【正文】 因： 312聯(lián)立以上6個方程，解方程組，得： 將上四式代入311得解得 則 則轉(zhuǎn)化氣中CH4量：濕轉(zhuǎn)化氣總量：平衡溫矩的計算設甲烷化反應達到平衡，則查表得 Tp=℃平衡溫矩：△T=990℃℃=℃0，可達到的目的。二段爐物料衡算表：收入支出組分kmol/hKg/h體積v%組分kmol/hKg/h體積v%H2H2CH4COCOCO2CO2N2N2ArArCH4O2H2OH2O合計 合計 誤差計算： 二段爐熱量衡算一段轉(zhuǎn)化氣850℃工藝空氣（450℃）二段轉(zhuǎn)化氣（990℃）本設計二段爐出口溫度為990℃，工藝空氣入口溫度為450℃，二段爐入口溫度為850℃，入下圖所示：入二段爐轉(zhuǎn)化氣帶入焓等于一段爐轉(zhuǎn)化氣帶出焓，則：工藝空氣帶入焓（450℃）列表：組分kmolh450℃（kcal/kmol）H450℃（kcal）N23021O23171Ar2111H2O54185合計由1,2知：入二段爐的總焓值為：二段爐轉(zhuǎn)化氣帶出焓值（990℃）列表：組分kmolh（kcal/kmol）h（kcal）體積v%H2COCO282551N27224ArCH4H2O48878合計%則故誤差 換熱設備熱負荷計算 第一廢熱鍋爐熱負荷計算：焓值列表（入口990℃，出口482℃）組分kmol/hh482℃（kcal/kmol）h482℃（kcal/h）H2COCO2N2ArCH4H2O合計再由二段爐熱量衡算可知：故第一廢熱鍋爐的熱負荷為 第二廢熱鍋爐的熱負荷計算：由高變熱量衡算可知：482℃自第一廢熱鍋爐370℃去高變爐又根據(jù)所以第二廢熱鍋爐的熱負荷為：第四章 燃料用量的計算850℃出爐氣煙氣510℃混合原料氣1043℃810℃預熱空氣270℃未預熱空氣30℃℃圖41 輻射段燃料用量計算圖利用圖41進行一下計算燃料混合溫度的計算（t℃）以100kmol混合燃料為基準，混合比例為燃料天然氣占70%，弛放氣占30%，即燃料天然氣為70kmol，弛放氣為30kmol。（1）弛放氣焓值計算列表（℃）組分組成v%kmolh（kcal/kmol）h（kcal）H2N2CH4ArNH3合計（2）燃料天然氣焓值計算（164℃）組分組成v%kmolh（kcal/kmol）h（kcal）N2CH4CO2C2H6C3H8C4H10+C5H12+合計（3）求混合溫度t℃設混合燃料氣在100～150℃之間有下列關系存在關于混合燃料參數(shù)列表組分kmolCp（kcal/kmol）h（kcal/kmol）N2515H2524Ar273CH417230C2H619216C3H823363C4H1028224C5H1232621CO293348NH310382同理：根據(jù)代入上式整理得℃，℃輻射段燃料用量求取設1kmol混合燃料完全燃燒需n kmol氧氣，混合燃料氣按下列反應進行燃燒反應： 41 42 43 44 45 46 47則有下式成立：設輻射段需燃氣量為x kmol/h， kmol/h。又由于設計進入底部燒嘴的空氣不預熱，故未預熱空氣量為：其中為設計進入底部燒嘴的混合燃燒氣量，因此預熱空氣量為。（1）混合燃料氣統(tǒng)一基準焓列表（℃）組分h（kcal/kmol）kmol/hh（kcal/h）N2H2ArCH4C2H6C3H8C4H10C5H12CO2NH3合計（2）207℃頂部燒嘴預熱冷空氣的統(tǒng)一基準焓：入口空氣30℃預熱后207℃，查表30℃時，取空氣溫度，常壓預熱空氣統(tǒng)一基準焓（207℃）組分kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2()()O2()()Ar()()H2O()()合計（3）30℃未預熱空氣統(tǒng)一基準焓未預熱空氣統(tǒng)一基準焓（30℃）組分體積v%kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N278O221Ar1H2O合計（4）1043℃燃道氣統(tǒng)一基準焓值計算及列表由41～47方程式可知反應生成CO2的量為：生成的水量：混合燃料中未反應的氣體： 列表如下：燃道氣統(tǒng)一基準焓（1043℃）組分kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2ArO2H2OCO2合計（5）混合原料氣及出上升管氣體焓值計算由一段爐熱量衡算可知：（6）求輻射段所需燃氣量由圖41可知：其中為損失熱量代入數(shù)據(jù)可求得314℃314℃H2O（l）H2O（g）32℃未預熱燃料氣207℃空氣（預熱）619℃煙氣 輔助鍋爐燃料用量計算圖42設計條件⑴輔助鍋爐產(chǎn)氣量設計為G=59600kg/h；⑵輔助鍋爐散熱損失；⑶未預熱燃料氣溫度32℃，預熱空氣溫度207℃，煙氣出口溫度619℃，入輔助鍋爐水汽溫度為314℃。計算：設輔助鍋爐所需天然氣為x kmol/h（1）求取32℃未預熱天然氣的焓值，以100kmol入天然氣為基準未預熱天然氣焓值（32℃）組分組成v%kmolh（kcal/kmol）h（kcal）N2CO2CH4C2H6C3H8C4H10C5H1234971合計所以入輔助鍋爐天然氣總焓值為（2）輔助鍋爐所需空氣量的求取設燃料天然氣按下列反應式完全反應： 48 49 410 411 412則1kmol燃料完全反應需氧氣量為 kmol/h（3）207℃預熱空氣統(tǒng)一基準焓值計算依，相對濕度則207℃預熱空氣統(tǒng)一基準焓列表預熱空氣基準焓值表（207℃）組分組成v%kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N278O221Ar10. 1054xH2O合計（4）619℃時煙氣的統(tǒng)一基準焓由48～412的反應方程式得：反應生成——二氧化碳和水燃料中未反應的氣體 619℃煙氣統(tǒng)一基準焓列表：煙氣基準焓值（619℃）組分kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2ArO2CO2H2O合計（5）入輔助鍋爐的水及產(chǎn)生蒸汽焓值當壓力時， 焓值列表如下：水及蒸汽焓值（314℃）產(chǎn)量H2O(g)H2O(l)入H2O(g)出59600kg/hhi（kcal/kg）hi（kcal/h）hi（kcal/kg）hi（kcal/h）106106由圖42，根據(jù)列方程如下：代入數(shù)據(jù)可得到輔助鍋爐燃燒用量 對流段燃燒用量計算輔助鍋爐619℃煙氣314℃427℃℃294℃258℃164℃32℃30℃30℃空氣原料天然氣加熱盤管鍋爐給水加熱盤管燃料天然氣加熱盤管460℃過熱蒸汽加熱盤管450℃空氣預熱盤管175℃（10%水蒸汽）510℃混合原料預熱盤管317℃煙道氣1043℃圖43 對流段燃料用量計算用圖設計要求及已知條件：A：對流段熱量損失：B：過熱蒸汽加熱盤管，使314℃加熱到460℃，產(chǎn)生過熱蒸汽量153880kg/hC：預熱盤管的入口，出口溫度如圖43所示混合原料預熱盤管熱負荷計算（干氣）℃，+=，設一段轉(zhuǎn)化爐壓降為5atm，則入口壓力為：查表得則焓值列表，入口371℃，出口510℃組分kmol/h帶入焓371℃支出焓510℃h（kcal/kmol）h（kcal/h）h（kcal/kmol）h（kcal/h）N2CH4C2H610764C3H8C4H10C5H12CO2ArH2H2O合計由上表可知：混合原料氣預熱盤管熱負荷為：空氣及蒸汽預熱盤管熱負荷計算空氣及蒸汽預熱盤管焓值列表（入焓，175℃）組分kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2O2ArH2O56579合計空氣及蒸汽預熱盤管出口焓（450℃）等于二段爐空氣的進口焓，則根據(jù)二段爐熱量衡算知：出口焓，則以預熱盤管的熱負荷為：過熱蒸汽加熱盤管熱負荷計算設過熱蒸汽產(chǎn)氣量為230820kg/hP絕=查表得： 原料天然氣加熱盤管熱負荷計算原料天然氣加熱盤管焓值列表：（入：135℃，出：427℃）組分Kmol/h帶入焓135℃支出焓427℃hi（kcal/kmol）hi（kcal/h）hi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2CO2CH4C2H6C3H8C4H10C5H12合計注：kmol/h一欄的計算舉例：由上表可計算原料天然氣加熱盤管熱負荷為：鍋爐給水加熱盤管熱負荷計算設鍋爐給水加熱水量為131460kg/h，且鍋爐給水為沸騰水，查表得：t=2580℃時，h入=t=294℃時，h出=燃料天然氣加熱盤管熱負荷計算設對流段所需的燃料為x(kmol/h)，則一段爐所需的燃料天然氣n=()+=(+)kmol/h則燃料天然氣焓值列表如下：（進：32℃，出：164℃）組分Kmol/h帶入焓32℃支出焓164℃hi（kcal/kmol）hi（kcal/h）hi（kcal/kmol）hi（kcal/h）CO2CH4C2H6C3H8C4H10C5H12N2合計過熱燒嘴，輔助鍋爐及輻射段煙道氣在130℃出口焓值列表：輻射段所需空氣：n實= x——對流段所需燃料用量過熱燒嘴煙道氣出口焓值130℃組分kmol/hhi（kcal/kmol）hi（kcal/h）N2ArO2742