废热锅炉热力计算

项目名称xx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V73801Nm3/h废热锅炉热损失f0.05废热锅炉设计负荷fh12入口温度下的气体的热力参数入口温度Ti1000℃入口压力Pi17.5bar比焓Hi1.65544E+8kj/h比热Cpi2.186kj/Nm3℃导热系数λi0.269w/m℃密度ρi2.154kg/m3黏度μi4.41E-5Pa*s3出口温度下的气体的热力参数出口温度To400℃出口压力Po17.2bar比焓Ho0.918E+8kj/h比热Cpo1.941kj/Nm3℃导热系数λo0.146w/m℃密度ρo4.008kg/m3黏度μo2.55E-5Pa*s4污垢系数及换热管导热系数换热管的导热系数λ141.45w/m℃管程气体污垢系数Ei0.0003m2℃/w壳程水汽污垢系数Eo0.00045换热管数据换热管数量n370根换热管长度L3.5m换热管外径Do0.038m换热管壁厚δ0.0045m管口保护套管的厚度δb0.002m套管与换热管间陶纤厚度δt0.002m保护套管的长度Lb0.6m6锅炉给水及饱和参数锅炉给水压力Ps40bar锅炉给水温度Ts132℃给水温度下的焓Hs558.24kj/kg产汽压力Pq40bar饱和温度Tb251.85℃饱和水的焓HL1087.43kj/kg饱和水蒸气的焓Hg2800.9kj/kg排污率w0.03二、热力计算1管程气体的总放热量Qz=Hi-Ho73744000kj/h有效放热量Q=Qz*(1-f)70056800kj/h2换热管内径Di=Do-2δ0.029m换热管中径Dm=Do-δ0.0335m管口内径Dc=Do-2δ-δb-δt0.021m换热管流通面积Aj=3.14*D^2*n/40.244392342m2管口流通面积Ajc=3.14*D^2*n/40.12808845m2换热面积A=3.14*Do*L*n154.5977718m23工艺气体的平均温度T=(Ti+To)/2700℃工艺气体的平均压力P=(Pi+Po)/217.35bar管程气体的平均比热Cp=(Cpi+Cpo)/22.0635kj/Nm3℃管程气体的平均黏度μ=（μi+μo）/23.48E-5Pa*s管程气体的平均密度ρ=（ρi+ρo）/23.081kg/m3管程气体的导热系数λ=（λi+λo）/20.2075w/m℃4套管入口气体流速uc=V*(Ti+273.16)Ac*Pi*3600*273.1642.62629717m/s换热管入口流速ui=V*(Ti+273.16)Ah*Pi*3600*273.1622.34086503m/s管内气体的平均流速u=V*(T+273.16)Ah*P*3600*273.1617.22423009m/s换热管出口流速uo=V*(To+273.16)Ah*Po*3600*273.1612.01835153m/s5管内气体的普郎特数pr=Cp*μ*1000/λ0.346071325管内气体雷诺数Re=ρuDi/μ44223.210776管内平均对流给热系数αi=0.023*E*Re^0.8*Pr^0.4560.4468109w/m℃Diαo=3*(Q/A)^0.7*Ph^0.1549248.91599w/m℃7总传热系数y1=1/αi0.001784291y2=Ei0.0003y3=Eo*Di/Do0.000305263y4=Di/(αo*Do)1.54959E-05y5=δ*Di/(λ1*Dm)9.39812E-05K=1/(y1+y2+y3+y4+y5)400.1551045w/m℃8平均对数温差z1=(Ti-Tb)/(To-Tb)5.049949376△tm=ti-to/lnz1370.5125789℃9传热热量Qq=3.6*K*A*△tm82515787.59kj/h10换热余量η=（Qq-Q）/Q0.17784123111产汽量x1=Hg-Hs2242.66x2=Hl-Hs529.19D=Q/(x1+w*x2)31018.68171kg三阻力计算1换热管沿程阻力系数ξ1=0.3164/Re^0.250.0218185管口部分沿程阻力系数ξ2=0.3164/(ρi*uc*dc/ui)^0.250.38909932换热管内沿程阻力降套管沿程阻力降λ0.026△pf1=λ*Lb*ρi*uc^22*Dc1453.7048其余沿程阻力降△pf2=λ*(L-Lb)*ρi*u^22*Di830.74682换热管沿程总阻力降△pf=△pf1+△pf22284.45163换热管内局部阻力降进口管箱局部阻力系数ξ11.5换热管入口阻力系数ξ21保护套管突然缩小ξ50.22阻力系数△pj1=（ξ1+ξ2+ξ3）uc^2*ρi入口局部阻力25322.796换热管出口阻力系数ξ31出口管箱阻力系数ξ41.5出口局部阻力△pj2=（ξ1+ξ2）uc^2*ρi2723.648284总局部阻力△pj=△pj1+△pj26046.44435废锅气侧总阻力降△p=△pf+△pj8330.8959四壁温计算1管外水垢层温度Tc=Tb+Q/3.6Aαo254.405922换热管外壁温Tw=Tc+Q/3.6A*Eo304.756513换热管内壁温x1=Q3.6*3.14*Di*l*n165025.24x2=1/3.14λ10.0076833x3=ln(Do/Di)0.2702903Tn=Tw+x1*x2*x3647.466464换热管的平均温度Tm=(Tw+Tn)/2476.11148#REF!H2#REF!CO#REF!CO2#REF!CH4#REF!AR#REF!N2#REF!H2O7papapapapapa℃℃℃℃