熱量． 3/kJ m 2HO?—— 煙氣中水蒸氣體積份 額 ； 2RO?—— 煙氣中干三原于氣體體積份 額 ： t? —— 煙氣中三 原 子氣體總體積份額； uS —— 燃 |料油應(yīng)用基元素硫的質(zhì)量百分救．％； thaV —— 理 論空氣體積， 3/m kg 或 33/mm； aV —— 實(shí) 際空氣體積． 3/m kg 或 33/mm 2thHOV—— 理論水蒸氣體枳， 3/m kg 或 33/mm 2HOV—— 實(shí)際水蒸氣體積， 3/m kg 或 33/mm ． 2thNV —— 理論氮?dú)怏w積． 3/m kg 或 33/mm 2ROV—— 干三原子氣體體積， 3/m kg 或 33/mm； thsmV —— 理 論煙氣 體積 ， 3/m kg 或 33/mm smV —— 實(shí)際煙氣體積， 3/m kg 或 33/mm uW —— 燃料油 應(yīng)用基水分的質(zhì)量百分敫．％： X —— 油氣混合 燃料中 相對 lkg燃料油 所附加的 燃 料氣體積數(shù)． 3/m kg ? —— 過剩 空氣系敉： dfg? —— 燃料氣干燥基密度 ． 3/kgm ufg? —— 燃料氣應(yīng)用基密度， 3/kgm sm? —— 煙氣密度， 3/kgm a? —— 空氣相對混度，％． 一般規(guī)定 火筒式加熱爐天然氣燃料．在燃燒計(jì)算時(shí)的空氣體積，煙氣體枳以及焓等，按下列單位燃料基準(zhǔn)進(jìn)行： 燃?xì)鈺r(shí)，以 1 3m 干燥基燃料氣為基準(zhǔn)：。 燃燒計(jì)算 第 15 頁（共 49 頁） 630KW 火筒爐設(shè)計(jì) 第 16 頁（共 49 頁） 5 熱平衡計(jì)算 。 由于燃料和空氣輸入時(shí)的溫度相對氣體燃燒溫度可以忽略不計(jì)，且不考慮輔機(jī)的能量，所以： fQ =0， aQ =0， pQ =0， 熱損失率 排煙熱損失率按下式計(jì)算： 設(shè)定排 煙溫度為： 250C? 查焓溫表得 煙氣成分體積焓 如下 3/KJ m 2ROh 2Nh 2HOh ah 326 氣體體積 成分如下 3m thaV 2ROV 2NV 2HOV 則， 理論空氣 的焓： th tha a aH h V?? =*= 理論煙氣的焓： 2 2 2 2 2 2th th thsm R O R O N N H O H OH h V h V h V? ? ? ? ? ? =*+326*+* = 實(shí)際煙氣的焓： ( 1)th thsm sm aH H H??? ? ? ? =+* = 排煙熱損失率按下式計(jì)算 24(100 )smiHqqQ????*100%=*（ 1000） /= % 煙氣焓根據(jù)排煙溫度由焓溫表查