加热炉热力计算软件
用Excel实现锅炉热力计算
用Excel实现锅炉热力计算第33卷第8期2002年8月锅炉技术BOILERTECHNOLOGYVOl33.NO8Aug.,2002文章编号:CN31—1508(2002)08—0018—05用Excel实现锅炉热力计算裘浔隽,周克毅,林中达(东南大学热能工程系,江苏南京210096)关键词:锅炉;热力计算;校核计算;Excel摘要:利用Excel进行锅炉热力计算具有和其它高级语言编制程序不同的优点,介绍了用Excel进行热力计算的优点和方法.中图分类号:TK222文献标识码:B0前言锅炉的热力和校核计算是锅炉设计和改造的依据,用各种语言编制的锅炉热力计算程序很多,Excel进行锅炉计算是一种新的尝试.Excel电子表格常被认为只适于经济管理类使用,其实它内置的强大功能使Excel可以适用于各种静态工程计算,既可以实现一般的数值计算,又可以利用VBA或宏语言进行函数编制,实现复杂的函数计算.1锅炉各种计算方法的比较锅炉热力计算可以大致分为手算和计算机电算两种.手算法一般采用列表法计算,计算步骤,使用的公式和计算结果都清楚的列出,但由于计算公式复杂,使用的参数多,计算时容易出错,需要多次迭代计算;并且反复查各种图表,花费时间多,容易引入误差;计算速度慢,计算精度低,在小型锅炉设计和改造时还常常使用.计算机电算通常采用各种高级语言编程,输入参数后就可以很快完成计算,自动化程度高,不需要人手工查图表,误差小,速度快.但往往由于计算机输入,输出界面简单,输出参数较固定,各相关参数间的关系难以表现,难以满足锅炉改造计算的需求,更不能满足分析使用.虽然程序自动化程度高,但往往只针对某一种锅炉结构,使用面窄,应用不普及,计算前需要对程序做一定的修改,一般从事锅炉计算的专业人员才能熟练使用,对于电厂一般工作人员及课程设计的学生,无法短期内实现修改使用.而且,程序的修改,维护和进一步开发困难,需要程序员同时熟悉锅炉计算的过程和具有较高的编程技术.使用Excel进行锅炉计算,算法界于手算和电算之间,同时具有手算的结构清晰,易于修改和电算的方便快捷的特点.它可以使计算机承担烦琐复杂的计算,又可以手工选择迭代参数,既可以充分发挥经验的作用,又可以避免手工计算时烦琐的反复迭代计算和查表过程,而且程序简单易操作.2锅炉热力计算和Excel的特点实际计算中,锅炉热力计算的特点是结构收稿El期:200l—O4—2l作者简介:裘浔隽(1977一),女,1998年东南大学本科毕业,现在东南大学攻读热能工程专业博士研究生,主要研究方向为热力系统的建模,仿真和控制.第8期裘浔隽,等:用Excel实现锅炉热力计算?分块多,相互联系的待修正的参数很多,同一类结构部件计算步骤固定,而各结构部件间数据联系少,不同结构部件的算法不同,条件选择少,但经验参数,图表多,每个结构部件中都需要反复迭代.一个好的锅炉计算程序应同时满足使用人员简单易用和维护人员的易懂易修改的条件,并且具有较好的适应性.随着计算机的普及和Office软件的广泛使用,大多数人都很容易掌握Excel的操作.用Excel进行热力计算,可以充分发挥Excel的简单,灵活的制表功能;清楚,明了的操作过程及科学和工程计算功能的优点.对于使用人员而言,不要求掌握编程知识,只需了解计算机Windows操作系统和Office软件的基本操作;对于编程和维护人员而言,程序可见性好,编制,维护和改进都很容易实现.编程人员只需了解Excel操作的实现和一些Basic的基本知识,能建立专用函数库,就可以完成锅炉热力计算程序的编制,寻找程序中的错误也很容易,某结构内的计算改动对其余模块及整体计算没有影响;维护人员只需基本的Excel常识就足够了.3用Excel实现锅炉热力计算程序的结构随着锅炉机组使用年限的增加,旧机组一般面临着部分结构部件的改造和更新,运行过程中煤种的改变,运行工况变化等原因,机组也需重新进行热力计算.用Excel进行锅炉热力计算的方式很多,这里结合本人利用Excel计算过程对坨城电厂220t/h锅炉改造中热力校核计算的经验进行讨论.3.1总体结构一个Excel程序称为一个工作簿,一个工作簿可以包括多个Excel计算表.在220t/h无再热锅炉校核计算中,和手工计算时的任务计算书相同,共有热平衡,炉膛,屏式过热器,凝渣管,高温过热器,低温过热器,省煤器和空气预热器8张计算表.每个计算表独立计算1个部件,各个计算表相互有数据关联.例如,屏式过热器的出1=1烟温是凝渣管的进1=1烟温,屏式过热器的出1=1蒸汽温度喷水减温后是高温过热器的进1=1蒸汽温度,但计算步骤相互独立,一个部件计算方法的修改不影响其它部件的计算.锅炉计算中预先设定的参数很多,可以分为结构参数(如:管径,管长,烟气通道面积等),设计参数(如:蒸发量,给水温度,过热蒸汽温度等)和一些经验数据(如:计算炉膛出口温度时的水冷壁污染系数).为了简化程序使用人员的工作,避免结构数据和设计参数的漏输,可以建立一张表(命名为参数设置表),将这些参数依次列在表中,计算过程中使用到这些参数时引用数设置表中参数.这样可以减少输入参数的时间,提高输入的准确程度,而且容易修改参数的值(如表1).表1参数设置表(部分表格)序号项目名称参数数据单位l锅炉蒸发量Dl220t/h2给水温度t220℃3给水压力户口l1.7MPa4过热蒸汽温度tl540℃5过热蒸汽压力pl9.8MPa6周围环境温度tn【20℃7锅炉排污0t/h8燃料成分9Cy4O.13l0Sy0.4llNy0.7Excel没有实现真正的迭代计算,它只是完成每张计算表内的逐行计算,每张表的计算中都有先假设后校核的参数,计算的精度仍由人控制.如在屏的计算中,蒸汽的人口温度和出口温度都是先假设的,进口蒸汽温度由计算低温过热器出口蒸汽温度经喷水减温后再校正;出口蒸汽温度是根据屏吸热量和放热量相等锅炉技术第33卷(或满足计算精度)的原则来手动校正的.在校正各参数时,为满足锅炉参数的整体平衡,需要查阅各部件的许多参数,故在参数设置表下方可新建一张表格(如表2),存放需要校正的参数(有底色)及校正时的参考参数(无底色),如受热面的吸热量,放热量及误差.计算时需用到假设值时,引用此处的数据,并且将计算得出的校正参考参数也返回到此表格中.这样只需在一张表格内根据校正参数就可以不断手工调整假设参数,实现人工调整迭代计算.表2迭代参数设置表(部分表格)假设值汇总炉膛出口烟温一级减温水量一奶浪7I(量假设值l075230l590计算量对流吸热量l076.736078误差I待校参数屏区附加受热面对流吸热j.I烟气出屏温度屏区炉顶蒸汽焓增量屏对流传热量对流传热I卜,▲146l0.58l0.883986—138.6367541(假设值)l0.26921395796.07893l95.0433l0822.1979624ll1.82579l897凝渣管区的数据1I凝渣管对流吸热量出口处烟气温度顶棚管对流传热量诶差l46.1090654礴42l36.135055l41.7257950l6.8264144120.652869022出冷段蒸汽温度热段对流吸热量冷段对流传热量转向室及过热器619.6046232739.2l08l47i≯尊$骥再计算完成后,需要输出许多数据,为了便于列出输出数据,建立一张计算汇总表(如表3),将常用的计算结果列在其中,如各受热面的进出口烟气和工质温度等.计算汇总表的内容可以根据需要不断调整,可以将一些特殊的参数,如220t/h无再热锅炉校核计算中需输出修改了的省煤器受热面的面积,也可以列在计算汇总表中.表3锅炉计算汇总表(部分表格)炉膛屏吊管Ⅳ级过热器III级过热器受热面面积726.25307.1227.5768832434l出口过量空气系数L21.2L21.2251.225进口烟温1846.5141076.736976956956出口烟温1076.736976956797.O8828797.o98828介质进口温度385.9462317.6287500447介质出口温度447317.6287540500烟气平均流速5.1348676.4719271O.216814910.2168149介质平均流速16.5916115.825895415.8258954温差606.3015648.3713349.919293393.588025传热系数47.683.69217O.669033360.6690333对流传热量7740.415796.0789643.8988625.743331740.763521 区域总对流传热量934.7157188.1O91第8期裘浔隽,等:用Excel卖现锅炉热力计算2建立参数设置表和计算汇总表后,计算过程和各计算表格无关.为了防止操作人员对计算表的误改动,可以为各计算表设立修改权限密码,使计算表是可读的,但无法修改计算步骤,甚至可以将计算表格隐藏起来.为了实现对锅炉不同型号部件的计算,可以建立一个模板工作簿,里面存放各种不同锅炉部件的算法.当对特定锅炉进行计算时,新建一个工作簿,将所需的计算表拷入其中,再进行数据连接.3.2计算表的实现手工计算每个锅炉部件时,一般采用列表计算,分别列出名称,符号,单位,计算公式或数据来源和数值5列,每行对一个参数进行计算.Excel计算表和手算的列表采用相同的格式,使从事手工计算的人对其形式十分熟悉,添加这些列也使程序容易理解和修改.符号栏使公式中的符号和数值名称相对应.表4高温过热器热力计算表(部分).公式编辑器.乘积rr.6.161548飞灰减弱系数559oo/aN?幽1392.13638乘积rhr+七hh5.1O552辐射减弱系数?11.26707乘积kpsO.81496烟气黑度口’KPS)O.65978烟气侧辐射放热系数口fJ/mLh.℃鼬l/重油,气体燃料38.25794 修正系数A选择见批注A=o,3烟气侧辐射放热系数口fJ/m2.h.℃[1+1ooo)._(Lk烟煤,无烟煤A=0.465.03912烟气侧放热系数口lJ/mLh.℃(a6七d.x{{=褐煤,页岩1O6.7579 传热系数J/mLh.℃口1a2/(al4-d:A=o.560,669O3冷段吸热kJ/kg(D-Djw2)偈×rf0807.8008Excel带计算功能,可以通过公式编辑器进行各种简单的四则计算(见表3).鼠标点中“乘积”行的F项,公式编辑器中显示出此格的计算过程”F66*F15”,即F列66行与F列15行的乘积.一些较长的公式在公式栏表示冗长,可以在批注中表示,当鼠标移向含批注的格子时,批注的内容会显示出来,如表3中”修正系数”行的选择.由于需反复计算,而不是一次通过的,参加计算的是数值所处的位置值(如F66,F15等),而不是数据的具体数值.对于复杂的计算和线算图,可以由公式编辑器调用内置的库函数,也可利用Excel的VB编辑器易添加程序中所需的专业函数,例如,烟气焓的计算,蒸汽的热力性质参数,换热系数等.函数中如将调用数值输入其位置,可以用鼠标点击数值所处的位置,或输入数据的位置,数据可以合表引用.当某个数据改变时,所有计算表将由Excel的数据刷新功能自动重新计算.当建立模板计算表时,为了方便的实现数据链接,可以将所有的链接数据,例如,各受热面的烟气和蒸汽(水)的进出口温度和结构参数,集中放在表的顶部,计算时从表的顶部读取数据,不允许隔表引用数据.利用Excel的其它功能可以增加界面的可见性,比如,添加结构图,从结构图上标明尺寸;将一些需手工调整的参数上添加底色等.4结论用Excel实现锅炉的热力和校核计算,可以大大减少人工计算的工作量,提高计算速度.22锅炉技术第33卷对于需要经常进行这种重复性计算的情况而言,可以减少人员,提高工作效率.用Excel进行锅炉计算的最大的优点是界面熟悉,操作简单,对使用人员和维护人员的计算机水平要求低,容易适应锅炉的各种结构,适用于科研机构,工厂和高校.它可以为工厂提供锅炉技术改造的依据,帮助技术人员对运行参数进行分析和指导学校中锅炉课程设计.在坨城电厂220t/h再热机组的改造热力校核计算中,使用Excel编制程序进行校核计算,效果较好.参考文献:[1]赵翔,任有中.锅炉课程设计[M]北京:水利电力出版社.1991.[2]王世忠.Exce1997中文版入门与提高[M]北京:人民邮电出版社BoilerThermalCalculationbyExcelQIUXun—Jun,ZHOUKe—yi,LINGZhong—daKeywords:boiler;thermalcalculation;checkingcalculation;ExcelAbstract:AccordingtotheadvantageofboilerthermalcalculationusingExcelwhichisdif—ferentformotheradvancedlanguages,thispaperintroducesthemethodandmeritusingEx—celinthermalcalculation.Thesampleisthermalcheckingcalculationof220t/hboilerre—buildinginChaChenpowerstation(上接第17页)Q——活荷载组合系数,取=0.4;E——地震作用标准值;w——风荷载标准值;w——在有地震作用时,风荷载的组合系数,一般取=0,对于高度大于80m的塔式构架和高,宽比大于等于5的构架,取w=0.2.在一般情况下,风荷载效应不必和地震作用效应组合.即在考虑风荷载时,就不考虑地震荷载,风荷载按恒荷载对待;考虑地震荷载时,就不考虑风荷载,地震荷载与恒荷载和普通活荷载组合.参考文献:[1]冯俊凯,沈幼庭.锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社1992.ConceptofBoilerTrussStaticCalculationandLoad(Acting)EffectDONGYu—min,CHENJia—gong,XIEHuiKeywords.structure;staticcalculation;conceptAbstract:Inthispaper,conceptofboilerstructurestaticcalculationisexplained。
热力学软件简介
u
u
电位-pH图计算模块（EpH Module）
平衡反应计算模块（Equilib Module）
u
u
相图计算模块（Phase Diagram Module）
数据库优化模块（OptiSage Module）
3、 结果及相关处理模块：
•
u 结果处理模块（Results Module）
u 混合反应物编辑模块（Mixture Module）
Thermo-Calc 数据库 •Thermo-Calc 可提供以下应用领域的数据库： 钢铁与铁合金 Ni 基超合金 Al/Ti/Mg 合金 非常好的软件， 气体、纯无机 / 有机物、普通合金 但是界面不太 友好 炉渣、液态金属、熔盐 陶瓷、硬质材料 半导体、合金焊料 材料加工，过程冶金与环境相关 水溶液、材料腐蚀和湿法冶金体系 矿石、地球化学与环境 核材料、核燃料与核废物
软件模块：
• 1、 数据库处理：
u 数据库查看模块（View Data Module） u 化合物模块（Compound Module）
u 溶液模块（Solution Module）
2、 计算模块：
2、 计算模块：
•
u
u
化学反应计算模块（Reaction Module）
优势区计算模块（Predom Module）
热力学软件简介
•Thermo-Calc •Thermo-Calc Software 是材料开发与研究领域中经验丰富的计 算机模拟软件提供者之一。 • Thermo-Calc Software 最初是由 瑞典皇家理工学院材料科 学与工程系开发出来的， 为了更好的开发并推广热力学计算与扩 散模拟软件， 1997 年相关开发人员在瑞典斯德哥尔摩成立 Thermo-Calc Software 公司。 • Thermo-Calc Software 专注于热力学计算和扩散模拟领域， 并努力为用户提供专业的软件、数据及服务。 • Thermo-Calc 系列软件包括：经典热力学计算软件 TCC （ Thermo-Calc Classic ）、 Windows 版本热力学计算软件 TCW （ Thermo-Calc for Windows ）、扩散模拟软件 DICTRA 、 热力学计算二次开发平台 TC-Interfaces 和材料数据库等。
(工艺技术)FRNC5PC工艺计算软件中文操作指南
FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1 总则 (3)1.1主要应用 (3)1.2相关标准及参考书籍 (3)2 软件简介 (4)2.1软件使用范围 (4)2.1软件计算方法 (5)2.1.1固定发热量（固定燃料量） (5)2.1.2固定热负荷 (5)3 输入部分 (6)3.1燃烧室输入 (6)3.1.1 Characteristic (6)3.1.2 Furnace type (7)3.1.3 Furnace dimension (7)3.1.4 Flue Gas “Take-Off” (8)3.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox (9)3.2对流室输入 (10)3.2.1 Characteristic (10)3.2.2 Internal Duct Dimensions (10)3.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID (11)3.3烟囱输入 (11)3.3.1 Characteristic (11)3.3.2 Geometry (12)3.4管路输入 (12)3.4.1 Geometry (13)3.4. 2 Process fluid (13)3.4.3 Geometry I (14)3.4.4 Geometry II (14)3.4.5 Additional data (16)3.4.6 Additional data (17)3.5炉管数据输入 (18)3.5.1 General characteristics (18)3.5.2 Fin type and diameter (19)3.5.3 Fin data (20)3.6物料数据输入 (20)3.6.1 Process stream Characteristic (20)3.6.2Condition (21)3.7燃烧数据输入 (22)3.7.1 Firing data (22)3.7.2 Bridge wall temperature (23)3.7.3 Fuel #1 (24)3.8燃料数据输入 (25)3.8.1 Identification (25)3.8.2 Composition (26)3.9热损失输入 (26)3.10注入水蒸气/水数据 (27)3.11Q-B ANK输入 (28)3.12空气数据输入 (28)3.13空气预热器输入 (29)3.13.1 General Characteristic (30)3.13.2 Specification (30)3.14物理数据输入 (31)3.14.1 自动生成的物理性质 (31)3.14.2 直接输入的物理数据 (31)3.14.3 仅仅生成的物理属性数据 (32)4 输出部分 (32)4.1输入数据的重现 (32)4.2输入数据的处理 (32)4.3物理属性数据的重现 (32)4.4计算过程输出 (33)4.4最终结果输出 (33)1总则1.1 主要应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。
几种热力学模拟软件比较
Thermo-Calc概述：（原产地:瑞典）热力学计算软件的开拓者，软件开发历史比较悠久，因此软件功能比较完善和强大，所涉及的领域比较广泛，包括冶金、金属合金、陶瓷、熔岩、硬质合金、粉末冶金、无几物等等，产品主要包括TCC、TCW、DICTRA、二次开发工具和数据库。
软件功能：1、热力学——相图、热力学性能、凝固模拟、液相面、热液作用、变质、岩石形成、沉淀、风化过程的演变、腐蚀、循环、重熔、烧结、煅烧、燃烧中的物质形成、CVD 图、薄膜的形成、CVM 计算，化学有序 - 无序等等。
2、动力学（DICTRA）——扩散模拟，如合金均匀化、渗碳、脱碳、渗氮、奥氏体/铁素体相变、珠光体长大、微观偏析、硬质合金的烧结等等。
数据库：TC的数据库比较多，甚至可以说杂来形容，呵呵，TC自己做的最好的数据库应该是Fe，当然现在也有像Ni等等的自己开发的数据库，但是大部分数据库都是利用第三方的，如有色金属（Al、Mg、Ti等）是英国ThermoTech的。
当然TC的同盟战线非常广，所以相应可用的数据库也就非常多，包括众多无几物数据库、陶瓷数据库、硬质合金数据库、核材料数据库等等。
优势：软件功能强大、用户群较大方便交流、软件扩展性能好、灵活性强、适用范围广。
缺点：操作界面不是很友好，很难上手，动力学（扩散）数据目前不是很全，计算引擎技术滞后（主要表现在初始值方面）。
适用范围：适合于科学研究，尤其是理论研究，从行上来讲非常适合黑色金属行业，当然陶瓷、化工等行业也是首选（因为其他没有软件有这方面的数据库和功能）。
Pandat概述：（原产地:美国，全是中国人开发，呵呵）热力学计算软件的后起者，或者说新秀吧，呵呵！主要是抓住竞争对手界面不友好和需要计算初值的弱点发展起来的，目前主要是在金属材料也就是合金行业中发展，产品包括Pandat、PanEngine和数据库。
软件功能：相图计算、热力学性能、凝固模拟、液相投影面、相图优化以及动力学二次开发（注意二次开发要在C++环境中进行）等。
工业锅炉热力计算软件使用说明书
图 3-6 管式空预器输入需要的操作区域
3.5 构建流程 用户仔细检查完所输入的数据并确认准确后，点击
工业锅炉热力计算软件编制
工业锅炉热力计算软件编制
韩沐昕;范威;刘恒宇;王立新;王彦;丁雪桦
【期刊名称】《热能动力工程》
【年(卷),期】2000(15)1
【摘要】使用面向对象编程语言开发了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５的工业锅炉热力计算软件，介绍了面向对象语言开发工业锅炉热力计算软件的特点，阐述了关键技术问题的解决途径。
【总页数】3页(P59-61)
【关键词】工业锅炉;热力计算;程序设计;软件编制
【作者】韩沐昕;范威;刘恒宇;王立新;王彦;丁雪桦
【作者单位】哈尔滨.第七三研究所;哈尔滨锅炉厂
【正文语种】中文
【中图分类】TK175
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1.基于VF的燃煤有机热载体炉热力计算软件的编制 [J], 陈闵叶;孙培雷;项阳;葛雷
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3.黄金分割法在水和水蒸汽热力性质计算软件编制中的应用 [J], 黄嘉驷;朱立彤;安敏善
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几种热力学模拟软件比较
Thermo-Calc概述：（原产地:瑞典）热力学计算软件的开拓者，软件开发历史比较悠久，因此软件功能比较完善和强大，所涉及的领域比较广泛，包括冶金、金属合金、陶瓷、熔岩、硬质合金、粉末冶金、无几物等等，产品主要包括TCC、TCW、DICTRA、二次开发工具和数据库。
软件功能：1、热力学——相图、热力学性能、凝固模拟、液相面、热液作用、变质、岩石形成、沉淀、风化过程的演变、腐蚀、循环、重熔、烧结、煅烧、燃烧中的物质形成、CVD 图、薄膜的形成、CVM 计算，化学有序- 无序等等。
2、动力学（DICTRA）——扩散模拟，如合金均匀化、渗碳、脱碳、渗氮、奥氏体/铁素体相变、珠光体长大、微观偏析、硬质合金的烧结等等。
数据库：TC的数据库比较多，甚至可以说杂来形容，呵呵，TC自己做的最好的数据库应该是Fe，当然现在也有像Ni等等的自己开发的数据库，但是大部分数据库都是利用第三方的，如有色金属（Al、Mg、Ti等）是英国ThermoTech的。
当然TC的同盟战线非常广，所以相应可用的数据库也就非常多，包括众多无几物数据库、陶瓷数据库、硬质合金数据库、核材料数据库等等。
优势：软件功能强大、用户群较大方便交流、软件扩展性能好、灵活性强、适用范围广。
缺点：操作界面不是很友好，很难上手，动力学（扩散）数据目前不是很全，计算引擎技术滞后（主要表现在初始值方面）。
适用范围：适合于科学研究，尤其是理论研究，从行上来讲非常适合黑色金属行业，当然陶瓷、化工等行业也是首选（因为其他没有软件有这方面的数据库和功能）。
Pandat概述：（原产地:美国，全是中国人开发，呵呵）热力学计算软件的后起者，或者说新秀吧，呵呵！主要是抓住竞争对手界面不友好和需要计算初值的弱点发展起来的，目前主要是在金属材料也就是合金行业中发展，产品包括Pandat、PanEngine和数据库。
软件功能：相图计算、热力学性能、凝固模拟、液相投影面、相图优化以及动力学二次开发（注意二次开发要在C++环境中进行）等。
基于Excel的锅炉热力计算软件的开发
１ 锅炉 热 力计算 方法
锅 炉热力 计 算 是 一个 极 其 繁 琐 复 杂 的 过 程 ， 涉 及参 数众 多 ，并且需 要 多次 重复 迭代计 算 ，手 工计 算 速度 慢 、耗 时长 、准确 度低 。
根 据计 算任 务 的不 同 ，锅 炉热 力计 算可 分 为 设 计计 算 和校核 计算 两种 。设 计计 算 与校核 计算 的计算方法相同，计算时所依据的传热原理 、公 式和图表也相 同，仅计算任务和所求数据 不同。 一 般来 说 ，对 已有 的锅炉 进行 改造 、估 算 时常 用 校核 热力 计算 ，设 计制造 新 锅炉 时使 用设计 热 力
收 稿 日期 ：２０１５—１２—１１ 李忠明 （１９６５一 ），副教授 ；１２１００１辽宁省锦州市。
计算 。随着人 们对 锅炉 认识 的不 断加 深 ，已积 累 了相 当多 的成 熟经 验 。因此 ，在 设计 制造 新锅 炉 时 ，也多 是先 将锅 炉结 构等 初步 布置 ，然 后采 用 校核 热 力 计 算 修 正 ，并 不 直 接 采 用 设 计 热 力 计 算 。所 以 ，掌握好 校核 热力 计算 方法 是非 常重 要 的 。
（３）绘 制烟 气 温焓 表 （图 ）； （４）热 平 衡 计 算 ，确 定 锅 炉 的热 效 率 和 燃 料 消耗 量 ； （５）炉膛 热 力计 算 ； （６）按 烟气 流 向对 各 受 热 面 依 次 进 行 热 力 计 算 ，包 括 过 热 器 、再 热 器 、锅 炉 管 束 、省 煤 器 、空气 预热 器等 ； （７） 编制 整 个 锅 炉 机 组 主 要 计 算 数 据 汇 总 表 ； （８）锅 炉 整体计 算 误差 的校 验 ； （９）编 制 主要计 算 误差 的校 验 ； （１０）设 计 分析 及结 论 。 ２．２ 基 于 Ｅｘｃｅｌ的锅炉 热力 计算 软件 Ｅｘｃｅｌ具 有强 大 的 数据 处 理 和分 析 功 能 ，被 广 泛 应 用 于 管 理 、金 融 、统 计 财 经 等 领 域 Ｊ。 采 用 Ｅｘｃｅｌ软件 进行 锅 炉 热 力计 算 ，可 简化 繁 琐 的计算 过 程 ，且对 于使 用者 来说 ，仅 需 掌握 基本 操 作 就行 ，不 需要 掌握 复杂 难懂 的编程 知识 。 在 锅 炉热 力计 算 中 ，应 用 到 的 Ｅｘｃｅｌ函数 主 要 有 ： 单 元 格 的 引 用 ， 变 量 的 求 解 ， 函 数 ＶＬＯＯＫＵＰ等 。 （１）单元 格 的引用 单 元格 的 引用 分 为 绝 对 引 用 、相 对 引 用 两 种 。 ① 单元 格 的绝 对 引用 。不 管包 含公 式 的单元 格 的位 置 如何 变化 ，公 式 中所 引用 的单 元格 位置 都 是 其 所 在 工 作 表 的确 切 位 置 。 例 如 ，单 元 格 ｃｌ中包 含公 式 “＝￥Ａ￥１＋￥ＢＳｌ”，这 是 单 元 格 的绝对 引用 。当将 Ｃ１单 元 格 中的公 式 复制 粘 贴 到 Ｄ１时 ，粘贴 后 的公式 仍 为 “＝￥Ａ￥ｌ＋￥Ｂ￥１”。 ② 单元 格 的相对 引。使 用单 元格 的 相对 引用 复 制粘 贴公 式 时 ，粘贴 后 公 式 的引 用 将 被 更 新 。 例 如 ，单元 格 Ｃ１中包 含 公 式 “＝Ａ１＋Ｂｌ”，这 是 单元 格 的相 对 引用 。当 复制 Ｃ１单 元 格 中 的公 式 将其 粘 贴 到 Ｄｌ时 ，粘 贴 后 公 式 中 已不 再 是 “ ＝ Ａ１＋Ｂ１”，而成 为 “＝Ｂ１＋Ｃ１”，即单 元 格 的引用 被更 新 ，并 指 向与 当前公 式位 置 相对 应 的 单 元格 ，数 值 仍 为 其 左 侧 相 邻 两 单 元 格 数 值 的
基于EXCEL加热炉热平衡计算软件设计
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于EXCEL加热炉热平衡计算软件设计摘要：加热炉是热轧厂内不可缺少的设备，其工作状态将对热轧产品质量和生产成本产生直接的影响。
目前，尽管整体上国内冶金企业中加热炉的自动控制水平已有很大提高，但仍有一定数量的加热炉的控制水平比较落后，难以保证钢坯的加热质量，同时还造成燃料浪费及烟气污染环境等问题。
为了解决这些问题，提高加热炉的控制水平，我会在EXCEL环境下开发一个对连续式加热炉中的诊断软件，帮助企业更好管理。
关键词：加热炉；自动控制；环境；控制水平；诊断软件10369A Diagnostic Software Of Continuous Furnace In Excel EnvironmentAbstract: The heating furnace is the Indispensable equipment of the factory, Its working status directly impact1 / 26on product quality and production cost of hot rolled. At present, although the level of The automatic control of domestic metallurgical enterprises’ heating furnace Has been greatly improved, but there are a certain number of heating furnace control level is relatively backward, it ensure the quality of billet heating, at the same time it also brings the problems such as waste fuel and smoke pollution of the environment. In order to solve these problems and improve the control level of heating furnace, I will develop a diagnostic software of continuous furnace in EXCEL environment to help enterprises to better management.Keywords:The heating furnace; Automatic control; Environment; Control level; Diagnostic software目录摘要iAbstracti---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 目录ii1绪论11.1课题背景及意义11.1.1目前国内外能源消耗状况11.1.2国内外炉窑发展状况31.1课题背景及意义选取科学的计量与对比测试方法是进行热工测定的基本前提。
1.加热炉工艺计算软件FRNC5使用入门
1.F RNC-5软件的引进与使用概况中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从1997年开始引进了多套美国PFR公司的通用加热炉工艺计算软件FRNC-5。
此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应用，发挥了重大作用。
美国PFR公司全称为PFR工程系统公司（PFR Engineering System，Inc ）。
公司设在美国洛杉矶，创建于1972年1月，从事热力学系统设计分析和人员培训。
该公司的软件产品拥有六十多个用户，遍布六大洲的十五个以上的国家。
其中FRNC-5PC软件有二十年以上的使用经验。
本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较为优秀的软件。
2.F RNC-5软件功能与特点2．1 软件应用范围本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉的性能模拟及效率预测。
程序采用经过证明了的技术，通过综合迭代，将工艺物流模拟、传热和压力降计算等过程组合在一起。
程序沿物流及烟气流程，逐个管组逐个炉段严格迭代求解，能精确确定加热炉的工艺参数。
计算中还指明不利操作状态，如发出炉膛正压、管壁和扩面元件超温、超临界流动以及酸露点腐蚀等警告信息。
程序会算出与显示加热炉的以下工艺参数或不利操作状态：（1）加热炉总热负荷、总热效率，辐射室热负荷（2）辐射室出口温度（桥墙温度）与烟囱入口处温度（3）辐射和对流热强度的均值和峰值（4）辐射段遮蔽段和对流段中所有管组的管壁金属温度和翅片尖端温度的峰值和均值（5）两相流流型及沸腾状态的确定（6）管内两相流的传热和压降（7）管外传热和阻力（8）“阻塞”、“干锅”或“冷端”腐蚀的可能性2．2 适用的加热炉类型（1）常减压装置加热炉（2）铂重整、铂铼重整和强化重整等装置加热炉（3）重沸炉和过热炉（4）一氧化碳加热炉和锅炉（5）脱硫装置原料预热炉（6）焦化炉和减粘加热炉（7）润滑油蒸馏和蜡油加热炉（8）煤炭液化加热炉（9）螺旋管加热炉（10）蒸汽发生器（11）余热锅炉本软件不适用于制氢、合成氨、甲醇等工艺装置的转化炉。
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加热炉热力计算软件
黄绍岩
赵国勇 赵峰 李慧峰(中原油田设计院)
黄绍华(中国石化天然气分公司工程建设管理处)
摘要:中原油田原油为高凝点石蜡基原油,在油田油气集输过程中,水套加热炉就成为不可缺少的关键设备。
加热炉的设计核心主要体现在其热力计算方面,所以利用计算机先进技术,采用可视化编程语言开发加热炉计算软件,改变以往的手工计算方法,大幅度提高计算精度和设计质量,缩短设计周期,提高加热炉设计水平,就成为摆在设计人员面前的一个头等大事。
软件采用石油行业通用标准《火筒式加热炉热力与阻力计算方法(S Y /T 0535-94)》为数学模型进行计算,计算结果准确可靠。
关键词:热力计算;加热炉;软件 中原油田原油为高凝点石蜡基原油,在油田油气集输过程中,水套加热炉就成为不可缺少的关键设备。
加热炉的设计核心主要体现在其热力计算方面,所以利用计算机先进技术,采用可视化编程语言开发加热炉计算软件,改变以往的手工计算方法,大幅度提高计算精度和设计质量,缩短设计周期,提高加热炉设计水平,就成为摆在设计人员面前的一个头等大事。
1 软件的研制开发
加热炉热力计算软件程序的编制从一开始就选定Visual C ++610语言,采用此语言最主要的好处是可以进行ARX 编程,直接对AutoCAD 进行开发,这样就可以利用计算结果生成图形,为以后软件的升级创造有利条件。
加热炉热力计算软件流程
图见图1。
本软件的最终用户是从事加热炉设计工作及有关的设计部门,要求用户具有基本的计算机操作知识,并掌握加热炉的结构和计算原理,对加热炉热力计算有所了解。
图1 软件流程图
在安全保密方面,为了保护软件开发人员的知识(4)35kV 变电所绝大多数主变容量都是5000～10000kVA ,所以采用封闭基础储油很
合适。
(5)事故油还可回收利用,以8000kVA 变压器为例,含油3142t ,若回收,价值可观。
封闭基础储油与卵石间隙储油经济性对比如下(以8000kVA 变压器为例):
封闭基础储油使用卵石413m 3,卵石间隙储油需要60m 3,节省5517m 3/台;事故发生后,事故油回收可按90%计:储油基础可回收约3t ,而卵石间隙储油不能回收。
变压器封闭基础储油方法在大庆采油二厂聚南二十三注水变电站等工程中得到应用,效果理想。
(栏目主持 张秀丽)
5 油气田地面工程第27卷第1期(200811)
版权,采用了IP地址认证方法,软件只能在一定权限范围内使用,其它用户须申请并得到授权后方可使用。
操作系统采用流行的软件平台Windows 和先进的程序设计方法,不仅扩大了软件的应用范围,而且操作简单,界面美观,输入方便,各模块可单独运行,计算结果可视化,用户可以根据计算结果,随时对输入数据进行修改或试算。
软件采用石油行业通用标准《火筒式加热炉热力与阻力计算方法(S Y/T0535-94)》为数学模型进行计算,计算结果准确可靠。
2 软件的应用
软件开发完成以后,为了验证软件的正确性和实用性,在日常的产能建设中选取了两个有代表性的例子作为软件的测试目标对软件的全部功能进行了测试,结果令人满意。
(1)中原油田采油二厂濮四联1000kW加热炉工程。
在本工程中,新设计加热炉2台,中原油田设计院使用本系统对热力系统进行计算后,对燃烧系统及盘管按计算结果进行了设计,建成投产后,运行效果良好,与同类炉型相比,排烟温度降低到180℃,热效率提高到88%,完全达到设计要求。
运行结果及测试数据见表1。
表1 采油二厂加热炉生产运行结果及测试数据
项 目 名 称数据备注被加热介质流量(油)D/m3・d-1340实测
被加热介质流量(气)D/m3・d-123000实测
被加热介质流量(水)D/m3・d-1450实测
被加热介质进炉温度t j/℃41实测
被加热介质进炉压力P j/MPa114实测
被加热介质出炉温度t c/℃68实测
被加热介质出炉压力P c/MPa1135实测
加热炉运行有效负荷Q/kW88615计算
排烟温度t py/℃180测定
排烟处O2含量O2(%)510分析
排烟处RO2含量RO2(%)813分析
排烟处CO含量CO/mg・m-351分析
排烟处空气系数a112计算
环境空气温度t o/℃22测定
锅炉反平衡热效率η2(%)8810实测
(2)南阳油田魏岗联合站1750kW加热炉2台。
原设计炉型运行效果差,热负荷达不到设计要求,排烟温度高(400℃),热效率低(<60%),不能正常工作。
经调查后发现原设计加热炉未进行热力系统计算,热力系统设计存在严重问题,受热
面平均热流密度取值过大,造成加热炉不能正常工作。
使用本系统重新对热力系统进行计算后,对燃烧系统重新进行了设计,改造投产后,运行效果良好。
运行结果及测试数据见表2。
表2 南阳油田加热炉改造后运行结果及测试数据
项 目 名 称数据备注被加热介质流量D/kg・h-143450实测
被加热介质进炉温度t j/℃53120实测
被加热介质进炉压力P j/MPa3140实测
被加热介质出炉温度t c/℃16180实测
被加热介质出炉压力P c/MPa3124实测
被加热介质进炉焓值h j/kJ・kg-122516查表
被加热介质出炉焓值h c/kJ・kg-132316查表
加热炉运行有效负荷Q/kW118218计算
排烟温度t py/℃210测定
排烟处O2含量O2(%)1010分析
排烟处RO2含量RO2(%)812分析
排烟处CO含量CO/mg・m-3393分析
排烟处空气系数a1192计算
环境空气温度t o/℃15测定
锅炉反平衡热效率η2(%)8110实测
燃料油低位热值Q Y DW/kJ・kg-142562实测
推算燃料油消耗量B/kg・h-112315计算
中原油田目前共有各种类型的加热炉438台,总装机容量约1715×104kW,据有关部门测试,目前联合站在用水套加热炉的平均热效率为52%～60%,计量站在用水套加热炉效率约为60%,年消耗天然气约2×108m3。
根据石油天然气集团公司《火筒式加热炉设计技术规定(S Y5263-91)》的要求,联合站水套加热炉热效率应不小于80%,计量站水套加热炉热效率应不小于75%。
因此,中原油田目前加热炉的热效率远远没有达到集团公司的要求。
如果对中原油田加热炉全部进行改造,使其达到集团公司标准的要求,那么每年可为油田节约燃料费用3000万元以上。
3 结语
软件采用了W indows操作系统作为开发平台, Visual C++作为开发工具,技术成熟,结构合理,并且开发了安装系统,使人机界面更加友好,操作更加灵活,符合软件发展的潮流,提高了软件的技术含量。
[第一作者简介]黄绍岩:工程师,从1997年开始从事压力容器设计、软件开发至今。
(栏目主持 张秀丽)
15 油气田地面工程第27卷第1期(200811) 。