储罐伴热设计计算表

储罐伴热设计计算,,,,,,,,,

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,其他说明

,一、设计基础参数,,,,,,,,

1,储罐名称,Tank_name,设计值,原料储罐,-,原料储罐,储罐名称,工艺要求,存储工艺原料

2,储罐公称容积,V,设计值,V=500,m³,500,储罐公称容积,工艺要求,储罐容量

3,储罐直径,D,设计值,D=8,m,8,储罐直径,GB50341-2014,储罐规格

4,储罐高度,H,设计值,H=10,m,10,储罐高度,GB50341-2014,储罐规格

5,储罐壁厚,δ,设计值,δ=8,mm,8,储罐壁厚,GB50341-2014,储罐壁厚

6,储罐材质,Mat,选用值,Q235B,-,Q235B,储罐材质,GB50341-2014,碳素钢板

7,储罐导热系数,λ_tank,查表值,λ_tank=45,W/(m·K),45,储罐导热系数,GB50341-2014,钢材导热系数

8,存储介质名称,Medium,选用值,轻质油,-,轻质油,存储介质名称,工艺要求,存储介质

9,存储介质温度,T_media,设计值,T_media=50,°C,50,存储介质温度,工艺要求,介质温度

10,环境温度,T_ambient,设计值,T_ambient=-20,°C,-20,环境温度,GB50736-2012,冬季室外温度

11,保温层厚度,δ_ins,设计值,δ_ins=80,mm,80,保温层厚度,GB/T4272-2008,保温设计

12,保温材料导热系数,λ_ins,查表值,λ_ins=0.05,W/(m·K),0.05,保温材料导热系数,GB/T4272-2008,岩棉

13,保温层外表面温度,T_s,设计值,T_s=40,°C,40,保温层外表面温度,GB/T4272-2008,允许外表面温度

14,伴热介质名称,Tracing_medium,选用值,低压蒸汽,-,低压蒸汽,伴热介质名称,工艺要求,伴热介质

15,伴热介质压力,P_tracing,设计值,P_tracing=0.3,MPa,0.3,伴热介质压力,工艺要求,蒸汽压力

16,伴热介质温度,T_tracing,查表值,T_tracing=143,°C,143,伴热介质温度,GB/T12145-2016,0.3MPa饱和蒸汽

17,伴热介质汽化潜热,r,查表值,r=2140,kJ/kg,2140,伴热介质汽化潜热,GB/T12145-2016,0.3MPa蒸汽

,二、储罐表面积计算,,,,,,,,

18,储罐底面积,A_bottom,计算值,A_bottom=π×D²/4,m²,50.27,储罐底面积,GB50341-2014,底面积

19,储罐侧面积,A_side,计算值,A_side=π×D×H,m²,251.33,储罐侧面积,GB50341-2014,侧面积

20,储罐顶面积,A_top,计算值,A_top=π×D²/4,m²,50.27,储罐顶面积,GB50341-2014,顶面积

21,储罐总表面积,A_total,计算值,A_total=A_side+A_top+A_bottom,m²,351.87,储罐总表面积,GB50341-2014,总表面积

22,伴热面积,A_tracing,计算值,A_tracing=A_side+A_bottom,m²,301.60,伴热面积,HG/T20514-2014,伴热面积

,三、热损失计算,,,,,,,,

23,保温层外径,D_o_ins,计算值,D_o_ins=D+2×δ_ins/1000,m,8.16,保温层外径,GB/T4272-2008,保温外径

24,保温层内表面温度,T_i_ins,设计值,T_i_ins=T_media,°C,50,保温层内表面温度,传热学,储罐外壁温度

25,保温层平均温度,T_avg_ins,计算值,T_avg_ins=(T_i_ins+T_s)/2,°C,45,保温层平均温度,传热学,平均温度

26,保温层对数平均直径,D_ln,计算值,D_ln=(D_o_ins-D)/ln(D_o_ins/D),m,8.12,保温层对数平均直径,传热学,对数平均

27,侧保温层热阻,R_ins_side,计算值,R_ins_side=δ_ins/1000/(λ_ins×π×D_ln),m·K/W,0.039,侧保温层热阻,传热学,侧保温热阻

28,底保温层热阻,R_ins_bottom,计算值,R_ins_bottom=δ_ins/1000/(λ_ins×A_bottom),m·K/W,0.003,底保温层热阻,传热学,底保温热阻

29,外表面换热系数,h_s,设计值,h_s=25,W/(m²·K),25,外表面换热系数,GB/T4272-2008,自然对流

30,侧外表面换热热阻,R_conv_side,计算值,R_conv_side=1/(h_s×π×D_o_ins),m·K/W,0.002,侧外表面换热热阻,传热学,侧对流热阻

31,底外表面换热热阻,R_conv_bottom,计算值,R_conv_bottom=1/(h_s×A_bottom),m·K/W,0.0008,底外表面换热热阻,传热学,底对流热阻

32,侧总热阻,R_total_side,计算值,R_total_side=R_ins_side+R_conv_side,m·K/W,0.041,侧总热阻,传热学,侧总热阻

33,底总热阻,R_total_bottom,计算值,R_total_bottom=R_ins_bottom+R_conv_bottom,m·K/W,0.0038,底总热阻,传热学,底总热阻

34,侧单位长度热损失,q_loss_side,计算值,q_loss_side=(T_media-T_ambient)/R_total_side,W/m,1682.9,侧单位长度热损失,传热学,侧热损失

35,底单位面积热损失,q_loss_bottom,计算值,q_loss_bottom=(T_media-T_ambient)/R_total_bottom,W/m²,18421.1,底单位面积热损失,传热学,底热损失

36,侧总热损失,Q_loss_side,计算值,Q_loss_side=q_loss_side×H,W,16829,侧总热损失,传热学,侧总热损失

37,底总热损失,Q_loss_bottom,计算值,Q_loss_bottom=q_loss_bottom×A_bottom,W,925800,底总热损失,传热学,底总热损失

38,储罐总热损失,Q_loss_total,计算值,Q_loss_total=Q_loss_side+Q_loss_bottom,W,942629,储罐总热损失,传热学,总热损失

,四、伴热负荷计算,,,,,,,,

39,伴热效率,η_tracing,设计值,η_tracing=0.85,-,0.85,伴热效率,HG/T20514-2014,伴热效率

40,伴热负荷,Q_tracing,计算值,Q_tracing=Q_loss_total/η_tracing,W,1108975,伴热负荷,HG/T20514-2014,伴热负荷

41,伴热负荷安全系数,K_tracing,设计值,K_tracing=1.2,-,1.2,伴热负荷安全系数,HG/T20514-2014,设计安全系数

42,设计伴热负荷,Q_design,计算值,Q_design=K_tracing×Q_tracing,W,1330770,设计伴热负荷,HG/T20514-2014,设计负荷

43,伴热负荷校核,Check_Q,判断值,Q_design≥Q_loss_total,-,满足,伴热负荷校核,HG/T20514-2014,伴热满足

,五、蒸汽伴热管选型,,,,,,,,

44,伴热管公称直径,DN_tracing,设计值,DN_tracing=25,mm,25,伴热管公称直径,GB/T8163-2018,伴热管规格

45,伴热管外径,D_o_tracing,查表值,D_o_tracing=33.7,mm,33.7,伴热管外径,GB/T8163-2018,无缝钢管

46,伴热管壁厚,δ_tracing,查表值,δ_tracing=3.2,mm,3.2,伴热管壁厚,GB/T8163-2018,无缝钢管

47,伴热管内径,D_i_tracing,计算值,D_i_tracing=D_o_tracing-2×δ_tracing,mm,27.3,伴热管内径,GB/T8163-2018,无缝钢管

48,伴热管材质,Mat_tracing,选用值,20#,-,20#,伴热管材质,GB/T8163-2018,碳素钢管

49,伴热管布置方式,Layout_type,选用值,螺旋缠绕,-,螺旋缠绕,伴热管布置方式,HG/T20514-2014,布置方式

50,伴热管缠绕间距,S_spiral,设计值,S_spiral=150,mm,150,伴热管缠绕间距,HG/T20514-2014,缠绕间距

51,储罐周长,C,计算值,C=π×D,m,25.13,储罐周长,GB50341-2014,周长

52,每圈伴热管长度,L_per_coil,计算值,L_per_coil=C,m,25.13,每圈伴热管长度,HG/T20514-2014,每圈长度

53,缠绕圈数,n_coil,计算值,n_coil=H×1000/S_spiral,圈,66.67,缠绕圈数,HG/T20514-2014,圈数

54,实际缠绕圈数,n_coil_actual,计算值,n_coil_actual=ceil(n_coil),圈,67,实际缠绕圈数,HG/T20514-2014,实际圈数

55,伴热管总长度,L_tracing_total,计算值,L_tracing_total=n_coil_actual×L_per_coil,m,1683.7,伴热管总长度,HG/T20514-2014,总长度

56,伴热管数量,n_tracing,计算值,n_tracing=4,根,4,伴热管数量,HG/T20514-2014,伴热管数量

57,伴热管总长度,L_total,计算值,L_total=n_tracing×L_tracing_total,m,6734.8,伴热管总长度,HG/T20514-2014,总长度

,六、蒸汽流量计算,,,,,,,,

58,蒸汽冷凝量,m_steam,计算值,m_steam=Q_design/(r×1000),kg/s,0.622,蒸汽冷凝量,HG/T20514-2014,蒸汽消耗量

59,蒸汽冷凝量,m_steam_h,计算值,m_steam_h=m_steam×3600,kg/h,2239.2,蒸汽冷凝量,HG/T20514-2014,小时蒸汽量

60,伴热管蒸汽流速,v_steam,设计值,v_steam=12,m/s,12,伴热管蒸汽流速,HG/T20514-2014,推荐流速

61,蒸汽比容,v_g,查表值,v_g=0.462,m³/kg,0.462,蒸汽比容,GB/T12145-2016,0.3MPa蒸汽

62,伴热管截面积,A_tracing,计算值,A_tracing=π×D_i_tracing²/4/1000000,m²,0.000586,伴热管截面积,流体力学,横截面积

63,单根伴热管蒸汽流量,G_steam,计算值,G_steam=v_steam×A_tracing/v_g,kg/s,0.0151,单根伴热管蒸汽流量,流体力学,蒸汽流量

64,总蒸汽流量,G_steam_total,计算值,G_steam_total=n_tracing×G_steam,kg/s,0.0604,总蒸汽流量,HG/T20514-2014,总流量

65,蒸汽流量校核,Check_steam,判断值,G_steam_total≥m_steam,-,不满足,蒸汽流量校核,HG/T20514-2014,流量不足

66,调整伴热管数量,n_tracing_adjust,计算值,n_tracing_adjust=ceil(m_steam/G_steam),根,41,调整伴热管数量,HG/T20514-2014,调整数量

67,调整后总蒸汽流量,G_steam_total_adjust,计算值,G_steam_total_adjust=n_tracing_adjust×G_steam,kg/s,0.619,调整后总蒸汽流量,HG/T20514-2014,调整后流量

68,调整后蒸汽流量校核,Check_steam_adjust,判断值,G_steam_total_adjust≥m_steam,-,满足,调整后蒸汽流量校核,HG/T20514-2014,流量满足

,七、疏水阀选型计算,,,,,,,,

69,疏水阀类型,Trap_type,选用值,浮球式,-,浮球式,疏水阀类型,HG/T20514-2014,连续排水

70,疏水阀背压,P_back,设计值,P_back=0.1,MPa,0.1,疏水阀背压,工艺要求,回水压力

71,疏水阀压差,ΔP_trap,计算值,ΔP_trap=P_tracing-P_back,MPa,0.2,疏水阀压差,HG/T20514-2014,工作压力差

72,疏水阀安全系数,K_trap,设计值,K_trap=2.0,-,2.0,疏水阀安全系数,HG/T20514-2014,疏水阀选型

73,疏水阀设计排量,G_trap,计算值,G_trap=K_trap×m_steam_h,kg/h,4478.4,疏水阀设计排量,HG/T20514-2014,疏水阀容量

74,疏水阀规格,Trap_size,选用值,DN50,-,DN50,疏水阀规格,HG/T20514-2014,疏水阀规格

75,疏水阀排量系数,C_v,查表值,C_v=40,-,40,疏水阀排量系数,HG/T20514-2014,DN50浮球式

76,疏水阀实际排量,G_actual,计算值,G_actual=C_v×sqrt(ΔP_trap×1000),kg/h,5656.9,疏水阀实际排量,HG/T20514-2014,实际排量

77,疏水阀排量校核,Check_trap,判断值,