造气水汽耗量计算

造气工段水汽消耗及排污量
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2010-8-13
一、各造气工段水汽消耗总量及排污总量
脱盐水用量：一厂：39.85 t/h
二厂：29.2 t/h
三厂：32.2 t/h
蒸汽用量：一厂：36.9t/h
二厂：15 t/h
三厂：28 t/h
一次水用量：一厂：18.55 t/h
二厂：15.9 t/h
三厂：18.55 t/h
循环水用量：一厂：960.4 t/h
二厂：623.68 t/h
三厂：1074.6 t/h
排污量：一厂：978.28 t/h
二厂：631.68 t/h
三厂：1090.09 t/h
二、方框流程图
1. 脱盐水
2. 蒸汽
一厂副产蒸汽：
二厂副产蒸汽：
三厂副产蒸汽：
造气总副产1.3MPa（G）蒸汽平衡方框图：
3. 一次水
4. 循环水
5. 排污一厂排污：
二厂排污：
三厂排污：
三、理论计算过程
1.二改一副产蒸汽量计算：
1.1 一厂二改一副产蒸汽量
进锅炉前烟气温度：815℃
出锅炉后烟气温度：300℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×815）×108000×815=29721713 Kcal 出锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×300）×108000×300=10640160 Kcal 前后烟气热量值差：19081553 Kcal，折成79543363.5kJ
进锅炉水的温度：80℃
出锅炉水蒸气的温度：400℃
查表得：
进锅炉水的焓值：335.39 kJ/kg
出锅炉水蒸气焓值：3219.59 kJ/kg
前后水汽焓值差：2884.2 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算得：锅炉蒸发水量79543363.5÷2884.2=27.6 t/h
1.2. 二厂二改一副产蒸汽量
1.2.1 高压炉（1.3MPa）
进锅炉前烟气温度：893℃
出锅炉后烟气温度：640℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×893）×68000×893=20589929Kcal 出锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×640）×68000×640=14558310Kcal 前后烟气热量值差：6031619Kcal，折成25253182.43 kJ
进锅炉水的温度：70℃
出锅炉水蒸气的温度：196℃
查表得：
进锅炉水的焓值：293.73 kJ/kg
出锅炉水蒸气焓值：2790.21kJ/kg
前后水汽焓差：2496.48 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算得：锅炉蒸发水量25253182.43÷2496.48= 10.1 t/h
1.2.2 低压炉（0.2MPa）
进锅炉前烟气温度：525℃
出锅炉后烟气温度：199℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×525）×68000×525= 11868465 Kcal 出锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×199）×68000×199= 4419308 Kcal 前后烟气热量值差：7449157 Kcal，折成31188130.53kJ
进锅炉水的温度：70℃
出锅炉水蒸气的温度：280℃
查表得：
进锅炉水的焓值：293.73 kJ/kg
出锅炉水蒸气焓值：3028.89 kJ/kg
前后水汽焓差：2735.16 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算得：锅炉蒸发水量31188130.53÷2735.16 = 11.4 t/h
1.3 三厂二改一副产蒸汽量
进锅炉前烟气温度：723℃
出锅炉后烟气温度：238℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×723）×88000×723=21378554 Kcal 出锅炉烟气热量值：（0.323+0.000018×238）×88000×238=6854636 Kcal 前后烟气热量值差：14523918 Kcal，折成60808740 kJ
进锅炉水的温度：80℃
出锅炉水蒸气的温度：350℃
查表得：
进锅炉水的焓值：337.38 kJ/kg
出锅炉水蒸气焓值：3150.07 kJ/kg
前后水汽焓差：2812.69 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算出锅炉蒸发量：60808740÷2812.69=21.6 t/h
2. 二改一麻石除尘器耗水量计算
2.1 一厂二改一麻石除尘器耗水量
进麻石除尘器烟气温度：130℃
出麻石除尘器烟气温度：75℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×130）×108000×130=4567774 Kcal 出麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×75）×108000×75=2627235Kcal 前后烟气热量值差：1940539 Kcal，折成8124649 kJ
进麻石除尘器水温度：32℃
出麻石除尘器水温度：50℃
查表得：
进麻石除尘器水的焓值：134.52 kJ/kg
出麻石除尘器水的焓值：209.41 kJ/kg
前后水焓值差：74.89kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算出麻石除尘器循环水量：8124649÷74.89=108 t/h
2.2 二厂二改一麻石除尘器耗水量
进麻石除尘器烟气温度：160℃
出麻石除尘器烟气温度：75℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×160）×68000×160=3545574 Kcal 出麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×75）×68000×75=1654185 Kcal 前后烟气热量值差：1891389 Kcal，折成7918867.5 kJ
进麻石除尘器水温度：31℃
出麻石除尘器水温度：60℃
查表得：
进麻石除尘器水的焓值：130.34 kJ/kg
出麻石除尘器水的焓值：251.22kJ/kg
前后水焓值差：120.88kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算出麻石除尘器循环水量：7918867.5÷120.88=66 t/h
2.3 三厂二改一麻石除尘器耗水量
进麻石除尘器烟气温度：150℃
出麻石除尘器烟气温度：85℃
烟气比热计算公式：C烟气=0.323+0.000018t Kcal/Nm3•℃；
进麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×150）×88000×150 = 4299240 Kcal 出麻石除尘器烟气热量值：（0.323+0.000018×85）×88000×75 = 2427484 Kcal 前后烟气热量值差：1871756 Kcal，折成7836668 kJ
进麻石除尘器水温度：33℃
出麻石除尘器水温度：55℃
查表得：
进麻石除尘器水的焓值：138.7 kJ/kg
出麻石除尘器水的焓值：230.31kJ/kg
前后水焓值差：91.61 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
计算出麻石除尘器循环水量：7836668÷91.61 = 85.5 t/h
3.造气洗气塔耗水量计算
3.1 一厂造气洗气塔耗水量
进洗气塔气体温度：170℃
出洗气塔气体温度：40℃
半水煤气比热参考值（省化二院）：0.316 Kcal/Nm3•℃；
计算依据：1. 每天氨产量按580t 计，干煤气量为580÷24×3100 = 74917 Nm3/h
2. 进洗气塔水蒸气含量33%，出洗气塔水蒸气含量7%
进洗气塔干半水煤气热量值：74917×0.316×170 = 4024541 kcal = 16849948 kJ 出洗气塔干半水煤气热量值：74917×0.316×40 = 946951 kcal = 3964694 kJ
进洗气塔蒸汽的体积：36899.4 Nm3/h，则质量为36899.4×0.4925 = 18.17 t/h
出洗气塔蒸汽的体积：5638.9 Nm3/h，则质量为5638.9×0.05114= 0.29 t/h 则:
进洗气塔蒸汽焓值：2815.93 kJ/kg, 所以进洗气塔蒸汽的热量为：51165448 kJ 出洗气塔蒸汽焓值：2568.6 kJ/kg, 所以出洗气塔蒸汽的热量为：744894 kJ
设进洗气塔循环水的量为X kg/h
已知：进洗气塔水温度：32℃
出洗气塔水温度：50℃
进洗气塔水的焓值：134.52 kJ/kg
出洗气塔水的焓值：209.41 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
16849948 + 51165448 + 134.52*X = 3964694 + 744894 + 209.41×[X+（18.17-0.29）×1000] 计算得：进洗气塔循环水用量：795.3 t/h
出洗气塔循环水用量：795.3 + 17.88 = 813.18t/h
3.2 二厂造气洗气塔耗水量
进洗气塔气体温度：169℃
出洗气塔气体温度：38℃
半水煤气比热参考值（省化二院）：0.316 Kcal/Nm3•℃；
计算依据：1. 每天氨产量按240 t 计，干煤气量为240÷24×3100=31000 Nm3/h
2. 进洗气塔水蒸气含量33%，出洗气塔水蒸气含量7%
进洗气塔干半水煤气热量值：31000×0.316×169 = 1655524 kcal = 6931347.9 kJ 出洗气塔干半水煤气热量值：31000×0.316×38 = 369892 kcal = 1548663.8kJ
进洗气塔蒸汽的体积：15268.7 Nm3/h，则质量为36899.4×0.5312 = 8.11 t/h
出洗气塔蒸汽的体积：2333.3 Nm3/h，则质量为2333.3×0.04652= 0.11 t/h
则:
进洗气塔蒸汽焓值：2813.77 kJ/kg, 所以进洗气塔蒸汽的热量为：22819675 kJ 出洗气塔蒸汽焓值：2564.8 kJ/kg, 所以出洗气塔蒸汽的热量为：282128 kJ
设进洗气塔循环水的量为X kg/h
已知：进洗气塔水温度：31℃
出洗气塔水温度：42℃
进洗气塔水的焓值：130.34 kJ/kg
出洗气塔水的焓值：175.98 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
6931347.9 + 22819675 + 130.34*X =3964694 + 1548663.8 + 175.98×[X+（8.11-0.11）×1000] 计算得：进洗气塔循环水用量：500.2 t/h
出洗气塔循环水用量：500.2 +8 = 508.2 t/h
3.3 三厂造气洗气塔耗水量
进洗气塔气体温度：135℃
出洗气塔气体温度：45℃
半水煤气比热参考值（省化二院）：0.316 Kcal/Nm3.℃；
计算依据：1. 每天氨产量按440 t 计，干煤气量为440÷24×3100=56833 Nm3/h
2. 进洗气塔水蒸气含量33%，出洗气塔水蒸气含量7%
进洗气塔干半水煤气热量值：56833×0.316×135 = 2424496 kcal = 10150879.8 kJ 出洗气塔干半水煤气热量值：56833×0.316×45 = 808165 kcal = 3383625.2 kJ
进洗气塔蒸汽的体积：27992.4 Nm3/h，则质量为27992.4×0.5632 = 15.77 t/h
出洗气塔蒸汽的体积：4277.8 Nm3/h，则质量为4277.8×0.06543= 0.28 t/h 则:
进洗气塔蒸汽焓值：2746.29 kJ/kg, 所以进洗气塔蒸汽的热量为：43308993 kJ 出洗气塔蒸汽焓值：2577.8 kJ/kg, 所以出洗气塔蒸汽的热量为：721784 kJ
设进洗气塔循环水的量为X kg/h
已知：进洗气塔水温度：33℃
出洗气塔水温度：45℃
进洗气塔水的焓值：138.7 kJ/kg
出洗气塔水的焓值：188.52 kJ/kg
根据能量守恒（不考虑热损）：
10150879.8 + 43308993 +138.7*X =3383625.2 + 721784 +188.52×[X+（15.77-0.28）×1000] 计算得：进洗气塔循环水用量：932 t/h
出洗气塔循环水用量：932 + 15.49 =947.49 t/h
四、各厂造气循环水用量计算
4.1 一厂造气循环水量
洗气塔：795.3 t/h
麻石除尘器：108 t/h
炉底水封：39.1 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，9台炉计算）
燃烧炉水封：18 t/h（以进口管径DN65，流速1.5m/s计算）
循环水总量为：960.4 t/h
4.2 二厂造气循环水量
洗气塔：500.2 t/h
麻石除尘器：66 t/h
炉底水封：30.38 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，7台炉计算）
燃烧炉水封：27.1 t/h （以进口管径DN80，流速1.5m/s计算）
循环水总量为：623.68 t/h
4.3 三厂造气循环水量
洗气塔：932 t/h
麻石除尘器：85.5 t/h
炉底水封：39.1 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，9台炉计算）
燃烧炉水封：18 t/h （以进口管径DN65，流速1.5m/s计算）
循环水总量为：1074.6 t/h
五、各厂造气排污量的计算
5.1 一厂造气排污量
洗气塔：813.18 t/h
麻石除尘器：108 t/h
炉底水封：39.1 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，9台炉计算）
燃烧炉水封：18 t/h（以进口管径DN65，流速1.5m/s计算）
排污总量为：978.28 t/h
5.2 二厂造气排污量
洗气塔：508.2 t/h
麻石除尘器：66 t/h
炉底水封：30.38 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，7台炉计算）
燃烧炉水封：27.1 t/h（以进口管径DN80，流速1.5m/s计算）
排污总量为：631.68 t/h
5.3 三厂造气排污量
洗气塔排污量：947.49 t/h
麻石除尘器排污量：85.5 t/h
炉底水封排污量：39.1 t/h（以进口管径DN32，流速1.5m/s，9台炉计算）燃烧炉水封排污量：18 t/h（以进口管径DN65，流速1.5m/s计算）
排污总量为：1090.09t/h
六. 一次水用量
造气与二改一工段中，一次水主要用于鼓风机、油泵、引风机的冷却降温。

一次水由厂一次水总管提供，压力为0.6-0.8MPa（G），入口管径均为DN25，流速为1.5m/s。

各厂设备数量及计算所需一次水量如下表。