【正文】 ?（ ） 21Q 1 7 9 5 1 5 0 . 0 7 6X = 6 7 5 . 0 6 3 K gI I 2 7 8 4 . 7 1 6 1 2 5 . 4 8 4? ????（ ） ?廢熱鍋爐軟水帶入熱量 1Q X I 67 5 .0 63 12 5 .4 84 84 70 9 .6 50 K J? ? ? ?軟 蒸汽帶出熱量 Q 1 7 9 5 1 5 0 .0 7 6 8 4 7 0 9 .6 5 0 1 8 7 9 8 5 9 .7 2 6 K J? ? ?蒸 表 413 廢熱鍋爐 Ⅰ 熱量匯總表 收方 支方 管內(nèi)熱氣體代入熱量 7Q 管內(nèi)熱氣體帶出熱量 8Q 軟水帶入熱量 Q軟 蒸汽帶出熱量 Q蒸 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 小計(jì) 小計(jì) （ 2） 合成塔熱量計(jì)算 ① 氣體帶入熱量 6Q 6t 27 2 C P = MP a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p6C 31 .1 23 K J / K m ol C? 6 6 p 6 6 8 6 8 8 . 4 3 9Q V C t 3 1 . 1 2 3 2 7 2 3 2 8 3 5 5 3 . 4 8 5 K J2 2 . 4? ? ? ? ? ② 氣體反應(yīng)熱 查得 RH 539 80. 5K J/K m ol?? 由物料平衡計(jì)算知氨產(chǎn)量 3 3NHV 13 28 .5 45 m ( ) 59 .3 10 K m ol? ? ?標(biāo) 則合成塔內(nèi)反應(yīng)熱 3R R N HQ ( H ) V 5 3 9 8 0 .5 5 9 .3 1 = 3 2 0 1 5 8 3 .4 5 5 K J? ? ? ? ? ? ③ 氣體帶出熱量 9t 416 C P = P a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p9C 32 .1 76 K J / K m ol C? 9 9 p 9 9 7 3 6 0 . 7 4 4Q V C t 3 2 . 1 7 6 4 1 6 4 3 9 8 4 4 4 . 1 2 3 K J2 2 . 4? ? ? ? ? ④ 廢熱鍋爐 Ⅰ 回收熱量 Q? 由前面計(jì)算知 Q = 17 95 15 0. 07 6K J?? ⑤ 合成塔熱損失 Q損 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 27 由熱平衡可得 6 R 9Q Q Q Q Q=3 283 553 .48 5+ 320 158 55 439 844 23 179 51 50 .07 6291 542 .74 1K J? ? ? ? ????損 表 414 合成塔熱量平衡匯總表 收方 支方 氣體帶入熱量 6Q 氣體帶出熱量 9Q 反應(yīng)熱 RQ 熱損失 Q損 鍋爐回收熱量 Q? 小計(jì) KJ 小計(jì) （ 3） 廢熱鍋爐 Ⅱ 熱量計(jì)算 ① 熱氣體帶入熱量即合成塔氣體帶出熱量 9Q 439 844 KJ? ② 熱氣體帶出熱量 10Q 10t 320 C P = a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p10C 31 .6 72 K J / K m ol C? 1 0 1 0 p 1 0 1 0 7 3 6 0 . 7 4 4Q V C t 3 1 . 6 7 2 3 2 0 3 3 3 0 4 2 . 2 0 0 K J2 2 . 4? ? ? ? ? ③ 廢熱鍋爐熱負(fù)荷 10 9Q =Q Q 106 802 23K J? ? ? ? ④ 軟水量計(jì)算 設(shè)廢熱鍋爐加入軟水溫度 t=30 C ，壓力 P= ；副產(chǎn) ，需軟水量 X 查 軟水焓 1I 125 .484K J/ K g? 蒸汽焓 2I 278 KJ/Kg? 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 由熱平衡得 21Q=X I I??（ ） 21Q 1 0 6 8 0 2 2 . 9 2 3X = 4 0 1 . 6 2 8 K gI I 2 7 8 4 . 7 1 6 1 2 5 . 4 8 4? ????（ ） 廢熱鍋爐 Ⅱ 軟水帶入熱量 1Q X I 40 1 .6 28 12 5 .4 84 50 39 7 .9 30 K J? ? ? ?軟 蒸汽帶出熱量 Q 1 0 6 8 0 2 2 .9 2 3 5 0 3 9 7 .9 3 0 1 1 1 8 4 2 0 .8 5 3 K J? ? ?蒸 表 415廢熱鍋爐 Ⅱ 熱量匯總表 收方 支方 管內(nèi)熱氣體帶 入熱量 9Q 管內(nèi)熱氣體帶出熱量 10Q 軟水帶入熱量 Q軟 蒸汽帶出熱量 Q蒸 小計(jì) 小計(jì) （ 4） 組合深冷器熱量計(jì)算 ① 組合深冷器進(jìn)口總熱量 Q入 11 16 15Q Q Q Q? ? ?入 1） 11Q 的計(jì)算 11t 147 C P = a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p11C 30 .6 29 K J / K m ol C? 11 11 p1 1 11Q V C t 14 79 54 7 .08 8K J? ?? 2） 16Q 的計(jì)算 16t 20 C ? 查此溫度下液氨的比熱容 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 29 PLC J/ K g C? 1 6 1 6 PL 1 6Q V C t1 3 2 9 .7 9 1 4 .5 2 2 2 0 1 6 7 6 92 2 .49 0 0 3 3 2 8 4 K J?? ? ? ?（ ） .= . 3） 15Q 的計(jì)算 15t 20 C P = P a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p15C 32 .6 72 K J / K m ol C? 1 5 1 5 P1 5 1 5Q V C t1 0 0 3 .7 8 3 2 .6 7 2 2 02 2 .41 7 5 1 3 8 .8 3 9 K J?? ? ?（ ）= ② 組合深冷器出口總熱量 Q出 12 17 2Q Q Q Q? ? ?出 1） 12Q 的計(jì)算 12 16 13Q Q Q?? 16Q 900 33 .284 KJ?? 13t 20 C P = P a?? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p13C 32 .6 85 K J / K m ol C? 1 3 1 3 P1 3 1 3Q V C t6 0 3 0 .9 5 3 3 2 .6 8 5 2 02 2 .41 7 6 0 0 1 2 K J?? ? ?（ ）= 12 16 13Q Q Q90033 .284 176001 .512266034 .801KJ? ? ?? ? ??? 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 2） 17Q 的計(jì)算 17t 17C ? 查得此條件下液氨的比熱容為 PLC J/ K g C? 1 7 1 7 PL 1 7Q V C t1 3 2 9 .7 9 1 4 .6 8 4 1 7 1 6 .7 6 92 2 .47 9 2 6 9 9 0 6 K J?? ? ? ?=. 3） 2Q 的計(jì)算 2t 10 0 C P =8 .74 MP a? 查得各組分比熱容并計(jì)算得 p2C 30 .3 12 K J / K m ol C? 2 2 P2 2Q V C t6 0 0 3 .7 8 3 0 .3 1 2 1 0 02 2 .48 1 2 4 4 0 .0 8 6 K J?? ? ?= 12 17 2Q Q Q Q266 034 .801 792 69 .906 812 440 .086625 675 .191K J? ? ? ?? ? ? ??出 ③ 冰機(jī)需提供的冷量 Q冰 Q Q Q121 437 4 .965 625 675 .191588 699 .774 KJ?????入冰 出 表 416 組合深冷器熱量平衡匯總表 收方 支方 組合深冷器帶入總熱量 Q入 組合深冷器帶入總熱量 Q出 冰機(jī)提供冷量 Q冰 小計(jì) 小計(jì) 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 31 主要設(shè)備的計(jì)算 由于合成塔的計(jì)算涉及的知識(shí)已超出我們目前所學(xué)知識(shí)的范疇，故在本設(shè)計(jì)中將不對(duì)合成塔進(jìn)行工藝計(jì)算 。? ?導(dǎo) 熱 系 數(shù) /( 20 K J m h C )? ? 給 熱 系 數(shù) /( 。 ③ 管外給熱系數(shù) i? 的計(jì)算 0 . 17 6 0 . 7 2i 5 .8 48 P q K J m h C)? ? /( 式中 Qq=F K J/ h? ?鍋 爐 給 熱 系 數(shù) ， 2Fm? 鍋 爐 換 熱 面 積 ， P M P a?蒸 汽 壓 力 ， 設(shè)鍋爐換熱面積 F= 2m ，副產(chǎn) ，代入上式中 0 . 176 0 7i21795150 .076 25 .45 .848 1 .37282 864537 .86K J m h C )? ?? ? ??.（ ）./( ④ 總傳熱系數(shù) K 的計(jì)算 設(shè)氣 相污垢系數(shù) 421R 1 .1 9 6 1 0 m h C) /K J??? ( 液相污垢系數(shù) 422R 2 .3 93 10 m h C) K J??? (/ 鋼管的導(dǎo)熱系數(shù) 214 6 .3 K J m h C)? ?鋼 /( 總傳熱系數(shù) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 120i4421K=ddRRdd1= 0 .0195 0 .00451 .196 10 2 .393 10 0 .024 64537 .86 146 .32017 .105K J m h C )?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ????外 鋼內(nèi)/( ⑤ 平均溫差 mt? 的計(jì)算 m452 194 .13 298 30t 273 .23 C452 194 13ln 298 30? ? ?（ ） （ ）.（ ） ⑥ 傳熱面積的核算 22mQ 1 7 9 5 1 5 0 . 0 7 6 2 5 . 4F = 8 2 . 7 3 m 8 2 . 8 mK t 2 0 1 7 . 1 0 5 2 7 3 . 2 3?? ? ??? 實(shí)際選換熱面積為 84 2m 按一根 U形管 6m計(jì)，需列管數(shù) F 8 4n 2 9 7 .2 3 0 0d l 3 .1 4 0 .0 1 5 6?? ? ? ??? 根 （ 2） 廢熱鍋爐 Ⅱ 的工藝計(jì)算 由于前面已經(jīng)對(duì)廢熱鍋爐 Ⅰ 進(jìn)行了詳細(xì)的工藝計(jì)算，廢熱鍋爐 Ⅱ 的計(jì)算可參照進(jìn)行計(jì)算，為了避免使本設(shè)計(jì)繁冗，故在此不再進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，僅給出計(jì)算的結(jié)果如下： 換熱面積 2F=56m 需列管數(shù) n 200? 根 列管尺寸為 24 ?? 長(zhǎng) l=6m （ 3） 熱交換器設(shè)備工藝計(jì)算 ① 計(jì)算條件： 1）列管式換熱器，冷氣走殼程，熱氣走管程 2）列管尺寸 14 2??無縫鋼管 d 0 .0 1 4 m d 0 .0 1 m d 0 .0 1 2 m? ? ?外 內(nèi) 3）熱負(fù)荷 Q= 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 37 4）產(chǎn)量 3w= / h 5）冷氣體壓力 P= 6）冷氣體入口溫度 t 80C?入 7）冷氣體出口溫度 t 272 C?出 8）冷氣體氣量 3V =2 206 86. 350 m ( / h標(biāo) ） 9）熱氣體壓力 P= 10）熱氣體入口溫度 t 320 C?，入 11）熱氣體出口溫度 t 147C?，出 12）熱氣體氣量 3V =1 869 7m ( / h， 標(biāo) ） ② 管內(nèi)給熱系數(shù) 0? 的計(jì)算 0 .8 0 .8000 .0 2 3 R e Prd?? ? ? ? 式中各物性數(shù)據(jù)均取之平均溫度 3 2 0 1 4 7t 2 3 C2??? 1）壓縮系數(shù)和體積流量 由廢熱鍋爐 Ⅰ 計(jì)算知 cmT ? cmP ? 則對(duì)比壓力和對(duì)比溫度 r cmP 9 .3 2P 2 .0 8 1P 4 .4 7 8? ? ? r cmT 2 3 3 .5 + 2 7 3T 3 .3 5 7T 1 5 0 .8 7? ? ? 查得壓縮系數(shù) Z= 則氣體體積流量為 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 0003Z P TV=VPT1 .0 4 0 .0 98 46 9 .7 518 69 62 .8 979 .3 2 27 3