【正文】 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(guò)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(duì)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(duì)流段前（過(guò)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(duì)流段入口處增加 10%，煙囪入口處增加25%來(lái)計(jì)算各部的阻力。煙囪的最小高度還應(yīng)考慮輻射管的安裝和檢修。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)。以保證加熱爐的熱效率和操作穩(wěn)定性。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(kāi)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(xiàn)，此直線(xiàn)與橫坐標(biāo)之交點(diǎn)，即為所求開(kāi)始汽化的壓力，p e= 千克/厘米 2，見(jiàn)圖 。在加熱過(guò)程中有相變化，故分為加熱段（無(wú)相變化）和汽化段（有相變化）兩部分進(jìn)行計(jì)算。時(shí)℃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。秒。39。39。℃/ 千卡(5)對(duì)流段總傳熱系數(shù) K 39?！鎴D 對(duì)流段氣體輻射傳熱系數(shù)取轉(zhuǎn)強(qiáng)輻射系數(shù)為對(duì)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℃= 千焦/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(duì)熱平均溫度差可按加油的平均溫差加上煙氣到焦油的對(duì)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其平均值取氣體輻射給熱系數(shù) α0r 與對(duì)流給熱系數(shù) α0c 之和的 10%①對(duì)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時(shí)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(wú)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(guò)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。 時(shí)℃（3）內(nèi)膜給熱系數(shù)管內(nèi)焦油對(duì)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)。秒對(duì)流室尺寸確定如下：有效長(zhǎng) 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(duì)流段總傳熱量為總耗熱量的 5%%=%，其中對(duì)流段中焦油脫水管排占總管排的 7/8。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(duì)流室的爐管長(zhǎng)度。為此，過(guò)熱蒸汽管就置于對(duì)流段下部。時(shí) 對(duì)流段的計(jì)算對(duì)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(guò)熱。1體積熱強(qiáng)度 qv對(duì)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(guò)程需要有足夠的空間和時(shí)間，以使燃?xì)獬浞秩紵?。℃t t2——原料在入口及出口的溫度，取 t1=110℃、t 2=400℃其余符號(hào)意義同前。 ℃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 2（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(duì)油品的給熱系數(shù)，管壁對(duì)焦油的給熱系數(shù)取 α=600 千卡/米 2（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℃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(xiàn)的兩邊） ，連接兩點(diǎn)作一直線(xiàn)，與管壁溫度 tw=290℃曲線(xiàn)相交，由此兩點(diǎn)查的煙氣溫度為760℃，此即輻射段煙氣溫度。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(zhǎng)度 L 和煙氣溫度）有關(guān)。對(duì)于輻射管，當(dāng)量冷平面 ????米式中：α——有效吸收因數(shù)，為管心距與管徑之比的函數(shù)，查圖得 α=n——輻射管根數(shù)L——輻射管有效長(zhǎng)度，米C——管心距，米對(duì)于遮蔽管，因遮蔽管的后面沒(méi)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(guò)遮蔽管，籍對(duì)流傳熱給它的熱量遠(yuǎn)較一般輻射管為高，此對(duì)流熱用以補(bǔ)償再輻射而有余，故設(shè) α=1。這種復(fù)雜情況，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，為簡(jiǎn)化計(jì)算，以當(dāng)量冷平面來(lái)代替管排進(jìn)行計(jì)算。?????米當(dāng)量冷平面 αAcp火焰和赤熱煙氣的部分，輻射熱能直接傳給管組，并為管組所吸收。組間管心距取為 370 毫米，則節(jié)圓直徑 D′為： 39。?Di小爐高徑比應(yīng)大些。 遮蔽管長(zhǎng)度可取輻射管總長(zhǎng)的 5～10%，設(shè)為 7%。（2）管心距 C加大管心距可以提高管表面熱強(qiáng)度，管心距一般采用 2dc（外徑） ，此處取C=105 毫米。此時(shí)，相當(dāng)于管內(nèi)線(xiàn)速度為 ～ 米/秒，今取 mt=700 千克/米 2時(shí)輻射管管徑及管心距（1）管徑選擇 tGdNm????米式中：di——管內(nèi)徑，米mt——管內(nèi)流體重量流速，千克/米 2因此，將輻射段作為二段加熱。℃溫度℃ N2 O2 H20 CO2溫度℃ N2 O2 H20 CO201002009001000110030040050060070080012001300140015001600熱效率取熱效率 η=76% 總熱消耗量： 1402687./7%sQ?千 焦 小 時(shí)煤氣耗量 395.?標(biāo) 米 濕 煤 氣濕煤氣重度：r=(+++++++）/100 = /標(biāo)米 3式中： 、——分別為COC mHn、O CO 、H CH N H 2O在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體重度，千克/ 標(biāo)米 3濕煤氣的重量流量：W=656= 千克/時(shí)廢氣量當(dāng)α=，每1標(biāo)米 3濕煤氣產(chǎn)生的廢氣量為：+++=則廢氣量為W G為：W G=656= 管式爐的計(jì)算與選型 輻射段計(jì)算焦油二段加熱的有效熱負(fù)荷為 ，??千 焦 小 時(shí)效熱負(fù)荷 千焦/時(shí)的 79%。 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攝氏度上述計(jì)算式中的各數(shù)據(jù)為廢氣中各組成的量及其比熱。=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(wú)水焦油中所含的水份、——二段出口狀態(tài)下過(guò)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(guò)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=（+++）==I239。）=606() =式中： g——過(guò)熱的蒸汽量，千克/時(shí) I139。Q3 =i輕 =10101 =式中：i輕 ——輕油餾份的蒸發(fā)潛熱，千卡/千克則第一段的有效耗熱量為：Q1+ Q2+ Q3=802221+962328+=1773726千焦/ 小時(shí)⑵.工藝用蒸汽過(guò)熱所吸收的熱量Q4=g（ I239。實(shí)際上，由二段蒸發(fā)器底通入過(guò)熱蒸汽，故一次蒸發(fā)溫度較計(jì)算為底。水蒸汽的千摩爾： 1078(.5)%???千 摩油汽的千摩爾（）： ???千 摩 爾油氣分壓： ????毫 米 汞 柱(2)一次蒸發(fā)溫度：先按下式確定一次蒸發(fā)直線(xiàn)的正切tgα與蒸發(fā)壓力關(guān)系：tgα= =801=式中：tgα——在一定壓力下，一次蒸發(fā)直線(xiàn)傾角的正切由tgα進(jìn)而算出一次蒸發(fā)溫度t fdtfd=683 tgα() =()=375℃式中： g——餾份產(chǎn)率，% 查得，在一次蒸發(fā)溫度為375℃，餾份產(chǎn)率為45%時(shí)，焦油焓22