【正文】 )/(2021010) = ℃由==得=() =21010=㎡一般對內(nèi)徑面積進(jìn)行校核即可，外徑面積校核從略。 一段轉(zhuǎn)化爐對流段計(jì)算 已知條件表45 氣體組成及數(shù)量氣體組分 天然氣，% 混合氣，% 工藝空氣，% 煙道氣，% Ar1N2``78CO2CH4C2H6C3H8H2OO221氣量，kmol/h預(yù)熱器負(fù)荷參數(shù)：表46 預(yù)熱器負(fù)荷參數(shù)名 稱 介質(zhì)溫度℃ 介質(zhì)壓力 Mp(絕壓)熱負(fù)荷Q kj/h 煙氣溫度℃ 備 注 空氣預(yù)熱器 40480942866軟水入口溫度為90℃混合氣預(yù)熱器 234480天然氣預(yù)熱器 40420廢熱鍋爐 表47氣體平均分子量氣體名稱天然氣混合氣工藝空氣煙道氣氣體平均分子量 預(yù)熱器結(jié)構(gòu)及換熱管規(guī)格 預(yù)熱器采用多管并流排管，橫臥于煙道之中，并于排管兩側(cè)的煙道中砌橫隔墻，隔墻上或下依次流出煙氣通道，使得煙氣在煙道中曲折而行，依次橫向流過換熱管完成換熱。工藝空氣體積流量：=(260+273)/(273) ==選取管內(nèi)流速2lm/s，所需要的流通面積為： ㎡選192無縫管，每根流通面積為 =根數(shù)n=取n=206管間距=150mm，煙道內(nèi)寬：B=（排管長=）；橫隔墻間距：A=(2061)150+=205150+50 =10800mm=從上至下排16排管，外表換熱面積初估：=20616=㎡排管總高：h=(161)150+=15150+124=2374mm=管內(nèi)給熱系數(shù)計(jì)算： (422)工藝空氣定性溫度按進(jìn)出口平均值： = (40+480)/2=260℃物性參數(shù)：=(Kg℃) =() =()空氣在管內(nèi)重量流速：=(206) =()==由式(422)得：=() =()=管外給熱系數(shù)計(jì)算： (423)式中：煙氣對流給熱系數(shù)，kcal/()； 煙氣輻射給熱系數(shù)，kcal/()； 爐墻輻射給熱系數(shù)，kcal/()。對流給熱系數(shù)：當(dāng)煙氣縱向流過順序管束時(shí)按下式計(jì)算： (424)式中：de當(dāng)量直徑，m，de=4f/L； F流通面積，m2； L侵潤周邊，m； 通道截面上工作質(zhì)的溫度場不均勻系數(shù)，當(dāng)氣體被冷卻時(shí)=； 相對長度修正系數(shù)，見小合成氨廠工藝設(shè)計(jì)手冊第306頁= =L=[(A+B)+4()]2 =[(+)+4(+)]x2 =則 de= =由=： =以煙氣平均溫度作定性溫度： = (942+866)/2=904℃=1177K物性參數(shù)：（上?；すI(yè)設(shè)計(jì)院，）=()=()=()= =()由式(424)得=() =()=輻射給熱系數(shù)計(jì)算： (425)管壁黑度，；煙氣黑度； = ；；煙氣中三原子氣體體積分率；=+=； 分別是煙氣中水汽，體積分率；P煙氣壓力，一般取P=1atm；L煙氣輻射層有效厚度，m，可由下式計(jì)算：L=(V/F)V氣體空間體積，m3=18 =F構(gòu)成氣體空間的表面積，F(xiàn)=2[(+)+]+4x16=L=（429）= (+)/(1177/1000)= （428）== （427） （426）管壁溫度，K；取管內(nèi)垢熱阻R=，/kcal。管外灰污系數(shù)R’=,/kcal。管壁導(dǎo)熱系數(shù)=17kcal/() =260+(1/ + ++) =℃ == =()=爐墻輻射給熱系數(shù)：近似= () =(+) = kcal/()管外給熱系數(shù)：=++= kcal/() = 總傳熱系數(shù)K計(jì)算： =1/(1/+1/+++) = kcal/() =平均溫度差計(jì)算：煙氣溫度：942到866℃空氣溫度：480到（反）40℃即 462 826=(826462)/ln(826/462)=換熱面積計(jì)算=()=㎡㎡,%可滿足要求。 煙氣廢熱鍋爐計(jì)算廢熱鍋爐主要結(jié)構(gòu)，尺寸：煙氣平均溫度=(+263)/2=℃=煙氣體積流量：V=(+273)/(273) =22127采用換熱管尺寸：，每根面積為： 取管內(nèi)氣速19m/s時(shí)，需管數(shù)： =3657根取板面填充系數(shù)=，管間距t=58mm估算簡體直徑為：D==58=4118mm 取=，作正六邊形布置，可布置12層，每弓形內(nèi)布置21根，共可排595孔，頂部弓形及第12層11層各去一邊不布管，共可步孔595231312=549孔，留位桿14孔可布置管535根。最上層管至設(shè)備中心距： =5810+45/2=525mm管內(nèi)給熱系數(shù)計(jì)算：℃求物性參數(shù)： =() =() = kcal/()氣體重量流速： 管內(nèi)煙氣對流給熱系數(shù)為： =() = kcal/()=由于煙氣溫度大于200300℃，應(yīng)考慮輻射給熱。按式(429)計(jì)算有效氣層厚度： 按式 (428)計(jì)算：k==按式(427)計(jì)算： ==按式(426)計(jì)算煙氣黑度： = 取管壁黑度=，設(shè)管壁溫度200℃，按式(425)，計(jì)算煙氣輻射給熱系數(shù)= =() = =+=()= 管外給熱系數(shù)計(jì)算：在P=～，不超過臨界熱載荷下，水的沸騰給熱系數(shù)按下式計(jì)算： (430)式中 q熱流強(qiáng)度，kcal/()； P蒸汽壓力，atm。設(shè)計(jì)蒸汽壓力p=，設(shè)=1685m2則：q=(1685)=()得：==() = 總傳熱系數(shù)計(jì)算：=，取垢層熱阻=. == 1/[()+(45)+ ++] =60. 86kcal/()=平均溫度差計(jì)算：管內(nèi)煙氣：～263℃管間蒸汽：～℃即 = ()/ln()=℃抉熱而積計(jì)算： =() =㎡與假設(shè)1685m2接近，不需重算。實(shí)際熱強(qiáng)度：q39。=()= kcal/()核算管外壁溫度=+[1/++] =℃與假設(shè)200℃接近，計(jì)算有效。有效長度計(jì)算：廢熱鍋爐蒸發(fā)參數(shù)：最上一層管頂至殼底尺寸：800+=800+525=1325mm操作液位高1375mm，蒸汽鏡兩而積：=蒸汽產(chǎn)量：=蒸汽比容：v=鏡面蒸發(fā)強(qiáng)度：蒸發(fā)高度==故弓形面積：－() =蒸發(fā)空間：=體積蒸發(fā)強(qiáng)度：鍋爐頂設(shè)500管筒以增加分離高度，兼作入孔，截兩積為 =㎡蒸汽上升速度：(3600) = 在分離囂上部可設(shè)標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)，計(jì)算從略。 其它預(yù)熱器的計(jì)算方法和上面的空氣預(yù)熱器計(jì)算方法基本相同，故就不再多做計(jì)算。僅做一個(gè)空氣預(yù)熱器換熱器的具體設(shè)計(jì)詳細(xì)計(jì)算。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 空氣預(yù)熱器換熱器計(jì)算 5 空氣預(yù)熱器換熱器的計(jì)算 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算部分 已知條件熱流體 煙道氣冷流體 空氣煙氣溫度：942到866℃空氣溫度：480到（反）40℃ 定性溫度與其對應(yīng)的物性℃ ；℃表51 煙道氣空氣物理特性表流體比熱容導(dǎo)熱系數(shù)粘度煙道氣空氣 試算和初選換熱器的規(guī)格由前兩空氣預(yù)熱器計(jì)算，據(jù)此由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)選定G700Ⅱ，有關(guān)參數(shù)如下表所示：表52 F=殼徑/mm1000管子尺寸192公稱壓強(qiáng)/MPa管長/m公稱面積/㎡管子總數(shù)1267管程數(shù)2管子排列方法正三角形 核算換熱面積實(shí)際傳熱面積=1267()=前面空氣預(yù)熱器計(jì)算中已經(jīng)算出：取管內(nèi)垢熱阻R=。管外灰污系數(shù)=。管壁導(dǎo)熱系數(shù)=17)總傳熱系數(shù)K計(jì)算： =1/(1/+1/+++) = kcal/() =平均溫度差計(jì)算：煙氣溫度：942到866℃空氣溫度：480到（反）40℃即 462 826=(826462)/ln(826/462)=換熱面積計(jì)算==，本次設(shè)計(jì)計(jì)算校核面積合理。 材料的選用部分表53 換熱器構(gòu)件材料表構(gòu)件名稱碳鋼，低合金鋼標(biāo)準(zhǔn)號殼體，封頭，管箱殼體 JB/T43462002設(shè)備法蘭 JB47012000折流板，防沖扳，分程隔板管板16Mn(鍛件)JB114780 換熱管，定距管10號拉桿，拉桿螺母，頂絲GB/T6170 螺栓（柱）GB/T5782 螺母（設(shè)備法蘭用）GB/T6170 墊片 橡膠石棉板 支座 JB/T471292 管法蘭HG259297 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分 殼體，管箱殼體和封頭[厚度]殼體，管箱厚度 10mm 封頭厚度 10mm[尺寸]殼體直徑 1000mm 管箱殼體直徑 1000mm由JB115473查得內(nèi)徑為1000mm公稱直徑的封頭：表54 DN=1000mm封頭選型表公稱直徑DN/mm總深度H/mm直邊高度h/mm100029440 膨脹節(jié) =904260=644所以需要膨脹節(jié)。 波形膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的慕本參數(shù)和尺寸。公稱直徑DN=1000，膨脹厚度S==，圓弧半徑R=30mm，膨脹節(jié)尺寸為：長度為：4R+5S波的直徑=1120mm。 接管和開孔補(bǔ)強(qiáng)[接管的直徑]～2m/s=將其圓整為標(biāo)準(zhǔn)管，得尺寸為108x4核算流速：=4=～2m/s的范圍內(nèi)，符合要求。=將其圓整為標(biāo)準(zhǔn)管，核算流速：=4x50470/=所以得到：接管的直徑（空氣）108x4 DN=104接管的直徑（煙道氣） DN=125[開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算] 殼體開扎滿足下述全部要求，可不另外補(bǔ)強(qiáng)：a設(shè)計(jì)壓力P≤b兩相鄰開孔中心的間距應(yīng)不小于兩孔直徑的2倍。c接管外徑≤89mm。d接管最小厚度滿足在76和89情況下≥6．Omm而上而得不滿足d，所以需另外補(bǔ)強(qiáng)。管程：108x4 公稱通徑104mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑： 2lOmm殼程： 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑：240mm[接管伸出長度]查表的(保溫層 =0)管程：伸出長度 180mm殼程：伸出長度 180mm 接管與殼體，管箱殼體的連接 接管與殼體，管箱殼體（包括封頭）連接的結(jié)構(gòu)形式，采用插入式焊接結(jié)構(gòu)。一般接管不得凸出于殼體的內(nèi)表面。 接管法蘭的要求凹凸密封面得法蘭，密封而向下的，散應(yīng)設(shè)計(jì)成凸面，根據(jù)公稱直徑DN，查得接管法蘭的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：表55 接管法蘭尺寸表公稱通徑DN管子外徑法蘭外徑D連接尺寸法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B1AB螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺紋ThAB104170160188M162091125133240210188M1622135 殼程接管位置最小尺寸殼程接管位置最小尺寸，按下面公式計(jì)算：帶補(bǔ)強(qiáng)圈接管： 其中，補(bǔ)強(qiáng)圈外徑為，管板厚度為b，