【《吉拉索原油加工中加热炉设计计算过程案例》3500字】

吉拉索原油加工中加热炉设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u1203吉拉索原油加工中加热炉设计计算过程案例 1132151.1原始数据 2319071.2加热炉总热负荷 251011.2.1冷原油进料的热负荷 2235511.2.2过热水蒸气的热负荷 2274261.2.3闪底油的热负荷 351531.3燃烧过程 3124481.3.1低发热值 311861.3.2需要的理论空气量 3318251.3.3过剩空气系数 3106431.3.4烟气组成 4221561.3.5求烟焓值并作图 472551.4全炉热平衡 5256021.4.1炉效率 510971.4.2燃料用量 5139041.4.3烟道气流量 6157651.5辐射室计算 635621.1.1热负荷 6286591.1.2辐射管表面积、管径及管心距 61101.1.3炉管长度、炉管数及炉膛尺寸 6235901.1.4对流室尺寸 6201461.1.5当量冷平面面积 777801.1.6有效反射面的面积与当量冷平面比值 7204771.1.7烟气黑度 7217811.1.8总辐射交换因数 8174851.1.9辐射段热平衡 8221651.1.10出口烟气温度 8116791.1.11校核 9137741.6对流室计算 1042341.6.1对流室热负荷 1053571.6.2对流室传热 10160511.6.3对流室高度 16323851.6.4全炉热效率 1686771.7炉管内压力降 161911.7.1确定汽化段当量长度 16299001.7.2汽化段气、液相混合密度 16255431.7.3汽化段气、液相混合流速 17324191.7.4汽化段压降 17233171.7.5汽化点压力 17208331.7.6重复计算 17213841.7.7作图法求解汽化段压力 18179501.7.8加热段压降 18191161.7.9炉管处总压降 1945501.8烟囱设计 19166681.8.1烟囱直径 19236451.8.2烟囱和对流室产生的抽力 19105591.8.3总压降 19223621.8.4烟囱的最低高度 221.1原始数据被加热的物料有（1）冷原油（原油的）（2）饱和水蒸气P1＝1.0MPaP2=3MPa（3）闪底油（体积分1.2加热炉总热负荷1.2.1冷原油进料的热负荷进加热炉温度，查文献[1]页图得出加热炉温度，查文献[1]页图得则冷原油热负荷：1.2.2过热水蒸气的热负荷在下，蒸气焓值在下，蒸气焓值则水蒸气的热负荷为：1.2.3闪底油的热负荷进加热炉温度，查焓图得出加热炉温度，查焓图得则闪底油的热负荷代值得，可得总热负荷：1.3燃烧过程1.3.1低发热值燃料选得是催化干气，密度是1.159。表48催化干气组成组成H2SCO2H2N2+O2CH4C2H4+C2H6C3H8C3H6C4H10C4H8v%0.596.616.627.226.4260.54.70.60.8m%0.6911.510.529.416.330.10.97.61.31.7表49催化干气低发热值组成H2SH2CH4C2H6C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8QL,kcal/kg36802945011954113501127211079109421093210758燃料得低发热值Q=1.3.2需要的理论空气量V0=1/0.21[0.5yH2+2ycH4+(m+n/4)yCmHn+1.5yH2S-yO2]Nm3空气/Nm3燃料=1.3.3过剩空气系数，燃料密度1.3.4烟气组成（1）烟气得含量=16.2%×2.75+15%×3.14+15%×2.93+0.8%×3+7.7%×3.14+1.4%×3.03+1.7%×3.14+11.50%===烟气得总量：=（2）各组分所占得体积分率1.3.5求烟焓值并作图查LY-100[6]表得常用气体得焓值。表50烟气焓值温度℃CO29.47%H2O13.10%SO20.0526%N271.61%O21.766%H,kcal/kg10020.844.111.224.92227.4420043.990.131.750.044.751.5330068.613649.371.468.084.0040094.618567.7103.292.2114.87500122.223586.7127.6117.1143.43600150.4286106.3154.3142.3173.95700179.5339126.2181.7168.1201.38800209392146.3209.8194.3237.39900240450.5166.8238.2220.7270.501000269.8509187.4267.3247.5304.06图16烟气焓值1.4全炉热平衡1.4.1炉效率设对流段出口查图得：得时候，热损失为,取热损失1.4.2燃料用量B==2700.4kg/h1.4.3烟道气流量1.5辐射室计算1.1.1热负荷辐射室得热负荷占全炉加热炉则1.1.2辐射管表面积、管径及管心距，辐射管得表面积：闪底油，管程，管径选炉管1.1.3炉管长度、炉管数及炉膛尺寸炉膛得直径：，炉管为辐射管得总数目是D=炉管得直径高度1.1.4对流室尺寸（1）长（2）宽=（3）烟气流速选定，对流管得有效长度，满足条件。1.1.5当量冷平面面积冷平面：辐射管遮蔽管(1.1.6有效反射面的面积与当量冷平面比值总面积：反射：＝1.1.7烟气黑度＝1.1，查图8-6[8]得：查表8-1[8]知L=7.232mpL=0.260×7.232=1.88atm•m假定出口Tg=700℃=973K，查图8-1[6]得＝0.5721.1.8总辐射交换因数，，查图[6]得1.1.9辐射段热平衡,查图[6]得：=1.1.10出口烟气温度，管壁结合上文得计算数据作吸收曲线。表51烟气吸收Tg，K8739239731023107311231173，kw/m231.6341.8553.5266.8081.8698.87118.04第一次试算：，，查图[8]，烟气黑度，查图[8]得F=0.752，查图[8]得：第1个试算结果：，在图17上标出A点；第二次试算：当,，查图[8]，烟气的黑度，查图[8]得查图[8]得：第2个试算结果：，在图17上标出B点；连接这两个点，形成的直线与吸收曲线交点处得温度，此值即要求得温度。图17作图法求烟气出口温度1.1.11校核（1）辐射段得热负荷当，查图：（2）表面热强度=（3）油品入口处得温度总热焓量：查[2]得温度为。（4）计算平均值与假设相差不大。1.6对流室计算1.6.1对流室热负荷1.6.2对流室传热对流室得下段。(1)计算出闪底油得吸热量：烟气出辐射段，，设出口时得温度，比焓是，热损失我们假定为，查图温差：烟气811℃602℃闪底油290℃280℃差值521℃322℃闪底油平均温度烟气平均温度(2)管内膜得传热系数介质得质量流速计算==(3)对流段外膜传热系a．表面得传热系数=＝包括结垢热阻在其中得钉头表面传热系数b.钉头效率当，查图[6]。用得标准钉头，它的高是。c.光管部分的外对流传热系数=＝包括结垢热阻在其中得钉头表面传热d.钉头管得外膜传热表面积：钉头：钉头外的部分：=（4）总得传热系数（5）对流管得表面积及管排数，取7排（6）对流管得表面热强度中段处的对流传热。（1）水蒸气吸热烟气进入时得温度，设烟气出时得温度，比焓，我们假设热损失g，查得温差：烟气602℃527℃闪底油420℃180℃差值182℃347℃水蒸气烟气(2)管内膜得传热系数下；下，则水蒸气平均密度选炉管（钉头管），，取取=，满足条件介质流速：==5＝（3）管外膜得传热系数a.管外部分得计算=b.计算钉头得效率当，查得，采用得标准钉头，它的高0.025mc.光管部分管对处传热＝23.46（m2h℃）d.钉头外膜得传热系数光管钉头钉头外面得部分计算：（4）总传热系数（5）计算管排数和对流管得表面积，取2排（6）对流管表面得热强度上段部分得计算。（1）传热温差得计算和热负荷冷原油得吸热:烟气出时得温度，，烟气出该段得温度我们设为，比焓，热损失Ht2＝49.27kcalkg，得t3=194℃温差：烟气527℃194℃冷原油200℃120℃差值327℃74℃水蒸气平均温度烟气平均温度（2）管内膜得传热系数取管内冷原油流速，管程数为，则所需炉管内径：选炉管，则管心距：重新核算流速:取=，介质得流速==1.5（3）对流段得外膜传热系数a.钉头表面处的传热系数=b.钉头得效率计算当时，查图[6]有，用得标准钉头，它的高，c.光管部分得外对流传热系数=)d.钉头外膜得传热系数+钉头外光管：（4）总得传热系数（5）对流管得表面积计算和管排数，取18排（6）对流管表面得热强度计算1.6.3对流室高度我们在进行设计时，在对流室处设置一排遮蔽管（127×6）结合前面得计算知总排数N＝Nc1+Nc2+Nc3+11=29对流室炉管得总数量1.6.4全炉热效率当烟气出口温度时，烟气设全炉热损失，则：1.7炉管内压力降1.7.1确定汽化段当量长度已知闪底油焦点得一些性质，温度，压力现在我们假设，查闪底油P-T-e相图得与点线的交点温度。辐射管出口处得温度，汽化率辐射管入口处得温度，液相辐射管得当量长度=1.7.2汽化段气、液相混合密度均温均压=液相得密度1.7.3汽化段气、液相混合流速＝11.71m/s1.7.4汽化段压降==0.161MPa1.7.5汽化点压力，与之前假定得值不符，需重复计算。1.7.6重复计算重新假设，查闪底油P-T-e相图得与点线相交点温度，此时得液相比焓辐射管出口，汽化率炉出口处汽液两相得混合焓辐射管入口处得温度液相比焓辐射管得当量长度=均温均压，则=平均汽化率得值两相得混合密度=1.7.7作图法求解汽化段压力第一次试算得比值=0.88在图18上标出A点第二次试算的比值=1.19在图18上标出B点连接AB两点，当纵坐标为1时，，即所求得压力。图18气化点压力故1.7.8加热段压降汽化段处得压力时，能够知道汽化点得温度，相对应的液相比焓是当量长度加热段对流得当量长度=汽化点前汽化点前得管段均温介质得密度平均流速：（3）汽化段压处降=1.7.9炉管处总压降炉管得总压浆进入对流室处1.8烟囱设计1.8.1烟囱直径1.8.2烟囱和对流室产生的抽力炉膛，对流室，辐射室烟气出口。烟气均温烟囱里面的烟气均温大气=1.8.3总压降（1）烟气由辐射室至对流室得压力降查表[8]得烟气得密度：烟气流速：（2）烟气流过对流室时对流室得三段情况不同，分开求压降。a.对流室下段对流室截面积：炉管截面积：钉头截面积：自由通道：钉头区外面积：Aso=钉头区内面积：钉头间得间隙：临管钉头间隙：，查图[9]得烟气粘度=b.对流室中段对流室截面积：炉管截面积：钉头截面积：通道面积：钉头区外面积：Aso=钉头区内面积：钉头间得间隙：临管钉头间隙：，查图[9]得烟气粘度，=c.对流室上段对流室截面积：炉管截面积：钉头截面积：通道面积：钉头区外面积：Aso=钉头区内面积：钉头