(完整版)管式加热炉的热量各参数的计算和确定(下)
(完整版)盘管加热计算
盘管内侧界膜导热系数 冷凝负荷 冷凝给热系数
管内污垢系数 管外污垢系数
盘管内侧界膜导热系数 普兰特准数 20℃尿素溶液密度 系数 假设壁温 85℃尿素溶液密度 格朗特常数
计算 壁温 计算与假设差异
管壁平均直径 管壁热阻
温度T 密度 汽化潜热
导热系数ki 动力粘度μi 流量
300 5.369
1/K
总传热系数
K
盘管加热面积
A
0.010803 92.57
(m2·h· ℃)/kcal kcal/(m2· h·℃)
17.04 m2
输入 输入 输入
输入 输入 输入 输入 输入 输入
查表SHJ10-90
查表
输入
室内和地沟 安装时风速 取0 α h=11.63+6.9 5×ω0.5
输入 输入 输入 输入 输入 查表 查表 查表
4.078904564
1131 kg/m3
0.47
0.25
85
℃
1090 kg/m3
0.000578687
607656512.1
104.87
631.84
kcal/(m·h ·℃)
123.30
kcal/(m2· h·℃)
21.65 ℃
292.5355065 %
84.94 0.00008
(m2·h· ℃)/kcal
℃ ℃ ℃ m
m/s
23.66775311 W/(m2·k)
0.046365 W/(m2·℃)
0.0496 W/(m2·℃)
无伴热 5.0644 (W/m) 393.8989077 W 0.094234188 kcal 339.2430784 kcal/hr
管式加热炉第二章
影响过剩空气系数的因素 燃料性质 燃烧器的性能 炉体密封性能 加热炉的测控水平 烟囱挡板
过剩空气系数的确定 自然通风式燃烧器 烧油α =1.30 烧气α=1.25 预混式气体燃烧器 α =1.20 强制通风式燃烧器 烧油 α=1.15～1.20 烧气α =1.10～1.15 由烟道气组成分析结果计算 燃料完全燃烧时： 燃料不完全燃烧时:
Q Q Q Q Q 2 3 L 1 1 Bl Q Bl Q
各种热量确定方法：
q Q
q Q
1 l
根据过剩空气系数和烟气出对流室的温度由图2-2查得； 、q
3 l
2 l
Q
在设计加热炉时可以不考虑这两部分损失。
qL Ql
一般变化不大，立式炉和圆筒炉约为0.02～0.05，其中 辐射室为0.01～0.03, 对流室为0.01～0.02。
燃料的组成 用元素组成表示
即油中所含各元素 的质量百分数 用各组分体积 百分数表示
发热值
低发热值 燃料完全燃烧， 其燃烧产物中的 水分仍以汽态存 在时所放出的热 量。
发热值 计算
燃料油发热值 1公斤燃料完全燃烧时所放出的热量，单位kJ/kg。 (1)根据燃料油元素组成（质量百分数）计算: 339. 1 1 2 4 5 7 6 1 C . 01 8H . O 8) 62(S h 高发热值： Q 339 1 . 0 1 3 4 0 1 7 . 0 C 0 8 0 . O 2 8 )5 H 6. 2 低发热值： Q l (2)根据燃料油的相对密度计算:
燃料用量
Q B Q lη
加热炉热负荷一定时，燃料的发热值越大，炉子 的热效率越高，越节省燃料用量。 对于固定的燃料，完成一定的热任务时，燃料用 量仅与加热炉的热效率有关。
(完整版)加热炉计算.doc
4.加热炉的计算管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。
在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。
预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。
主要的参数如下：原料：高辛烷值石脑油；20相对密度： d40.7351进料量： 62500 kg / h入炉温度：I =350o C；出炉温度： o =490o C；出炉压强： 15kg / cm2气化率：e=100%；过剩空气系：：辐射： 1.35对流段： 1.40燃料油组成：C 87%, H 11.5%, O 0.5%,W 1%加热炉基本参数的确定4.1 加热炉的总热负荷查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ -2-34 可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约 15.0 ㎏/㎝ 2 条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。
原料在入炉温度 350o C ，查热焓图得Ii232kJ / kcal原料的出炉温度为490oC，查热焓图得Iv 377 kcal / kg 。
将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]=[1 377 232] 62500 4.18437917500kJ / h4.2 燃料燃烧的计算燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。
在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。
(1)燃料的低发热值Q1=[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184=[81 87 + 246 11.5+ 26 (0-0.5) -6 1] 4.18441241.7 kJ / (kg 燃料)(2)燃烧所需的理论空气量2.67C 8H S OL023.22.67 87 8 11.5 0 0.523.213.96kg空气 /kg 燃料(3)热效率设离开对流室的烟气温度Ts比原料的入炉温度高100oC，则T s350 100450o C由下面的式子可以得到100 q,L q，I, q Lq L 0.05和Ts 查相关表，得烟气出对流室时取炉墙散热损失Q1 并根据q L 23%带走的热量Q1 ，所以 1 (5 23)% 72%(4)燃料的用量Q 379175001277kg / h B0.72 41241.7Q1 ;(5)火嘴数量假定火嘴的额定喷油能力比实际燃料大30%，选择标准火嘴的流量200kg/h，则需要火嘴的数量为1.3B 1.3 1277n8.3200200进行取整取n9(6)烟道气流量W g B(1.5L0 ) 1277 (1.5 1.413.96)26873kg / h4.3 加热炉相关参数计算(1)圆筒炉辐射室的热负荷根据工艺要求和经验，参照表4-1，选取四反加热炉为圆筒炉。
加热管热量计算公式
加热管热量计算公式在开始介绍加热管热量计算公式之前，我们先了解一下加热管的基本原理和结构。
加热管通常由加热元件、绝缘层和外壳组成。
加热元件可采用电阻丝或电热合金丝，通过通电产生热量。
绝缘层用于隔离加热元件和外壳，以防止热量散失和触电危险。
外壳则提供机械保护和散热功能。
要计算加热管的热量，需要考虑以下几个因素：加热元件的功率、使用时间、环境温度和加热管的散热损失。
根据热传导原理，热量的传递取决于温度差和传热系数。
下面我们来逐步介绍加热管热量计算公式。
我们需要确定加热元件的功率。
加热元件的功率通常在产品规格中标明，单位为瓦特（W）。
功率越大，加热管产生的热量就越多。
我们需要知道加热管的使用时间。
使用时间单位可以是小时（h）或分钟（min），根据具体情况选择合适的单位。
然后，我们需要考虑环境温度对热量传递的影响。
环境温度指的是加热管所处的环境的温度，单位通常为摄氏度（℃）。
环境温度越高，加热管散热损失就越大，产生的热量也就越少。
我们需要考虑加热管的散热损失。
加热管的散热损失包括对流散热和辐射散热两部分。
对流散热是指通过加热管表面与周围介质（如空气或液体）的热传递，其大小取决于对流传热系数和温度差。
辐射散热是指通过加热管表面的辐射热传递，其大小取决于辐射传热系数和温度差。
加热管的热量计算公式可以表示为：热量 = 功率× 使用时间 - 散热损失其中，热量的单位为焦耳（J）或千焦（kJ），功率的单位为瓦特（W），使用时间的单位为小时（h）或分钟（min）。
在实际应用中，根据加热管的具体参数和使用条件，我们可以通过测量加热管表面的温度和环境温度来计算散热损失，并代入上述公式中进行计算。
需要注意的是，加热管的热量计算公式是一个近似值，实际使用中可能会受到多种因素的影响，如材料的热导率、加热管的形状和尺寸等。
因此，在实际应用中，我们还需要根据具体情况进行修正和调整，以保证计算结果的准确性。
加热管的热量计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的影响。
(完整版)加热炉功率计算
加热功率计算公式Q总=（Q有效+Q热损失）xaQ有效:工件加热吸收的有效热Q热损失:包括炉墙、炉门、风扇等处热辐射损失a:系数，加热炉一般取1.2预氧化炉、回火炉一般取1.11.按实际产量计算:Q有效=Jm (kw)J: 金属的比能(kw/Kg)(查表AJW 奥地利经验值表格)m:每小时最大装炉量(kg)Q热损失=Q1+Q2+Q3+ Q4+Q5+Q6Q1=2kw x N1 (N1:炉门个数)Q2=1kw x N2 (N2:炉顶风扇个数)Q3=0.5kw x N3 (N3:电辐射管个数，燃气管散热损失取1kw)Q4=1.5kw x N4 (N4:横向推料装置)Q5=2kw (观察窗、热电偶、气氛消耗)Q6=Kxa (K:炉体表面积,a:炉墙外表面热损失炉外表温度65ºC时取0.5 kw /m²炉外表温度60ºC时取0.45 kw /m²炉外表温度55ºC时取0.4 kw /m²举例某预氧化炉，炉内4盘料，料盘600x600，每盘装料300kg，炉内温度450℃，要求炉外墙温度<60℃，炉体尺寸：3200x1800x1700 则炉体表面积30m²周期时间为15分钟则每小时装料1200kg加热采用9支辐射管1.计算Q有效查表AJW,450 ℃比能J=0.07kw/kgQ有效=Jm=0.07x1200=84 kw2.计算Q热损失Q1=2kw x 2=4kw (N1:炉门个数)Q2=1kw x 1=2kw (N2:炉顶风扇个数)Q3=0.5kw x9 =4.5kw (N3:电辐射管个数)Q5=2kw (观察窗、热电偶、后限位)Q6=Kxa=0.45x30=13.5kw(K:炉体表面积30m², a:炉外表60ºC时取0.45 kw /m²)Q热损失=Q1+Q2+Q3+Q5+Q6= 26kw3. Q总=（Q有效+Q热损失）xa=(84+26)x1.1=121kw。
管式加热炉教材
钉头管与翅片管
• 增加炉管受热面， 提高通过炉管的流 速，达到增加外膜 传热系数的目的； • 钉头管用于烧燃料 油或燃料气加热炉， 翅片管用于烧气体 燃料加热炉和热管 空气预热器；
燃 烧
燃料油的燃烧
• 燃料油必须在汽化状 态燃烧，是蒸发、扩 散、燃烧三过程； • 油蒸汽与空气的扩散 速度远远低于燃烧速 度；增加燃料油总面 积可以提高燃烧速度， 一公斤燃料油，雾化 成30μｍ油滴，表面 积增加4140倍；
• 炼油厂常见炉型， • 体积小，省合金吊挂 炉管纵向加热不均匀，
无焰燃烧炉
• 制氢转化炉 • 体积小，辐射热强度 大、均匀；可分区调 节； 造价高，只能用 气体；
阶梯炉
• 制氢转化炉 • 体积小，辐射热强度 大、均匀；可分区调 节；可烧轻质燃料油, 造价高，受热均匀形 不如无焰炉;
螺旋管式圆筒炉
声波吹灰器
• 产生次声波、低频或高频声波，牵动烟气中灰粒同步 震荡，并周期性改变积灰纵向压力梯度，使微小灰粒 难以靠近受热面和沉降在受热面上并可能使积灰层破 坏剥离受热面。 • 全炉各种受热面上的松散浮灰。声波发生器周期间歇 运行，各种炉型都适用，占地面积小,充满度比较好， 可多次折射反射，可形成驻波。 • 吹灰时间长，能耗高，转动件磨损快维护量大。声波 的声压级低，吹灰力度小，吹灰速度慢，效率低，对 吹除表面浮灰或抑制积灰增长仅有一定作用，噪声污 染严重。 • 投资比：１．２－１．５
炉管周向最高热强度与平均热强度的比值
双排管单辐射，单反 射，三角形排列
双排管双面辐射 排心距2D
单排管单辐射单反射 单排管双面辐射
对流传热
• 辐射室的对流传热 • 对流室的对流传热 烟气温度，炉管温度，烟气流速、管内流 速、热阻、烟气压降是主要影响参数；
管式加热炉的热量各参数的计算和确定
管式加热炉的热量各参数的计算和确定在前面我们已经介绍了管式加热炉的一些基本概念和热量参数的计算与确定，包括燃气燃烧热效率、传导传热系数和辐射传热系数的计算方法。
接下来继续介绍其他热量参数的计算与确定。
首先是管式加热炉的热损失。
热损失指的是炉壁和烟道中的热量损失，它们会导致加热炉的热效率下降。
炉壁的热损失可以通过炉壁的传导传热计算得到，公式如下：炉壁热损失=(T_f-T_a)/R_w其中，T_f为炉内壁温度（K），T_a为炉外壁温度（K），R_w为炉壁导热系数（W/m^2K）。
烟道的热损失可以通过烟道的散热公式计算得到，公式如下：烟道热损失=Q_g*C_g*(T_g-T_a)其中，Q_g为燃气流量（kg/s），C_g为燃气的比热容（J/kgK），T_g为燃气出口温度（K），T_a为大气温度（K）。
其次是管式加热炉的燃气进口温度。
燃气进口温度对加热炉的热效率影响较大。
一般来说，燃气进口温度越高，炉壁会受到更高的温度冲击，容易造成炉膛内部结构的破坏。
因此，燃气进口温度一般控制在一定范围。
最后是管式加热炉的炉膛温度。
炉膛温度对加热炉的生产效率和产品质量有很大影响。
一般来说，炉膛温度过低会导致加热不均匀，产品质量下降；而炉膛温度过高则会导致燃烧不完全，燃气的利用率降低。
炉膛温度的确定可以通过燃气进口温度、燃气流量和传热时间计算得到，公式如下：炉膛温度=[(Q_g*H_c*T_g)+(Q_p*H_p*T_p)]/(Q_g*H_c+Q_p*H_p)其中，Q_p为介质流量（kg/s），H_c为燃气的比热容（J/kgK），T_p为介质进口温度（K），H_p为介质的比热容（J/kgK）。
综上所述，管式加热炉的热量各参数的计算和确定需要考虑燃气燃烧热效率、传导传热系数、辐射传热系数、热损失、燃气进口温度和炉膛温度等因素。
通过对这些参数的计算和调整，可以提高加热炉的热效率和生产效率，同时保证产品质量。
发热管发热量计算公式
发热管发热量计算公式加热管作为电热元件，其功率的计算公式对我们来说是非常重要的。
下面为大家介绍一下加热管具体计算公式。
字母含义 P：电功率 U：电压 I：电流 W：电功 R：电阻 T：时间⑴加热管串联电路电流处处相等 I1=I2=I总电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2总电阻等于各电阻之和 R=R1+R2U1：U2=R1：R2总电功等于各电功之和 W=W1+W2W1：W2=R1：R2=U1：U2P1：P2=R1：R2=U1：U2总功率等于各功率之和 P=P1+P2⑵加热管并联电路总电流等于各处电流之和 I=I1+I2各处电压相等 U1=U1=U总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R=R1R2÷（R1+R2）总电功等于各电功之和 W=W1+W2I1：I2=R2：R1W1：W2=I1：I2=R2：R1P1：P2=R2：R1=I1：I2总功率等于各功率之和 P=P1+P2⑶同一用电器的电功率①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方2．有关电路的公式⑴电阻 R①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积） R=密度×（L÷S）②电阻等于电压除以电流 R=U÷I③电阻等于电压平方除以电功率 R=UU÷P⑵电功 W电功等于电流乘电压乘时间 W=UIT（普式公式）电功等于电功率乘以时间 W=PT电功等于电荷乘电压 W=QT电功等于电流平方乘电阻乘时间 W=I×IRT（纯电阻电路）电功等于电压平方除以电阻再乘以时间 W=U?U÷R×T（同上）⑶电功率 P①电功率等于电压乘以电流 P=UI②电功率等于电流平方乘以电阻 P=IIR（纯电阻电路）③电功率等于电压平方除以电阻 P=UU÷R(同上)④电功率等于电功除以时间 P＝W：T⑷电热 Q电热等于电流平方成电阻乘时间 Q=IIRt（普式公式）电热等于电流乘以电压乘时间 Q=UIT=W（纯电阻电路）。
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管式加热炉的热量各参数的计算和确定（下）
无锡凤谷工业炉
（3）损失热量
对于热效率η1和综合热效率η2，其损失热量也是不相同的。
热效率η1中的损失热量包括下列各项:①烟气带走的热量，它包括.烟气在排烟温度和基准温度下的热焓差、化学不完全燃烧造成的损失和机械不完全燃烧造成的损失;②烟气中雾化蒸汽带走的热量;③炉堵、烟风道及空气预热器等的散热损失。
按下式计算:
各参数按下列方法计算或确定。
烟气在排烟温度和基准温度下的热恰差与燃料低热值之比q1。
设计计算或按标准方法计算时，基准温度可取t b=15.6℃，q1值可从图2一13直接查得。
该图是以15.6℃为基准的。
为反算燃料量进行现场测算时，基准温度应取t b=环境温度。
这时q1值按下式计算:
q1tg和q1tb分别根据排烟温度t g和基准温度t b从图2一14中查取，该图是以-50℃为基
准的，所以对于高于-50℃的任何温度都适用。
应该指出的是，燃料相态不同(燃料油或燃料气)或组成不同时，其烟气的热焓值相差很大，但烟气热焓与燃料低热值之比q1却相差很少，在目前管式炉的排烟温度下(t g≤400℃)，最大差值不超过1%，一般不超过0.5%。
因此，无论炉子烧哪种燃料，均可使用图2一13、14来计算热效率。
但是，在辐射室热平衡计算时，由于烟气出辐射室的温度比较高，q1值的误差也就比较大(可能大于1%)，由此可能给烟气出辐射室的温度带来十几度的误差，这样大的误差对于一般工程设计计算还是允许的。
当然如需对辐射室的温度作精确计算时仍以
本章2.2.1节(对燃料油)或2.2.1节(对燃料气)所介绍的方法为好。
用图2一13、14求q1可以使整个计算大大简化。
化学不完全燃烧损失的热量与燃料低热值之比q2：
化学不完全燃烧摄失的热量，是由于烟气离开体系时含有可燃气体(co、H2H和CH4）造成的。
其值等于这些可燃气体的发热量之和。
于是:
机械不完全燃烧损失的热量与燃料低热值之比q3:
机械不完全燃烧损失的热量，是由于烟气离开体系时含有可燃固体(碳粒)造成的，所以也叫“碳不完全燃烧损失“，可用下式计算:
管式炉体系散热损失包括炉墙、烟风道和空气预热器等散失于大气中的热量。
它与许多因素有关，敷管率、炉墙结构、烟风道及空气预热器保温状况、大气温度、风力大小等都会影响散热损失。
设计计算时，可按表2-11数值选取q4。
例2-1
以下列已知条件为例，计算不同基准温度和体系划法的热效率η1、燃料量B和综合热率η2。
已知条件如下，简图见图2一15。
计算结果列于表2一12。
从该表可以看出以下JL点:
（1）体系范围划法不同，对相同工艺条件所得热效率值也不同，但燃料用量相等。
（2）热效率和综合热效率均随基准温度的升高而增加。
燃料用量则随基准温度的升高而降低。
换言之，同一台炉子，冬季的燃料用量比夏季的多，或北方的炉子比南方的燃料用量多。
（3）由于综合热效军η2全面反映体系所有能量的利用程度，而热效率η1只反映参与热交换过程的能量利用的程度，所以综合热效率η2的数值比热效率η1的值低。