【正文】 蒸汽鍋爐的 蒸汽消耗量 當采用飽和蒸汽作為熱源，不考慮冷凝水過冷時，認為進入加熱器的是干飽和蒸汽， 從加熱器排出的是飽和冷凝水，則加熱器所需要的蒸汽量 zG 為： z znQG ii? ? （ 58） 式中 zG —— 加熱器所用的蒸汽量， kgs ； Q —— 單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量， kW ； zi —— 干飽和蒸汽的熱焓， kJkg ； ni —— 飽和冷凝水的熱焓， kJkg ； 表 61 油庫常用的燃煤型鍋爐的主要技術數(shù)據(jù) 型號 規(guī)格 臥式快裝手燒爐 臥式快裝條爐鏈 KZL18 KZL28 KZL213 KZL413 蒸發(fā)量 /(t/h) 1 2 2 4 工作壓力 /Mpa（ kg/cm2） 蒸汽溫度 /℃ 158 174 174 174 174 194 194 傳熱面積 /m2 12 2。采暖、洗浴用的鍋爐主要是熱水鍋爐，工業(yè)上用的鍋爐主要是蒸汽鍋爐。 蒸汽管路的長度 L 均取為 m500 （ 1） 93汽油： 管路外徑為 mmD 159? ，保溫材料熱導率為 )/( KmWb ???? ，保溫層的外徑mmD b ??? ， ?? 22 / mWa ℃ 蒸汽管保溫層的熱阻 159 1ln2 1 ????? ??? DDR bbb ?mW/℃ 總熱阻21 aDRRbb ???? ?????? ?R ?mW/ ℃ 蒸汽管路單位長度上的熱損失 ???q mW/ 蒸汽管路的的總熱損失 WqLQ ?????? （ 2） 5柴 油： 管路外徑為 mmD 219? ，保溫材料熱導率為 )/( KmWb ???? ，保溫層的外徑mmD b ??? ， ?? 22 / mWa ℃ 1 ???? ?bR ?mW/ ℃ ?????? ?R ?mW/ ℃ ???q mW/ WqLQ ?????? 3）重 油： 管路外徑為 mmD 159? ，保溫材料熱導率為 )/( KmWb ???? ，保溫層的外徑mmD b ??? ， ?? 22 / mWa ℃ 1 ???? ?bR ?mW/ ℃ ?????? ?R ?mW/ ℃ Wq ??? mW/ 蒸汽管路的的總熱損失 WqLQ ?????? 重慶科技學院本科生課程設計 蒸汽鍋爐的蒸汽消耗量 34 6 蒸汽鍋爐的 蒸汽消耗量 鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等 形式，而經(jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。因此用式（ 57）計算蒸汽管路的總熱損失是近似的。式（ 57）是以蒸汽管路沿線單位長度上的熱損失均相等為前提的。 蒸汽管路單位長度上的熱損失 )/( mWq 為 Rttq jz??? 式中 q —— 蒸汽管路單位長度上的熱損失， mW/ ； zt —— 蒸汽溫度，℃； jt —— 周圍介質(zhì)溫度，℃； R? —— 總熱阻， ?mW/ ℃。 由上一步設計計算可得本設計中幾種油品的輸油管道的規(guī)格如下表： 表 52 各種油品所選管規(guī)格表 油品名稱 吸入管管徑 DN/mm 管子 外徑 /mm 壁厚 /mm 排出管管徑 DN/mm 管子 外徑 /mm 壁厚 /mm 93車用汽油 150 159 100 108 5柴油 200 219 150 159 重油 150 159 150 159 （ 1） 93汽油： 管路外徑 159?D mm，保溫材料熱導率為 )/( KmW ???? 保溫層厚度按溫度最低時計算，油庫所在地區(qū)月最低氣溫為 15℃，取 管路表面 管路表面溫度為 10℃，保溫后管路允許散熱量按經(jīng)驗選取為 232 mW/ ?????? ）（? mm 重慶科技學院本科生課程設計 管路保溫 30 （ 2） 5柴油 ： 管路外徑 D =219mm，保溫材料熱導率 )/( KmW ???? ，管路表面溫度為 30℃ 保溫后管路允許散熱量按經(jīng)驗選取為 232 mW/ ?????? ）（? mm （ 3）重油 管路外徑 159?D mm，保溫材料熱導率為 )/( KmW ???? ， 管路表面溫度為50℃，保溫后管路允許散熱量按經(jīng)驗選取為 232 mW/ ?????? ）（? 管路保溫厚度對減少熱損失的作用分析 保溫管路與不保溫管路熱損失比值 地面保溫管路 ? ?bbbjbDaDDdDdattq211ln21ln211 ???????? （ 52） ? ?DadDdattq j211ln211 ?????? （ 53） 由于 1a 和 ? 相對于 2a 和 b? 要大得多，在式（ 52）和式 （ 53） 中da11和 dDln21? 可忽略不計，因而得 bbbbDDDDDaqqa??? 22ln212 ????? （ 54） a — 保溫管路與不保溫管路熱損失比值 bq — 管 路有保溫層時，單位管長上的熱損失 q — 管路無保溫層時，單位管長上的熱損失 t 、 jt — 管內(nèi)流體的溫度、管外介質(zhì)的溫度 d 、 D 、 bD — 管路內(nèi)經(jīng)、外徑、保溫層外徑 ? 、 b? — 鋼管導熱系數(shù)、保溫材料導熱系數(shù) 1a 、 2a — 管 路的內(nèi)部放熱系數(shù)、外部放熱系數(shù) b? — 保溫層厚度， bb DD ?2?? 重慶科技學院本科生課程設計 管路保溫 31 管路外部放熱系數(shù)： nqiDCa Re2 ?? （ 55） （ 1） 93汽油： 管路外徑 mmD 159? ，保溫材料熱導率 ? ?KmW ??? /? ， 管內(nèi)流體的溫度為 40℃，管路外部放熱系數(shù)由前面加熱器部分可得到 保溫管路與不保溫管路熱損失的比值： 查由 參考文獻 1 表 412 并用內(nèi)插法可得到 ??? ? mWqi / 2? ℃ smqi / 26???? smv /? mD ? 46 ????? ? 43 105Re105 ???? 從參考文獻 [1]的表 413 查得 ?c ?n ? ? ??????? ? / mWa ℃ ?a 5 1 5 1 5 5 1 5 1 ????????? （ 2） 5柴油 ： 已知管路外徑為 219mm，保溫材料熱導率為 )/( KmW ?? ??? ? mWqi / 2? ℃ smqi / 26???? smv /? mD ? 46 ????? ? 43 105Re105 ???? 從參考文獻 [1]的表 413 查得 ?c ?n ? ? ??????? ? / mWa ℃ ?a 5 1 5 1 5 5 1 5 1 ????????? （ 3）重油 重慶科技學院本科生課程設計 管路保溫 32 管路外徑為 mmD 219? ，保溫材料熱導率為 )/( KmW ?? ??? ? mWqi / 2? ℃ smqi / 26???? smv /? mD ? 在整個 計算過程中不涉及油品的物理參數(shù)計算，只和管直徑有關，所以 ?a 5 1 5 1 5 5 1 5 1 ????????? 蒸汽管路的熱力計算 對于地面敷設的蒸汽管路，周圍介質(zhì)溫度 jt 就是大氣溫度。確定保溫層厚度的方法通常有限定保溫層表面溫度、限定起始與終了溫降、根據(jù)最佳經(jīng)濟條件和限定單位時間內(nèi)允許散熱量等多種方法，本設計中采用限定單位時間允許熱散失量的計算方法來確定，對于油罐保溫的厚度，只要把圓管傳熱改為平 壁傳熱，也同樣可采用管道保溫厚度的方法來確定，考慮到油庫管道較短，可認為全線的傳熱系數(shù) K 值相同，因此全線采用相同的保溫厚度。無論哪種結(jié)構(gòu)形式，在保溫施工前都應先將保溫壁或殼面除銹，并做防腐處理。 綜合上述要求，查參考文獻 [1]的 428 表能夠用保溫材料的密度和導熱系數(shù)綜合考慮，本設計選用玻璃棉氈做保溫材料。 （ 4） 保溫材料應有較低的導熱系數(shù)，一般不大于 2Wm? ℃，最大也不應該超過 2Wm? ℃，保溫材料的密度要小，一般應低于 600kg/m3。因為水分進入保溫層后，不僅使保溫材料厚度增加而且使保溫材料變軟、發(fā)霉、腐爛，降低機械強度，破壞保溫結(jié)構(gòu)的完整性，同時也增加散熱損失。 （ 2） 要有良好的保護層。 保溫結(jié)構(gòu) 對保溫結(jié)構(gòu)的要求 （ 1） 保溫結(jié)構(gòu)應該有足夠的機械強度 。用蒸汽管道熱伴隨或者電加熱的熱油管道應做保溫層。根據(jù)經(jīng)驗，蒸汽管道都做保溫層。因此 10000 3m 的油罐的加熱面積為： ? ? 24 mF ????? 重慶科技學院本科生課程設計 加 熱器結(jié)構(gòu)計算 27 重慶科技學院本科生課程設計 管路保溫 28 5 管路保溫 概述保溫結(jié)構(gòu)作用 石油庫中為了減少油罐、蒸汽管路、熱油管路的損失，有時加做保溫層是合算的。 對于各準則的計算，定性溫度取為溫度取為 ? ? 753012021 ???t℃ 。因此 10000 3m 的油罐的加熱面積為： ? ? ? ? 2610 mttK QF y ??????? ? 重油的加熱器面積計算 重油即常壓渣油由參考文獻 1 表 42 得到渣油的加熱溫度推薦值為 70~80℃，本設計中選 70℃ 重慶科技學院本科生課程設計 加 熱器結(jié)構(gòu)計算 25 （ 1)20210 3m 的油罐的加熱面積的計算 根據(jù) 參考 文獻 [1]，加熱 器采用 ?? 無縫鋼管制作， d = ，附加熱阻 R 取為 2m? ℃ /W 。 定性溫度 ： ? ? ???t ℃ 。 5柴油采用立式拱頂油罐 5 個 20210 3m 的油罐和 1 個 10000 3m 的油罐 (1)20210 3m 的油罐的加熱面積的計算 根據(jù) 參考 文獻 [1]，加熱器采用 ?? 無縫鋼管制作， d = ，附加熱阻 R 取為 2m? ℃ /W 。 柴油的加熱器面積計算 5柴油屬于輕柴油，通過查儲運油料學表 525 可得 5柴油的凝點為 5℃，本設計中轉(zhuǎn) 分配油庫加熱作業(yè)的主要目的在于輸轉(zhuǎn)油品，所以加熱終溫應高于凝點 5~10℃。 油品的定性溫度取油品平均溫度 yt 和加熱器管 子外壁溫度的算術平均值。 表 加熱阻 R 應用條件 R.( 2 /mW?℃ ) ，不易在加熱管上結(jié)垢 ，無鐵銹 的蒸氣 ，油溫較高，易結(jié)垢 ~ 的蒸氣 ，易結(jié)垢 使用表壓為 以下的蒸氣 ? ?2 nya Gr Prd???? （ 424） 式中 ?、 n —— 系數(shù)，決定 Pr?Gr 值的大小，可參考文獻 [5]中的表 47 查得； d —— 加熱器管子外徑， m； y? —— 油品在定性溫度下的導熱系數(shù)， W/m? ℃ ； Gr —— 格拉曉夫準則，反映流體在自然對流時粘滯力與浮升力的關系，即流體自然對流的強度； 重慶科技學院本科生課程設計 加 熱器結(jié)構(gòu)計算 23 23?? tdgGr ?? （ 425） Pr —— 普朗特準則，反映流體的物理性質(zhì) ； cPr ???? （ 426） 其中 g—— 重力加速度， ? ； ? —— 定性溫度下流體的運動粘