加热炉热效率计算

3.4.3 反平衡计算热效率 （1）过剩空气系数计算。 过剩空气系数是指（燃烧实际空气量—燃料理论空气量）/燃料理论空气量， 为了保证燃料的完全燃烧，入炉的实际空气量要大一些，这是因为燃料和空气的 混合不能十分完全均匀的缘故。剩余空气系数的计算公式如下：

21 O 2 0.5CO H 2 2CH 4 21 79 100 CO 2 SO 2 O 2 CO H 2 CH 4
N 2 ——烟气中氮气的体积分数，%；
GH——空气中所含水分子量，g/kg。
V g Vi
（3-59） （3-60）
Wig Vi i / g
式中： V g ——烟气量， m 3 烟气/ m 3 燃料；
Wig ——烟气中 i 组分的质量，kg 气体/kg 燃料。
（3）热效率计算 ①排烟损失 q1
Q L ——燃料气的低发热值，kJ/ m 3 ；
VOi ——i 组分的理论空气量， m 3 空气/ m 3 燃料；
V O ——燃料气的理论空气量， m 3 空气/ m 3 燃料；
LO ——燃料气的理论空气量，kg 空气/kg 燃料；
L——燃料气的实际空气量，kg 空气/kg 燃料。
V1 0.01 X i V1i
A1 ——与炉膛表面散热形式有关的系数，一般取 A1 2.2 ~2.6； A2 ——炉墙表面的辐射系数，一般取 A2 3.92 ~4.25。
⑤加热炉的热效率
1 q1 q 2 q3 q 4
3.4.4 正平衡计算热效率
（3-75）
正平衡计算就是由加热炉的有效热量来计算热效率，用公式表示为：
(3-54)
V2 0.01H 2 S
29 V3 0.01 X i V3i V0 GH 18 10
V4 0.01N 2 0.79 V0 V5 0.21 1V0
(3-55) (3-56)
(3-57) (3-58)
Q6 Q5 W水 I 6 I 5
式中， W水 ——省煤器中水的质量流量，kg/h；
I 6 、 I 5 ——水在体系出、入口温度下的热焓，kJ/kg；
(3-78)
（3-49） （3-50） （3-51） （3-52） （3-53）


L 0 1.293V0 / g
L L0
式中： X i ——i 组分的体积百分数，%；
i ——i 组分的密度，kg/ m 3 ；
g ——燃料气的密度，kg/ m 3 ；
Q Li ——i 组分的低发热值，kJ/ m 3 ；

Q8 Q7 Q6 Q5
Q0
(3-76)
管式加热炉的有效热量又叫热负荷，如图 3-2 所示的连续重整加热炉，它的 热负荷由两部分组成，辐射段热负荷和对流段热负荷，分别对原料油和省煤器中 的水进行加热的。 同时值得注意的是烟气预热预热空气的热量不应该计算在词加 热炉的热负荷中，因为这部分热量又会随着热空气进入加热炉中，只属于热量在 整个体系中的转移。 （1）辐射段的热负荷
（3-48）
式中： CO 2 ， SO 2 ， O 2 ， CO ， H 2 ， CH 4 分别为干烟气中相应成分的体积百分 数。 （2）燃料气热力学性质计算
g 0.01 X i i
QL 0.01 X i QLi / g V0 0.01 X i VOi
I lk ——进炉空气焓，kJ/Nm³ ；
； Q1 ——烟气带出的热量，kJ/Nm³
I i ——气体出炉后与大气的焓差，kJ/Nm³ 。
②化学不完全燃烧热损失 q 2
Q2 Vg 30.2CO 25.8H 2 85.5CH 4
q 2 Q2 / Q0
（3-67） （3-68）
式中， Q2 ——化学不完全燃烧带出的热量，kJ/Nm³ 。 ③机械不完全燃烧热损失 q 3
q3 7830n Vg / Q0 / 10000
式中： n ——炭黑浓度，mg/N m 3 烟气。 ④炉壁散热损失 q 4
Q4 A F t t a
（3-69）
（3-70）
A A1 t t a
14
T 4 Ta 4 A2 100 100 t ta
Q0 QF QL QK N QF I rt I rb
I py Vi C i T
(3-61) (3-62) (3-63) (3-64) (3-65) (3-66)
I lk V0 C空气 T
Q1 I py I lk
q1 Q1 / Q0
（3-71） （3-72） （3-73） （3-74）
T t 273.15
Ta t a 273.15
q4 Q4 / B g Q0
式中：t——炉子外壁的温度，℃；
t a ——基准温度（环境温度） ，℃；
F——炉子的外壁表面积， m 2 ； B——燃料的用量， m 3 /h；
式中：V1 ，V2 ，V 3 ，V4 ，V5 ——分别代表干气中二氧化碳、二氧化硫、水蒸气、 氮气和氧气的体积， m 3 气体/ m 3 燃料；
H 2 S ——燃料气中硫化氢的体积分数；
V1i 、 V3i ——分别表示单一气体在 =1 时燃烧生成的烟气中二氧化碳和水
的含量， m 3 气体/ m 3 燃料；
Q8 Q7 Wi8 I i 8 Wi 7 I i 7
(3-77)
式中， Wi 8 ——出口中 i 组分的重量流量，kg/h；
Wi 7 ——原料油入口 i 组分的质量流量，kg/h； I i 8 、 I i 7 ——在体系出、入口出状态下个组分的热焓，kJ/kg。
（2）对流段的热负荷
式中： Q0 ——入炉的总能量，kJ/Nm³ ；
； QF ——燃料入炉时带进炉的热量，kJ/Nm³ ； QK ——空气带来的热量，kJ/Nm³ N——鼓风机或是压缩的功，kJ/Nm³ ；
I rt ， I rb ——燃料在体系入口温度和基准温度（环境温 py ——排烟处烟气焓，kJ/Nm³