横管初冷器计算书
1.
原始资料
1.1 煤气处理量:35000m3/h 1.2 两段冷却,带断液盘,
上段:循环水段,煤气82℃→40℃,循环水32℃→45℃ 下段:低温水段,煤气40℃→21℃,低温水16℃→23℃
1.3 进口煤气总焓556kcal/Nm3
1.4 当地大气压力89.7kPa(9142mmH2O),煤气露点80℃(按当地大气压力计算) 2. 横管初冷器的计算 2.1 煤气在各温度下的总焓及水汽量 温度t℃ 83 82 80 78.5 77 38 26 水蒸汽分压mmH2O 5445 5233 4828 4542 4269 673 342 水蒸汽含量g/m3 905.6 832.8 712.5 637.5 571.3 56.43 27.65 干煤气热焓kcal/m3 29.88 29.52 28.8 28.26 27.72 13.68 9.36 水蒸汽热焓kcal/Kg 632.5 632.1 631.3 630.7 630.1 613.9 608.6 水蒸汽密度Kg/m3 0.3284 0.3164 0.2933 0.2771 0.2615 0.04623 0.02437 煤气总焓kcal/m3 602.68 556.02 478.5 430.36 387.62 48.28 24.77 2.2 热量平衡
2.2.1 上段(按露点80℃核算),设煤气出口温度82℃ ? 输入热量
a) 煤气带入热量Q1=35000X556.02=19460700kcal/h b) 热水带入热量Q2=925X1000X32=55500000kcal/h Q入= Q1+Q2 =91641300kcal/h
? 输出热量
c) 煤气带出热量Q3=65000X387.62=25195300kcal/h d) 热水带出热量Q4=925X1000X70=64750000kcal/h e) 冷凝液带出热量Q6
上段的冷凝液量为65000X(832.8-571.3)/1000=16997.5Kg/h(22693.5Kg/h),温度75℃ Q5=16997.5X75=1274812.5kcal/h(1702012.5kcal/h) Q出= Q4+Q5+Q3=91220112.5 kcal/h(91647312.5kcal/h) 误差:(91641300-91220112.5)/91220112.5=0.46%(0.007%)
2.2.2 上段(按露点80℃核算),设煤气出口温度78.5℃,煤气进口总热焓按602kcal/Nm3 ? 输入热量
a) 煤气带入热量Q1=65000X602=39130000kcal/h b) 热水带入热量Q2=925X1000X60=55500000kcal/h
c) 煤气中水蒸汽含量为65000X(18/22.4)X4828/(9143-100-4828)=59828Kg/h Q入= Q1+Q2 =94630000kcal/h
? 输出热量
d) 煤气带出热量Q3=65000X430.36=27973400kcal/h e) 热水带出热量Q4=925X1000X70=64750000kcal/h f) 冷凝液带出热量Q6
上段的冷凝液量为59828-65000X637.5/1000=18390.5Kg/h,温度76.5℃ Q5=18390.5X76.5=1406873kcal/h Q出= Q4+Q5+Q3=94130273 kcal/h 误差:(94630000-94130273)/94130273=0.53%
? 温差△t=(17-10)/ln(17/10)=13.19℃(14.355℃)[13.817] 80(82)→77[78.5]
传热系数K=350 kcal/m2.h 70 ←60
10(12) 17[18.5]
? 面积=925X1000X10/(350X13.19)=2004m2(1841 m2)[1913m2]
2.2.3 中段 ? 输入热量
a) 煤气带入热量Q1=27973400kcal/h b) 循环水带入热量Q2=28G1kcal/h
c) 喷洒液带入热量,因喷洒液进出口温度接近,其热量忽略不计(按石家庄消化报告) d) 冷凝液带入热量Q3=1406873kcal/h Q入=Q1+Q2+Q3=29380273+28G1 kcal/h
? 输出热量
e) 煤气带出热量Q3=65000X48.28=3138200kcal/h f) 循环水带出热量Q4=45G1kcal/h g) 冷凝液带出热量Q5
上段的冷凝液量为18390.5Kg/h 中段的冷凝液量为65000X(637.5-56.43)/1000=37769.55Kg/h 温度36℃
Q5=(18390.5+37769.55)X36=2021762kcal/h Q出= Q3+Q4+Q5=5159962+45G1 kcal/h{12373821+45G1 kcal/h} Q入=Q出
29380273+28G1 =5159962+45G1
? 循环水量G1=1424724 Kg/h≈1425m3/h
?
温差△t=(33.5-10)/ln(33.5/10)=19.438℃ 传热系数K=200 kcal/m2.h[210 kcal/m2.h]
78.5→38 45.0←28 33.5 10
? 面积=1424724X17/(200X19.438)=6230m2 [5934m2]
2.2.4 下段 ? 输入热量
a) 煤气带入热量Q1=3138200kcal/h b) 低温水带入热量Q2=16G2kcal/h
c) 喷洒液带入热量(31.78℃)Q3=65X1000X31.78=2065700kcal/h Q入=Q1+Q2+Q3=5203900+16G2kcal/h
? 输出热量
d) 煤气带出热量Q4=65000X26.14=1699100kcal/h e) 低温水带出热量Q5=23G2kcal/h f) 冷凝液及喷洒液带出热量Q6
下段的冷凝液量为65000X(56.43-27.65)/1000=1870.7Kg/h,温度24℃ Q6=(1870.7+65000)X24=1604897kcal/h Q出= Q4+Q5+Q6=3303997+23G2kcal/h Q入=Q出
5203900+16G2=3303997+23G2
? 低温水量G2=271415Kg/h≈271m3/h ? 温差△t=(15-10)/ln(15/10)=12.33℃ 38→26
传热系数K=70 kcal/m2.h 23←16
15 10
? 面积=271415X7/(70X12.33)=2201m2 ? 所需总面积:1913+6230+2201=10344m2 ,共三台,每台5200 m2 2.3 冷凝液槽:
初冷器来的冷凝液:1870.7Kg/h;56.6293Kg/h
去初冷器的喷洒液:上下段65000X1/1000=65 m3(65 t/h),其中焦油65X0.5=32.5 t/h 对入焦油量(石家庄为补充含水焦油占喷洒量5%)65X10%=6.5m2(6.5 t/h) 66.8707X24+56.6293X36+6.5X75=130t t=31.78℃
初冷器自流去机械化氨水澄清槽的冷凝液:64.5407t/h
2.4 ? ? 上段(按露点80℃核算)采用循环水冷却 所用循环水量G循上=925X10/17≈544m3/h 温差△t=(50.5-35)/ln(50.5/35)=42.277℃ 传热系数K=350 kcal/m2.h[250 kcal/m2.h]
80→78.5 45←28 35 50.5
? 面积=544X1000X17/(350X42.77)=618m2 [865m2] 2.5 按两段计算 2.5.1 循环水段 ? 输入热量
a) 煤气带入热量Q1=65000X602=39130000kcal/h b) 循环水带入热量Q2=28G1kcal/h
c) 喷洒液带入热量,因喷洒液进出口温度接近,其热量忽略不计(按石家庄消化报告) Q入=Q1+Q2=39130000+28G1 kcal/h
? 输出热量
d) 煤气带出热量Q3=65000X48.28=3138200kcal/h e) 循环水带出热量Q4=45G1kcal/h f) 冷凝液带出热量Q5 温度36℃
Q5=(18390.5+37769.55)X36=2021762kcal/h Q出= Q3+Q4+Q5=5159962+45G1 kcal/h Q入=Q出
39130000+28G1 =5159962+45G1
? ?
循环水量G1=1998238 Kg/h≈1998m/h 温差△t=(35-10)/ln(35/10)=19.956℃ 传热系数K=200 kcal/m2.h[250 kcal/m2.h]{ 220 kcal/m2.h }
3
80→38 45←28 35 10
? 2.5.2 2.5.3
面积=1998238X17/(200X19.956)=8511m2[6809 m2]{ 7737 m2} 低温水段:同上
所需总面积:8511+2201=10712m2 ,共三台,每台5000 m2
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