【正文】 ℃ 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： 3 7 .7 5 0 .8 9 34 2 .2 5RCPAA? ?? 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) 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 輸出熱量： 二段熱焦油帶出的熱量（有效熱） QI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 αAcpF 1 (1 )fn l nzC P n n n n C Pqq q qA F Q Q Q Q A F? ? ? ? ??? 上式中的 qn/Qn、 qf/Qn 值甚小，故可忽略不計(jì)，則 1 (1 )lnzCP n n CPqqA F Q Q A F? ? ??? 當(dāng)煙氣溫度 tp =600℃ 時(shí) 330 .3 4 6 6 0 0 5 .7 9 1 1 2 0 2 / 5 0 2 4zq ? ? ? ? ?千 卡 標(biāo) 米 濕 煤 氣 千 焦 標(biāo) 米 濕 煤 氣 221 1 2 0 2 2 7 2 7 9 1 5 . 61 0 . 0 3 5 7 1 5 5 84 1 6 0 4 2 . 2 5 0 . 6 1CPQAF ??? ? ? ? ? ? ??????? 千 卡 米 時(shí) =299112 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： 22 1 5 2. 2 0. 15 1. 65cpA nLC??? ? ? ? ? ? 米 總當(dāng)量冷平面： 24 0 .6 1 .6 5 4 2 .2 5cpA? ? ? ? 米 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 爆露磚墻面積 AR 全部磚墻面積： 23 . 2 6 73 . 1 4 3 . 2 6 7 6 7 822DF D H? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 米 式中： H——爐膛高，米 D——爐膛直徑，米 暴露磚墻面積： 278 42 .2 5 37 .7 5R c pA F A?? ? ? ? ?? 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 21 0 .9 4 4 8 6 0 .1 5 4 0 .6cpA n LC?? ? ? ? ? ? ? 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。即 3 3 3 3 D d? ? ? ? ? ? ? ? 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。 ?DLi 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 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 1 1 1 0 1 0 1 0 . 0 7 13 0 3 0 3 . 1 4 1 7 0 0itGd Nm?? ? ??? 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?！? N2 O2 H20 CO2 N2 O2 H20 CO2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 熱效率 取熱效率 η=76% 總熱消耗量： 11402687. 1 /76% sQ ? 千 焦 小 時(shí) 煤氣耗量 32727915. 6 6564160 ? 標(biāo) 米 濕 煤 氣 濕煤氣重度： r=(+++++++） /100 = /標(biāo)米 3 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 式中 ： 、 、 、 、 、 、 、 ——分 別為 CO CmHn、O CO、 H CH N H2O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= /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： +++= /標(biāo)米 3 則廢氣量為 WG為： WG=656= /時(shí) 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 56Q Q Q 6 5 8 6 3 2 0 .1 /? ? ? 千 焦 小 時(shí)，占總有效熱負(fù)荷 千焦 /時(shí)的 79%。 表 不同溫度下幾種氣體和蒸汽的平均比熱 溫度 ℃ 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，后者可由表 。= 卡 /千克 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 /千克，則焦油在二段內(nèi)所吸收的熱量為： Q5=（ G ） （ I400 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（ ） = /時(shí) = /小時(shí) 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=+ = /小時(shí) = /小時(shí) 總有效熱量： QS=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： %100?? etQVCX %1004160 ???? =20% 式中： V——濕廢氣體積，在 α=， 1標(biāo)米 3 濕煤氣能生成 3的濕廢氣 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) C——400℃ 廢氣的平均比熱 C=（ +++） = /標(biāo)米 3= 卡 /千克 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) I239。） =606() = /時(shí) = /小時(shí) 式中 ： g——過(guò)熱的蒸汽量 ， 千克 /時(shí) I139。 Q3 = i輕 =10101 = /時(shí) = /小時(shí) 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： 1 0 0 7 8 (1 . 0 0 . 5 ) % 1 5 1 . 2 8 . 41 8 1 8?? ?? 千 摩 油汽的千摩爾 （按表 ）： 4 7 . 5 2 5 2 . 5 1 6 1 6 . 3 3 0 3 . 0 1 6 1 6 . 3 6 8 6 . 9 2 9 . 6 11 0 5 1 2 0 1 3 0 1 5 0 1 7 7 1 9 8? ? ? ? ? ? 千 摩 爾 油氣分壓： 2 9 . 6 11 0 3 5 8 0 62 9 . 6 1 8 . 4p ? ? ?? 毫 米 汞 柱 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) (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 tfd tfd=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 223千卡 /千克 =932千焦 /千克。 一次蒸發(fā)溫度與餾份產(chǎn)率及二段蒸發(fā)器底部壓力有關(guān)。所謂一次蒸發(fā)溫度，就是指在二段蒸發(fā)器中，液體與蒸汽之間達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度。 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 3 工藝計(jì)算及設(shè)備選型 物料與熱量衡算 計(jì)算條件及操作制度 原料焦油 無(wú)水焦油年處理量 噸 /年 80000 焦油車(chē)間工作日，天 330 無(wú)水焦油處理量，千克 /時(shí) 10101 焦油中含水， %（對(duì)無(wú)水焦油） 4 焦油加熱制度 焦油入對(duì)流段的溫度， ℃ 80 焦油出對(duì)流段的溫度， ℃ 130 焦油入輻射段的溫度， ℃ 110 焦油 出輻射段的溫度， ℃ 400 輻射段出口壓力，千帕 150 過(guò)熱蒸汽 蒸汽量（占無(wú)水焦油的 6%），千克 /時(shí) 606 蒸汽入口壓力 千帕 600 蒸汽入口溫度 ℃ 蒸汽出口溫度 ℃ 400 燃料體積 組成 CO2 CmHn O2 CO H2 CH4 N2 空氣過(guò)剩系數(shù) α 輻射段 對(duì)流段 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率 遼寧科技學(xué)院本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 表 焦油蒸餾的餾份產(chǎn)率 餾份名稱(chēng) 產(chǎn)率 % 產(chǎn)量 千克 /時(shí) 平均分子量 輕油