废热锅炉热力计算

项目名称 上海焦化厂10万吨/年甲醇项目废热锅炉热力计算一、已知数据1 工艺气体的总流量 V 73801 Nm3/h废热锅炉热损失 f 0.05废热锅炉设计负荷 fh 12 入口温度下的气体的热力参数入口温度 Ti 1000 入口压力 Pi 17.5 bar比焓 Hi 1.65544 E+8kj/h比热 Cpi 2.186 kj/Nm3导热系数 i 0.269 w/m密度 i 2.154 kg/m3黏度 i 4.41 E-5Pa*s3 出口温度下的气体的热力参数出口温度 To 400 出口压力 Po 17.2 bar比焓 Ho 0.918 E+8kj/h比热 Cpo 1.941 kj/Nm3导热系数 o 0.146 w/m密度 o 4.008 kg/m3黏度 o 2.55 E-5Pa*s4 污垢系数及换热管导热系数换热管的导热系数 1 41.45 w/m管程气体污垢系数 Ei 0.0003 m2/w壳程水汽污垢系数 Eo 0.00045 换热管数据换热管数量 n 370 根换热管长度 L 3.5 m换热管外径 Do 0.038 m换热管壁厚 0.0045 m管口保护套管的厚度 b 0.002 m套管与换热管间陶纤厚度 t 0.002 m保护套管的长度 Lb 0.6 m6 锅炉给水及饱和参数锅炉给水压力 Ps 40 bar锅炉给水温度 Ts 132 给水温度下的焓 Hs 558.24 kj/kg产汽压力 Pq 40 bar饱和温度 Tb 251.85 饱和水的焓 HL 1087.43 kj/kg饱和水蒸气的焓 Hg 2800.9 kj/kg排污率 w 0.03二、 热力计算1 管程气体的总放热量 Qz=Hi-Ho 73744000 kj/h有效放热量 Q=Qz*(1-f) 70056800 kj/h2 换热管内径 Di=Do-2 0.029 m换热管中径 Dm=Do- 0.0335 m管口内径 Dc=Do-2 - b- t 0.021 m换热管流通面积 Aj=3.14*D2*n/4 0.244392342 m2管口流通面积 Ajc=3.14*D2*n/4 0.12808845 m2换热面积 A=3.14*Do*L*n 154.5977718 m23 工艺气体的平均温度 T=(Ti+To)/2 700 工艺气体的平均压力 P=(Pi+Po)/2 17.35 bar管程气体的平均比热 Cp=(Cpi+Cpo)/2 2.0635 kj/Nm3管程气体的平均黏度 =（ i+ o） /2 3.48 E-5Pa*s管程气体的平均密度 =（ i+ o） /2 3.081 kg/m3管程气体的导热系数 =（ i+ o） /2 0.2075 w/m4 套管入口气体流速 uc= V*(Ti+273.16)Ac*Pi*3600*273.16 42.62629717 m/s换热管入口流速 ui= V*(Ti+273.16)Ah*Pi*3600*273.16 22.34086503 m/s管内气体的平均流速 u= V*(T+273.16)Ah*P*3600*273.16 17.22423009 m/s换热管出口流速 uo= V*(To+273.16)Ah*Po*3600*273.16 12.01835153 m/s5 管内气体的普郎特数 pr=Cp* *1000/ 0.346071325管内气体雷诺数 Re= uDi/ 44223.210776 管内平均对流给热系数 i=0.023*E*Re0.8*Pr0.4 560.4468109 w/mDi o=3*(Q/A)0.7*Ph0.15 49248.91599 w/m7 总传热系数y1=1/ i 0.001784291y2=Ei 0.0003y3=Eo*Di/Do 0.000305263y4=Di/( o*Do) 1.54959E-05y5= *Di/( 1*Dm) 9.39812E-05K=1/(y1+y2+y3+y4+y5) 400.1551045 w/m8 平均对数温差 z1=(Ti-Tb)/(To-Tb) 5.049949376 tm=ti-to/lnz1 370.5125789 9 传热热量 Qq=3.6*K*A* tm 82515787.59 kj/h10 换热余量 =（ Qq-Q） /Q 0产汽量 x1=Hg-Hs 2242.66x2=Hl-Hs 529.19D=Q/(x1+w*x2) 31018.68171 kg三 阻力计算1 换热管沿程阻力系数 1=0.3164/Re0.25 0.0218185管口部分沿程阻力系数 2=0.3164/( i*uc*dc/ui)0.250.38909932 换热管内沿程阻力降套管沿程阻力降 0.026 pf1= *Lb* i*uc22*Dc 1453.7048其余沿程阻力降 pf2= *(L-Lb)* i*u22*Di 830.74682换热管沿程总阻力降 pf= pf1+ pf2 2284.45163 换热管内局部阻力降进口管箱局部阻力系数 1 1.5换热管入口阻力系数 2 1保护套管突然缩小 5 0.22阻力系数 pj1=（ 1+ 2+ 3） uc2* i入口局部阻力 2 5322.796换热管出口阻力系数 3 1出口管箱阻力系数 4 1.5出口局部阻力 pj2=（ 1+ 2） uc2* i2 723.648284 总局部阻力 pj= pj1+ pj2 6046.44435 废锅气侧总阻力降 p= pf+ pj 8330.8959四 壁温计算1 管外水垢层温度 Tc=Tb+Q/3.6A o 254.405922 换热管外壁温 Tw=Tc+Q/3.6A*Eo 304.756513 换热管内壁温 x1= Q 3.6*3.14*Di*l*n 165025.24x2=1/3.14 1 0.0076833x3=ln(Do/