加热炉计算资料ppt课件.ppt

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1、管式加热炉一、加热炉热负荷及热平衡计算二、炉内燃烧过程计算三、炉内辐射换热计算四、炉内对流传热计算五、阻力降计算六、氮氧化物的生成和控制一、加热炉热负荷及热平衡计算热负荷计算、热平衡计算、热效率计算（一）热负荷计算热负荷：加热炉单位时间炉管内介质吸收的热量称为有效热负荷，简称热负荷，单位为千卡/时或kw/h。总热负荷：原料和水蒸汽通过加热炉所吸收的热量以及其他热负荷如注水汽化热等称为总热负荷。加热炉的总热负荷可以根据各介质进出炉的热焓及汽化率来计算：式中Q——加热炉总热负荷，千卡／时；WF——油料流量，公斤／时；Ws——过热蒸汽量，公斤／时；e——原料气化率，％；IL——

2、加热炉炉出口温度下油料液相热焓，千卡／公斤；IV——加热炉炉出口温度下油料气相热焓，千卡／公斤；Ii——加热炉炉进口温度下油料液相热焓，千卡／公斤；Is1——过热蒸汽进口时热焓，千卡／公斤；Is2——过热蒸汽出口时热焓，千卡／公斤；Q′——其他热负荷，如注水汽化热等，千卡／时。加热炉的设计热负荷通常取计算热负荷的1.15~1.2倍。热负荷的影响因素：(1)原料油的性质、流量、进出口温差、生产要求的汽化率(如果原料油在炉管内有化学反应还应包括所需的反应热)；(2)水蒸汽流量、进出口温差和进炉前蒸汽含水量。原料油处理量越大，流量越大，进出口温差越大，炉子热负荷越大。汽化率是液

3、体原料油加热汽化的百分数，由生产工艺确定。汽化率越高，炉子热负荷越大。水蒸汽流量越高，进出口温差越大，炉子热负荷越大。蒸汽内含水量越多，过热蒸汽在炉内吸收较多的热量，炉子热负荷越大。装置炉型流量吨/时热负荷万千卡/时总计辐射室对流室延迟焦化方箱炉24401.4276125.4蒸馏双斜顶炉22518961405491催化裂化立式炉77.6926------铂重整立式炉119.511142842300铂重整圆筒炉12.82133------延迟焦化无焰炉611240678562表8—1某些管式炉热负荷示例（二）热平衡计算1热平衡通式对于连续生产的管式炉，根据能量守恒定律，输入

4、能量应等于输出能量，即有下列关系式：式中：Qgg——供给能量，Qyx——有效能量，Qss——损失能量，kcal／h．2热平衡体系的划分为进行热平衡计算而划分的范围，叫做热平衡体系。体系划分的范围不同，热平衡计算所包括的项目也不同，计算所得的热效率也不相同。体系范围的划定取决于评价对象、测试目的和要求。划分体系范围时，应该考虑整个体系的收入和支出项目尽可能的少，同时所有项目的测量是简单可行的。根据这些原则，常见的管式炉及其余热回收系统的体系划分如图8.1—8.3所示。图8.1仅加热工艺介质图8.2烟气预热燃烧空气图8.3闭路循环热载体预热燃烧空气式中：B——燃料用量；QD—

5、—燃料低热值和显热及雾化蒸汽显热之和，kcal/kg燃料；Qk——空气带入体系的显热，lcal/kg燃料；Q2-Q1——有效热量，即热负荷kcal/h；q1-3——排烟损失与燃料低热值之比；q4——散热量与供给热量之比；Qz——排烟中蒸汽带走的热量，kcal/kg燃料。3热平衡的基准温度在进行热平衡计算时，涉及到计算的起始温度，即基准温度。世界各国采用的热平衡基准温度不尽相同，如0℃、15.6℃(60°F)、20℃、25℃、大气温度等。其中采用15.6℃的较多。我国国家标准《热设备能量平衡通则》(GB2587—81)规定：“原则上以环境温度(如外界空气温度)为基准。若采用

6、其它温度基准时应予以说明。”对于同一体系，在其他条件和参数完全相同的情况下，基准温度不同，计算出的热效率值就不相同，按此求得的燃料用量当然也不同。所以对基准温度有必要作出统一的规定。以环境温度作为基准温度较符合实际，适用于对运转中的管式炉进行实际考核。但是，环境温度是一个变量，用于设计炉子或对全国各地同类炉子进行热效率比较时，又会产生困难。在这种情况下还是以某一固定的温度(如15.6℃或0℃)为基准温度较为方便。（三）热效率1、热效率：热效率表示管式炉体系中参与热交换过程的热能的利用程度。它的供给能量中一般只包括燃料低热值和燃料、空气及雾化蒸汽带入的显热。损失能量包括排烟

7、带走的热量和散失的热量。它便于计算燃料耗量，是衡量管式炉燃料利用情况的一项重要指标。从这个意义上说，它也可以叫做“燃料效率”，用表示。2、综合热效率：国家标准GB2588-81中定义的热效率，在供给能量中还包括了外界供给体系的电和功（如鼓风机、引风机和吹灰器电耗，吹灰器蒸汽消耗等）。这些电和功一般不转化为有效能，几乎全部变为由于摩擦引起的能量损失。因此在供给能量中加上表示电和功的项N，在损失能量中也增加一项数值与N相等的损失能量，以N’表示。这样定义的热效率，称为综合热效率，是一项综合性的技术经济指标，用表示。3、热效率计算式