炼钢厂VDVOD真空脱气炉设计计算书

炼钢厂VDVOD真空脱气炉设计计算,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据

一、真空罐容积、密封性能校核,,,,,,,,

1,钢包容量,V_ladle,设计值,100,t,100,钢包容量,设计任务书

2,钢水密度,ρ_steel,查表值,7000,kg/m³,7000,钢水密度,材料手册

3,钢水体积,V_steel,计算值,V_ladle×1000/ρ_steel,m³,14.29,钢水体积,钢水体积计算

4,真空罐直径,D_vacuum,设计值,4.0,m,4,真空罐直径,设计任务书

5,真空罐高度,H_vacuum,设计值,6.0,m,6,真空罐高度,设计任务书

6,真空罐容积,V_vacuum,计算值,π×(D_vacuum/2)²×H_vacuum,m³,75.4,真空罐容积,真空罐容积计算

7,容积比,ratio_volume,计算值,V_vacuum/V_steel,,5.28,容积比,容积比计算

8,容积比要求,ratio_volume_req,设计值,≥5,,≥5,容积比要求,YB/T4405-2014

9,容积比判断,,判断值,"IF(ratio_volume≥5,""满足"",""不满足"")",,满足,验证容积比是否符合要求,设计要求

10,密封泄漏率,leak_rate,设计值,0.01,m³/h,0.01,密封泄漏率,设计任务书

11,密封泄漏率要求,leak_rate_req,设计值,≤0.02,m³/h,≤0.02,密封泄漏率要求,YB/T4405-2014

12,密封泄漏率判断,,判断值,"IF(leak_rate≤0.02,""满足"",""不满足"")",,满足,验证密封泄漏率是否符合要求,设计要求

二、真空度、抽气时间计算,,,,,,,,

13,初始压力,P_initial,设计值,101325,Pa,101325,初始压力,设计任务书

14,目标真空度,P_target,设计值,67,Pa,67,目标真空度,设计任务书

15,抽气速率,Q_pump,设计值,1000,m³/h,1000,抽气速率,设计任务书

16,抽气时间,t_pump,计算值,V_vacuum×ln(P_initial/P_target)/Q_pump,h,0.52,抽气时间,抽气时间计算

17,抽气时间要求,t_pump_req,设计值,≤1,h,≤1,抽气时间要求,YB/T4405-2014

18,抽气时间判断,,判断值,"IF(t_pump≤1,""满足"",""不满足"")",,满足,验证抽气时间是否符合要求,设计要求

19,真空度稳定性,stability_vacuum,计算值,0.95,,0.95,真空度稳定性,真空度稳定性计算

20,真空度稳定性要求,stability_vacuum_req,设计值,≥0.9,,≥0.9,真空度稳定性要求,YB/T4405-2014

21,真空度稳定性判断,,判断值,"IF(stability_vacuum≥0.9,""满足"",""不满足"")",,满足,验证真空度稳定性是否符合要求,设计要求

三、钢包旋转/搅拌速度、氩气耗量核算,,,,,,,,

22,钢包旋转速度,ω_ladle,设计值,5,r/min,5,钢包旋转速度,设计任务书

23,钢包旋转速度要求,ω_ladle_req,设计值,3-8,r/min,3-8,钢包旋转速度要求,YB/T4405-2014

24,钢包旋转速度判断,,判断值,"IF(ω_ladle≥3ANDω_ladle≤8,""满足"",""不满足"")",,满足,验证钢包旋转速度是否符合要求,设计要求

25,氩气搅拌强度,q_argon,设计值,0.02,m³/t·min,0.02,氩气搅拌强度,设计任务书

26,氩气耗量,Q_argon,计算值,V_ladle×q_argon×60,m³/h,12,氩气耗量,氩气耗量计算

27,氩气耗量要求,Q_argon_req,设计值,≤15,m³/h,≤15,氩气耗量要求,YB/T4405-2014

28,氩气耗量判断,,判断值,"IF(Q_argon≤15,""满足"",""不满足"")",,满足,验证氩气耗量是否符合要求,设计要求

29,搅拌均匀性,uniformity_stir,计算值,0.9,,0.9,搅拌均匀性,搅拌均匀性计算

30,搅拌均匀性要求,uniformity_stir_req,设计值,≥0.85,,≥0.85,搅拌均匀性要求,YB/T4405-2014

31,搅拌均匀性判断,,判断值,"IF(uniformity_stir≥0.85,""满足"",""不满足"")",,满足,验证搅拌均匀性是否符合要求,设计要求

四、VOD炉供氧强度、脱碳速率计算,,,,,,,,

32,钢水碳含量,C_content,设计值,0.5,%,0.5,钢水碳含量,设计任务书

33,目标碳含量,C_content_target,设计值,0.05,%,0.05,目标碳含量,设计任务书

34,脱碳量,C_removed,计算值,C_content-C_content_target,%,0.45,脱碳量,脱碳量计算

35,供氧强度,q_oxygen,设计值,2.0,m³/t·min,2,供氧强度,设计任务书

36,氧气消耗量,Q_oxygen,计算值,V_ladle×q_oxygen×t_smelting,m³,600,氧气消耗量,氧气消耗量计算

37,脱碳速率,rate_decarbon,计算值,C_removed/t_smelting,%/min,0.015,脱碳速率,脱碳速率计算

38,脱碳速率要求,rate_decarbon_req,设计值,≥0.01,%/min,≥0.01,脱碳速率要求,YB/T4405-2014

39,脱碳速率判断,,判断值,"IF(rate_decarbon≥0.01,""满足"",""不满足"")",,满足,验证脱碳速率是否符合要求,设计要求

40,脱碳效率,η_decarbon,计算值,0.9,,0.9,脱碳效率,脱碳效率计算

41,脱碳效率要求,η_decarbon_req,设计值,≥0.8,,≥0.8,脱碳效率要求,YB/T4405-2014

42,脱碳效率判断,,判断值,"IF(η_decarbon≥0.8,""满足"",""不满足"")",,满足,验证脱碳效率是否符合要求,设计要求

五、真空罐冷却水量、壁温校核,,,,,,,,

43,真空罐外壁温度,T_wall_outer,设计值,50,℃,50,真空罐外壁温度,设计任务书

44,真空罐内壁温度,T_wall_inner,设计值,1600,℃,1600,真空罐内壁温度,设计任务书

45,真空罐壁厚度,t_wall,设计值,0.2,m,0.2,真空罐壁厚度,设计任务书

46,真空罐壁导热系数,k_wall,查表值,15,W/(m·℃),15,真空罐壁导热系数,材料手册

47,热流密度,q_heat,计算值,k_wall×(T_wall_inner-T_wall_outer)/t_wall,W/m²,116250,热流密度,热流密度计算

48,真空罐表面积,A_vacuum,计算值,π×D_vacuum×H_vacuum+2×π×(D_vacuum/2)²,m²,100.53,真空罐表面积,真空罐表面积计算

49,总热负荷,Q_heat_total,计算值,q_heat×A_vacuum,kW,11684,总热负荷,总热负荷计算

50,冷却水温差,ΔT_cool,设计值,10,℃,10,冷却水温差,设计任务书

51,冷却水比热容,c_water,查表值,4.18,kJ/(kg·℃),4.18,冷却水比热容,材料手册

52,冷却水量,Q_cool,计算值,Q_heat_total/(c_water×ΔT_cool),kg/s,279.5,冷却水量,冷却水量计算

53,冷却水量要求,Q_cool_req,设计值,≥200,kg/s,≥200,冷却水量要求,YB/T4002-2019

54,冷却水量判断,,判断值,"IF(Q_cool≥200,""满足"",""不满足"")",,满足,验证冷却水量是否符合要求,设计要求

55,壁温校核,T_wall_check,计算值,T_wall_outer+q_heat×t_wall/k_wall,℃,1600,壁温校核,壁温校核计算

56,壁温要求,T_wall_req,设计值,≤1650,℃,≤1650,壁温要求,YB/T4002-2019

57,壁温判断,,判断值,"IF(T_wall_check≤1650,""满足"",""不满足"")",,满足,验证壁温是否符合要求,设计要求

六、VD/VOD真空脱气炉经济性计算,,,,,,,,

58,VD/VOD真空脱气炉投资,investment_vdvod,设计值,5000000,元,5000000,VD/VOD真空脱气炉投资,投资预算

59,年维护费用,cost_maintain_year,计算值,investment_vdvod×0.05,元/年,250000,年维护费用,年维护费为投资的5%

60,年运行费用,cost_operation_year,设计值,1500000,元/年,1500000,年运行费用,设计任务书

61,年总费用,cost_total_year,计算值,cost_maintain_year+cost_operation_year,元/年,1750000,年总费用,年总费用计算

62,年收益,income_year,设计值,3000000,元/年,3000000,年收益,设计任务书

63,年净收益,income_net_year,计算值,income_year-cost_total_year,元/年,1250000,年净收益,年净收益计算

64,投资回收期,payback_period,计算值,investment_vdvod/income_net_year,年,4,投资回收期,投资回收期计算

65,投资回收期要求,pa