初冷器计算
冷机制冷量计算公式
冷机制冷量计算公式冷机制冷量的计算公式可是制冷领域里相当重要的一部分呢!要搞清楚这个公式,咱们得先从一些基础的概念说起。
咱们平常说的制冷量,简单来讲,就是制冷机在单位时间内从被冷却物体或空间中移走的热量。
那怎么来计算这个制冷量呢?这就需要用到特定的公式啦。
一般来说,常见的冷机制冷量计算公式是这样的:制冷量 = 冷冻水流量 × 4.187 ×温差 ×系数。
这里面的冷冻水流量,就是单位时间内通过制冷机的冷冻水的体积。
温差呢,就是进出水的温度差。
而这个系数,会根据不同的制冷机类型和工况有所不同。
比如说,我之前在一个工厂里调试制冷设备的时候,就碰到了计算制冷量的问题。
那是一个炎热的夏天,工厂里的生产设备因为温度过高,老是出现故障。
老板急得像热锅上的蚂蚁,赶紧叫我们去解决。
我们到了现场,先测了一下冷冻水的进水温度和出水温度,发现温差还挺大。
然后又通过仪器测量了冷冻水的流量。
这时候,问题就来了,怎么确定这个系数呢?我们查了设备的说明书,又结合了实际的运行情况,最后才确定了一个比较准确的系数。
经过一番计算,得出了制冷量。
然后根据这个结果,对制冷机进行了相应的调整,终于让工厂里的温度降了下来,生产设备也能正常运转了。
再来说说这个公式里的每个因素。
冷冻水流量的测量要准确,如果流量测量不准,那算出来的制冷量可就差得远了。
还有温差,哪怕是一点点的测量误差,都可能对结果产生影响。
另外,在实际应用中,环境温度、湿度、负载情况等等,都会对制冷量产生影响。
有时候,明明按照公式计算出来的制冷量应该是足够的,可实际效果却不理想,这就得综合考虑各种因素,对公式进行适当的修正。
总之,冷机制冷量的计算公式虽然看起来不复杂,但要真正准确地计算和应用,还需要我们结合实际情况,仔细测量、认真分析。
只有这样,才能让制冷机发挥出最佳的效果,为我们的生活和生产带来舒适和便利。
不知道您在实际生活或者工作中,有没有碰到过需要计算冷机制冷量的情况呢?希望今天讲的这些能对您有所帮助!。
冷却器计算公式
数值
0.51
900 99 85
57.6
74705.004 86.88648988
160 35 45 30.47661496 15.32014876 0.2427
1.18
24 85 45 16495.8336 19.18566364
168 35 45 21.64042561 4.537317679 10 0.24
0.454197352 50
6.053268765 0.01 125
0.00025 0.00826
33.04 10 3.6
36.29854143 9.608437438 0.290812271 0.134518124
0.588715476
单位 kcal/(kg.℃) kg/m3 l/min ℃
℃
kcal/h kw kcal/(m2.h.℃) ℃ ℃ ℃ m2 kcal/(kg.℃) kg/m3 m3/min ℃ ℃ kcal/h kw kcal/(m2.h.℃) ℃ ℃ ℃ m2 ℃ kcal/(kg.℃) kg/m3 m3/h Pa
项目
项目 润滑油比热容C(常压下)32#
润滑油密度ρ(常压下)
润滑油流量Q
进油温度T1 油冷却器热交换量
出油温度T2
油冷却器热交换量P 油冷却器热交换量P
油冷传热系数K 冷却风进口温度T3(环境温度) 油冷却器换热面积A 冷却风出口温度T4 油和冷却风之间的平均温差△t 油冷却器换热面积A 空气比热容C(标准大气压下,20℃)
W kg/(m2.s) m/s MPa mm m2 m2 个 mm mm m m m
46#/ 0.7MPa空气密度
Байду номын сангаас
制冷工程常用计算公式
满载电流(三相)
FLA
A
FLA=N/√3 UCOSφ
9
新风量
L
CMH
Lo=nV
10
送风量
CMH
空气冷却:
L=Qs/〔Cp*∝*(T1-T2)〕
11
风机功率
KW
N1=L1*H1/(102*n1*n2)
12
水泵功率
N2
KW
N2= L2*H2*r/(102*n3*n4)
13
水管管径
D
mm
D=√4*1000L2/(π*v)
注:
1大气压力=101.325 Kpa
水的气化潜热=2500 KJ/Kg
水的比热=1 Βιβλιοθήκη cal/kg·℃水的比重=1 kg/l
TR+制冷量
2
显热量
QS
Kcal/h
空气冷却:
QS=Cp*∝*L*(T1-T2)
3
潜热量
QL
Kcal/h
空气冷却:
QL=600*∝*L*(W1-W2)
4
冷冻水量
V1
L/s
V1= Q1/(4.187△T1)
C—50%负荷时单位能耗KW/TR
D—25%负荷时单位能耗KW/TR
N—制冷机组耗电功率KW
U—机组电压KV
COSφ—功率因数0.85~0.92
N—房间换气次数次/h
V—房间体积m3
Cp—空气比热(0.24kcal/kg℃)
∝—空气比重(1.25kg/m3)@20℃
L1—风机风量L/s
H1—风机风压mH2O
V—水流速m/s
n1—风机效率
n2—传动效率
(直连时n2=1,皮带传动n2=0.9)
冷水机制冷量常用的三个计算公式
冷水机制冷量常用的三个计算公式
1.一、温差流量法
Q=Cp.r.Vs.∆T
Q:热负荷(KW)
Cp:定压比热(KJ/kg.℃) 如: 4.1868KJ/Kg.℃r:比重量(Kg/m3)如:1000Kg/m3
Vs:水流量(m3/h) 如:1.5m3/h
∆T:水温差(℃)
∆T=T2 (出入温度)-T1 (进水温度)=10℃
例: Q=Cp.r.Vs.∆T
=4.1868x1000x1.5x10/3600
=17.445(kw)
2.二、时间温升法
Q=Cp.r.V.∆T/H
Q:热负荷(KW)
Cp:定压比热(KJ/Kg.℃)如:4.1868KJ/Kg.℃r:比重量(kg/m3) 如:1000kg/m3
V:总水量(m3) 如: 0.5m3
T:水温差(℃)
∆T=T2-T1=51℃
H:时间 (h) 如:1h
例:Q=Cp.r.V.∆T/H
=4.1868x1000x0.5x5/3600
=2.908(kw)
3.三、能量守恒法
Q=W入一W出
Q:热负荷(KW)
W入:输入功率(KW) 如:4kw
W出:输出功率(kw) 如: 0.3kw
例:Q=W入—W出=4-0.3=3. 7(kw)
4.4
选择适合自己工厂用的冷水机组必须要了解冷水机的制冷量、冷冻水量、热效率和水箱容量、温控精度、水质要求和水循环系统材质要求等,这样才能更好的使用冷水机组。
初冷器计算公式
初冷器计算公式
初冷器的计算公式涉及到多个因素,具体如下:
1. 过热度:实际温度 - 压力对应饱和温度。
例如,吸气压力所对应的饱和温度是度,则此时的吸气过热度是30 - = 度。
2. 过冷度:冷凝压力对应饱和温度 - 冷媒实际温度。
例如,冷凝器出液压力是,所对应的饱和温度是度,则阀前过冷度为 - 45 = 度。
请注意,以上计算是以汽车空调最常用的制冷剂R134a为例计算出来的,
如果制冷剂类型不同,则最终计算结果就完全不同。
如需更多初冷器的相关计算公式和具体操作,建议咨询相关行业的专业人士。
横式计算
第二章 初冷器的设计横管初冷器是一个带有换热管水平布置的垂直的壳管式热交换设备。
具有直立长方形的外壳。
本体的两个相对的垂直壁是管板,管板上固定有换热管。
碳钢管用扩管方式固定在管板内,而耐腐蚀钢管缩管圈焊进行固定。
沿着冷却器的高度,钢管以单独的管束(流路)配置。
邻近的管束朝不同的方向倾斜。
管束的一对邻接端用一个总盖板从外面覆盖,盖与管板(冷却器壁)用软垫圈密封。
盖和管板一起形成溢流水室。
管道以间距略有增大的方式配置。
稀疏的管束可降低来自煤气气流侧的流体阻力。
冷却器的平壁用加强筋(和由管子做的内部锚定拉杆) 从外面和从里面加固。
煤气入口连接管配置在冷却器盖的上面,煤气出口连接管配置在本体底部。
水入口连接管安装在下面的水室内,水出口连接管, 在上面的水室内。
聚集在冷却器下部的冷凝液沿斜底流向冷凝液出口连接管。
2.1 横管式初冷器热量衡算 煤气处理量:hm 37134624365340313.11400000=⨯⨯⨯假设用3台初冷器,则每台处理量为:m h m 332400023782371346≈=原始数据:焦炭量140万吨 初冷入口温度82℃初冷出口23℃ 煤气处理量:24000m 3/h 上段循环水冷却 煤气82℃→30℃ 循环水 28℃→41℃ 下段低温水冷却 煤气30℃→23℃ 低温水 16℃→22℃ 下段喷洒液流量 34m 3/h 2.1.1上段热量衡算 2.1.1.1水汽放出热量hkJ h kJ Q 456535361000)1868.43043.02258(75.44)1868.482438.02258(8.832240001=⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯=2.1.1.2煤气放出热量h kJ h kJ Q 177********.1)3082(240002=⨯-⨯=2.1.1.3焦油气放出热量(假设有85%的轻质焦油经初冷器上段冷凝析出) 初冷器冷凝焦油量:hkJ h kJ Q 1415853)]30340.14384.368()85.01()82407.14384.368[(33513=⨯+⨯--⨯+⨯=368.4384——焦油汽化潜kJ/kg1.407,1.340 ——0℃分别至82℃和30℃的焦油平均比热容 kJ/kg.℃2.1.1.4喷洒液释放热量上段喷洒液进出口温差变化不大,可忽略不计 2.1.1.5合计()h kJ h kJ Q Q Q Q 488459171415853177652845653536321=++=++=放其中焦油气释放热量占总量的,亦可忽略不计放03101.03=Q Q 冷却水量计算(取初冷器向外界热损失为总放热的2%)m Q L 314361000174.4304002.01=⨯⨯--⋅=)()(放 4.174 —— 相关温度区域水的比热容 1000 ——水在相关区域的密度 40.30 —— 初冷器上段出口、进口水温 2.1.2下段热量衡算 2.1.2.1水汽放出热量h kJ h kJ Q 134********)238.12258(6.20)308.12258(75.44240001=⨯+⨯-⨯+⨯⨯=44.75—— 23℃和34℃时1m 3干煤气经水蒸汽饱和所含水汽量 g 2258——水汽化潜热1.8——相关区间水蒸汽的平均比热容 kJ/kg.℃2.1.2.2煤气放出热量()h kJ h kJ Q 2391484235.12330240002=⨯-⨯=2.1.2.3喷洒液放出热量h kJ h kJ Q 449419178.4)3740(996363=⨯-⨯⨯=36——喷洒液流量 m 3/h996——相关温度区间水的平均密度 kg/m 3 4.178——相关温度区间水的平均比热容 kJ/kg.℃ 2.1.2.4合计h kJ Q Q Q Q 2034832321=++=放2208.020348324494193==放Q Q2.1.2.5冷凝水量计算(由于下段冷凝器煤气温度同环境温度接近,初冷器本身对外散热可忽略不计)h m h m Q L 331.10010001842.41622=⨯⨯-=)(放16,22——冷水进出口水温 ℃4.1842 ——相关温度区域水的比热容 kJ/kg.℃ 2.2传热系数及换热面积计算m t KS Q ∆=在初冷器内进行煤气冷却的同时,还进行着水汽冷凝、焦油气的冷凝及冷凝液的冷却。
冷却器计算
P主=16kW T油入=48(O C)
P循环=0kW T油出=42(O C)
T水入=32(O C)
T水出=33.7(O C)
传热系数K=400(Kcal/m2h O C)
Q=106(L/min)
C比热=0.45(Kcal/Kg O C) Hr<H油泵可以比实际温度高一些输送流量
H r=13760千卡/小时H油=15455千卡/小时
Q水=168L/min t m=12.0(O C)
换热面积F= 3.2m2*输入变量符号:
*P主-主泵发热功率(kw)
*P循环-循环泵发热功率(kw)
*Q-循环泵流量(升/小时)
*T1-油流入温度(°C)
*T2-油流出温度(°C)
*T3-水流入温度(°C)
*T4-水流出温度(°C)
*k-传热系数(冷却器)
多管式:350~400,取K=350
翅管式:>400,取K=400
板式:K=320~710(HLP/HFD)双流层取K= K≥1000(HFC ) 双流层取K=10
K≥1400(HFA ) 双流层取K=14 Hr-损耗热量(千卡)
H油-热平衡热量(千卡)
Q水-散热需水量(升/小时)
t m-对数公差(°C)
F-换热面积(m3)
C-比热容(KJ/Kg°C):
矿油型液压油(HLP):1.88 △t=36Hr/Q(另一水乙二醇(HFC):3.35 △t=17.2Hr/Q
磷酸酯(HFD):1.34 △t=36Hr/Q
水:4.18 △t=14Hr/Q水(Q
1cal=4.1868J。
煤气初冷及硫酸铵制取
设计说明从焦炉炭化室生成的荒煤气需在化学产品回收车间进行冷却、输送,回收煤焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品,同时净化煤气。
我在焦炉煤气初冷时采用半负压操作系统,这样有利于吸收氨、苯族烃等,增大吸收推动力,有利于提高吸收率和回收率。
对于硫酸铵制取工艺,采用喷淋式饱和器生产硫酸铵的工艺,并以饱和器母液生产粗轻吡啶。
用栲胶法除去硫化氢和氰化氢杂质,以洗油方法吸收苯族烃。
1. 物料衡算:①计算基准的确定:②计算过程中的原料消耗及物料输出量(包括参加及不参加反应之物料、杂质等各项);③列出主要设备的输入及输出物料平衡表(包括物料名称、工业品组成、分子量、成品重量等各项);④饱和器的物料平衡图(原料及产品重量、物料损失等);2. 热量衡算(以物料衡算为基础):①需明确物料进入设备入口温度,列出热量衡算方程;②计算各物理或化学变化吸收或放出的热量,特别是潜热及反应热的计算;③对反应器须计算各物料进出口温度,及反应器内部温度;换热器计算原料及冷却(加热)介质进、出口温度;④热量平衡,选择传热结构,计算传热面积。
此设计以喷淋式饱和器为主设备进行计算,主要附属设备有除酸器、结晶槽、沸腾干燥器等。
对于饱和器需要得出其煤气进口管直径、中央煤气管径、饱和器的高度和直径,同时计算了除酸器和干燥器的管径、内径。
图纸三份,分别为喷淋式饱和器生产硫酸铵工艺流程图、喷淋式饱和器设备图、初冷器图。
Design Notes Waste gas generated from the coke oven coking chamber need for cooling in chemical products recovery plant, transportation, recovery of coal tar, ammonia, sulfur, benzene family hydrocarbons and other chemical products, while purifying the gas.Cold coke oven gas to the semi-vacuum operating system, it is a good absorption of ammonia, benzene family hydrocarbons, increasing the absorption driving force to help improve the absorption rate and recovery.Ammonium sulfate system to take the process, the process of spray saturator to produce ammonium sulfate, and saturator mother liquor production of crude light pyridine.Tannin extract impurities to remove hydrogen sulfide and hydrogen cyanide, benzene family hydrocarbon wash oil absorption.(1) the material balance:① calculate the baseline to determine:② calculate the consumption of raw materials and materials in the process output (including participation in and do not participate in all of the response of materials, impurities, etc.);(3) lists the major equipment input and output material balance (including the material name, the industrial position, molecular weight, finished weight);Equilibrium diagram of the ④ saturated materials (raw materials and product weight, material loss, etc.);2 heat balance (material balance based):① require explicit material into the device inlet temperature, listed in the heat balance equation;② Calculation of the physical or chemical changes in the absorption or release of heat, especially the calculation of latent heat and heat of reaction;③reactor required to calculate the inlet and outlet temperatures of the various materials, and the reactor internal temperature; medium into the heat exchanger to calculate the raw materials and cooling (heating) and outlet temperature;(4) the heat balance, select a heat transfer structure, calculate the heat transfer area.This design spray saturator-based device to calculate the main ancillary equipment acid removal device, crystallization, boiling dryers.Saturation needs to e to the height and diameter of the gas inlet tube diameter, the central gas pipe diameter, saturated, and the calculated diameter, inside diameter, in addition to the acid and dryers.Drawing three, respectively, for the spray saturator production of ammonium sulfate process flow chart diagram of the spray saturator equipment, Primary Cooler map目录主要符号说明3引言41 焦炉煤气初冷工艺71.1 集气管冷却71.2 初冷器冷却71.3 煤气的直接冷却工艺92 初冷工艺的计算112.1 集气管的物料平衡和热计算112.1.1 物料衡算112.1.2 集气管的热量衡算132.2 横管初冷器热量和物料衡算172.2.1 横管初冷器的物料衡算172.2.2 横管初冷器的热量衡算192.3主要设备计算232.4 剩余氨水量的计算293 硫酸铵制取工艺314 硫酸铵工艺计算344.1物料衡算344.1.1氨平衡计算344.1.2 水平衡的计算354.2 母液最低温度的确定354.3热平衡计算365 硫酸铵生产的主设备的计算416 硫酸铵附属设备的计算456.1 结晶槽456.2 沸腾干燥器456.2.1 沸腾床最低流态化速度的确定476.2.2 干燥器直径的确定486.2.3 干燥器溢流口高度的确定496.3 除酸器496.3.1 除酸器煤气进口尺寸506.3.2 出口管直径506.3.3 除酸器的内径506.3.4 出口管在器内部分的高度507 后续工序的设计说明517.1 中和器法提取粗轻吡啶工艺流程517.2 焦炉煤气中硫化氢和氰化氢的脱除517.3 洗油吸收煤气中的苯族烃53设计结果54参考文献55附录56致谢57主要符号说明m3煤气流量t 温度℃蒸汽量 3m kg煤气含氨量 3m g热量 h kJ干煤装入量 h t体积流量 h m 3体积 3m速度 s m直径及高度 m密度 3m kg黏度 s Pa面积 2m热容 kJ/kg ·K热焓 KJ/㎏引 言焦炉煤气的处理采用半负压操作系统,煤气的初冷采用的是横管式间接初冷器。
(仅供参考)冷却器的计算公式
(仅供参考)冷却器的计算公式风冷却器的精确选型方法方法一:功率损耗计算法(最精确的方法)测算现有设备的功率损失,利用测量一定时间内油的温升,从而根据油的温升来计算功率损失。
通常用如下方法求得:PV =△T*C油*ρ油*V/t/60[KW] PV 功率损耗[KW] △T 系统的温升[℃] C油当量热容量[KJ/L],对于矿物油:1.88KJ/KGK ρ油油的密度[KG/L],对于矿物油:0.915KG/L V 油箱容量[L] t 工作时间[min] 例:测量某一液压系统在20分钟内油温从20℃上升到45℃,油箱容量为100L。
产生的热功率为:PV = 25*1.88*0.915*100/20/60 =3.58[KW] 然后按系统正常工作的最佳期望油温来计算当量冷却功率:P01= PV / (T1-T2)*η[KW/℃] P01 当量冷却功率T1 期望温度T2 环境温度η安全系数,一般取1.1 假如该系统的最佳期望油温为55℃,当时的环境温度为35℃ P01 =3.58*1.1/(55-35)=1.97[KW/℃] 最后按当量冷却功率来选择所匹配的冷却器。
方法二:发热功率估算法(最简单的方法)一般取系统总功率的1/3作为冷却器的冷却器功率。
方法三:流量计算法(最实用的方法)A.用于回油管路冷却Q=L*S*ηS =A1/A2 B.用于泻油管路或独立冷却回路冷却Q =L*η式中Q 冷却器的通过量[L/min] L 油泵的吐出量[L/min] S 有效面积比A1油缸无杆腔有效面积A2油缸有杆腔有效面积η安全系数(1.5 ~ 2),一般取1.8,液压油黏度越大则安全系数越大。
对于需要配置或改装液压冷却系统的机动车辆,计算出液压系统单位时间内的热损耗,即系统的发热功率Pv,然后结合你需要的油温期望值T1,对照风冷却器的当量冷却功率P1曲线图,选择与之匹与的型号。
这是普遍使用的计算方法。
必须注意,在测定系统单位时间内油的温升时,要区分是否有冷却器在工作,该文所指的工况是系统没有冷却器时油的温升。
冷却器的设计选型计算公式
冷却器的设计选型计算公式在工业生产中,冷却器是一种非常重要的设备,它可以将热量从一个地方传递到另一个地方,从而实现对工艺流体的冷却。
冷却器的设计选型是非常关键的一步,它需要考虑到流体的流速、温度、压力等因素,以确保冷却器能够正常工作并满足生产需求。
在进行冷却器的设计选型时,需要使用一些计算公式来进行计算,下面我们就来介绍一些常用的冷却器设计选型计算公式。
1. 冷却器的传热面积计算公式。
冷却器的传热面积是决定其传热效果的关键因素,传热面积的大小将直接影响到冷却器的工作效率。
传热面积的计算公式为:\[A = \dfrac{Q}{U \times \Delta T}\]其中,A为传热面积,Q为传热量,U为传热系数,ΔT为温度差。
传热量Q可以通过流体的流速、温度等参数来计算,传热系数U则需要根据冷却器的具体结构和材料来确定,温度差ΔT则是流体进出口温度的差值。
2. 冷却器的冷却水流量计算公式。
冷却器通常需要通过冷却水来进行散热,冷却水的流量大小将直接影响到冷却器的冷却效果。
冷却水流量的计算公式为:\[Q = mc\Delta T\]其中,Q为冷却水的流量,m为冷却水的质量流量,c为冷却水的比热容,ΔT 为冷却水的温度差。
冷却水的质量流量m可以通过冷却器的散热量和温度差来计算,冷却水的比热容c则是一个常数,温度差ΔT则是冷却水的进出口温度的差值。
3. 冷却器的压降计算公式。
冷却器在工作过程中会产生一定的压降,压降的大小将直接影响到冷却器的流体流速和流量。
压降的计算公式为:\[ΔP = f \dfrac{L}{D} \dfrac{ρV^2}{2}\]其中,ΔP为压降,f为摩擦系数,L为管道长度,D为管道直径,ρ为流体密度,V为流体流速。
摩擦系数f可以通过流体的雷诺数来计算,管道长度L和直径D则是冷却器的结构参数,流体密度ρ和流速V则可以通过流体的物性参数和流量来计算。
4. 冷却器的热阻计算公式。
冷却器的热阻是决定其传热效果的另一个关键因素,热阻的大小将直接影响到冷却器的传热速率。
冷却器的计算公式
冷却器的计算公式冷却器(也称为散热器)是用于降低热量的设备。
它通常由一系列管子或片状元件组成,通过使冷却介质(通常是气体或液体)流过这些元件,从而将热量传递到周围环境中。
冷却器的计算公式主要包括热传导公式和换热系数公式。
1.热传导公式:热传导是指热量通过物质内部的传导方式传递。
冷却器的热传导公式可用来计算在热传导过程中的热量传递。
通常使用傅立叶热传导定律来计算冷却器的热传导。
傅立叶热传导定律:根据傅立叶热传导定律,热传导速率(Q)正比于温度梯度(ΔT)和传导面积(A),反比于传导长度(L),同时与物质的热导率(k)有关。
可以表示为以下公式:Q=(k*A*ΔT)/L其中:Q为热传导速率(单位为瓦特/W)k为物质的热导率(单位为瓦特/米-开尔文/W·mK)A为传导面积(单位为平方米/m^2)ΔT为温度梯度(单位为开尔文/K)L为传导长度(单位为米/m)2.换热系数公式:换热系数用于描述冷却介质在冷却器中的传热能力。
换热系数受冷却介质的性质以及冷却器管子或片状元件的形状和材料等参数的影响。
在实际应用中,换热系数通常需要通过实验来确定。
一般情况下,换热系数可以用以下公式表示:Q=h*A*ΔT其中:Q为热传导速率(单位为瓦特/W)h为换热系数(单位为瓦特/平方米-开尔文/W·m^2K)ΔT为温度梯度(单位为开尔文/K)A为传导面积(单位为平方米/m^2)需要注意的是,换热系数与热导率是不同的概念。
热导率描述的是物质本身的热传导能力,而换热系数描述的是冷却器中冷却介质的传热能力。
在实际应用中,冷却器的计算还需要考虑其他因素,如冷却介质的流速、冷却介质的温度、冷却器的结构和设计等。
因此,以上的计算公式只是冷却器计算中的一部分,并不能完全涵盖所有的情况。
在实际设计过程中,通常需要进行具体的参数分析和实验验证来确定最合适的计算公式和参数值。
冷却器计算公式范文
冷却器计算公式范文冷却器是一种用于降低物体温度的设备,常用于工业生产中的散热,例如汽车引擎散热器和空调系统中的蒸发器。
冷却器的计算公式通常涉及热传导、换热系数、流体流速等参数。
以下是冷却器计算的一般公式和相关概念的详细解释。
一、热传导计算公式冷却器中的热传导计算通常使用热传导定律来求解,热传导定律表示热量在两个接触物体之间传递的速率与温度差、热传导系数以及两者之间的距离有关。
一般而言,热传导计算公式如下:Q=k*A*ΔT/d其中,Q代表热量传递速率,k是热传导系数,A是传热面积,ΔT是两个表面间的温度差,d是两个表面之间的距离。
二、换热系数计算公式换热系数是衡量冷却器热量传递效率的一个参数,它表示单位面积上的热量传递速率与温度差的比值。
换热系数的计算公式如下:h=Q/(A*ΔT)其中h代表换热系数,A是传热面积,ΔT是温度差。
换热系数取决于冷却器的具体形状和工作环境等因素。
可以采用实验测量或经验公式来估算换热系数的数值。
三、流体流速计算公式流体流速是冷却器中流体传热过程的重要参数之一、流体流速计算公式如下:v=Q/(ρ*A)其中v代表流速,Q是热量传递速率,ρ是流体密度,A是流体的横截面积。
流速的大小影响冷却器的散热效果,通常可以通过调节流速来调整冷却器的工作温度。
四、其他影响因素除了上述计算公式,冷却器的设计还需要考虑其他一些因素,例如流体的比热容、流速分布、管道设计和应力分析等。
-流体的比热容:指的是单位质量的流体升高1摄氏度所需的热量,比热容越大,热量的传递效率就越高。
-流速分布:流速分布的均匀性对于冷却器的散热效果有很大的影响,通常需要通过合理的设计来实现流速的均匀分布。
-管道设计:管道设计涉及流体的流动阻力和压力损失等问题,需要根据具体工况进行合理的设计。
-应力分析:冷却器在工作过程中还会受到热膨胀和压力变化等因素的影响,需要进行应力分析来保证结构的安全性。
综上所述,冷却器的计算公式涉及热传导、换热系数和流体流速等参数。
焦炉集气管
1 引言在焦炉炼焦过程中,会有大量的荒煤气产生,荒煤气由集气管收集,通过输气管网由鼓风机送往后续工段处理。
由于产气量随结焦时间而变化,集气管中的压力不断改变,特别是在炭化室进行推焦、装煤时会造成集气管压力大幅波动。
当炉体内操作形成负压时,空气就会从炉门、炉盖等处进入炉体,导致焦炭燃烧、灰分增加、焦炭质量下降。
进入的空气还会同炉体建筑材料发生化学反应,导致炉体剥蚀,缩短炉体使用寿命;空气还会促使荒煤气燃烧,使煤气系统温度增高,从而加重了冷却系统的负担,产生不必要的能源消耗。
当炉体内的压力过高时,荒煤气将会从炉门、炉盖等处冒出,一方面造成跑烟冒火,污染环境;另一方面降低了荒煤气的回收率,造成能源的浪费[1]。
综上所述,集气管压力的稳定不但影响焦炭的质量,也关系到焦炉的寿命。
所以我们必须对集气管压力进行控制,使其维持在设定的压力范围内,考虑到焦炉集气管压力控制对象的数学模型难以建立,本文以湘钢焦化厂工艺过程控制技术改造项目为研究对象,利用经典控制与智能控制相结合进行集气管压力的控制。
2 工艺分析2.1 工艺流程目前湘钢焦化厂现有四座焦炉、三台初冷器(2开1备)以及四台鼓风机(2开2备)。
由于中间的闸阀都关死了,整个系统可以看成两套独立的系统Ⅰ和系统Ⅱ。
系统Ⅰ包括1#初冷器、1#和2#鼓风机(1开1备),连接1#和2#焦炉;系统Ⅱ包括3#初冷器、3#和4#鼓风机(1开1备),连接3#和4#焦炉,系统Ⅰ和系统Ⅱ鼓风机输出端合并,2#初冷器备用。
焦炉煤气从各炭化室通过上升管,并在上升管被循环氨气冷却到80~90°C,然后进入集气管。
在气液分离器与焦油、氨水分离,进入初冷器,在初冷器冷却到35~40°C,然后通过鼓风机送往下道工序。
如图1所示。
2.2 影响集气管压力的因素通过分析,影响焦炉集气管压力的因素[2]:①炭化室内间歇地装煤和推焦对集气管压力产生较大的冲击;②各焦炉之间的相互耦合,在器前吸力稳定的情况下,任一焦炉压力的波动,都会影响另一焦炉压力;③器前吸力变化的影响,在鼓风机抽力不变的情况下,机后设备的阻力发生变化或煤气用户的用量发生变化时,都会引起机后压力的变化,进而引起器前吸力的变化,在煤气发生量稳定的情况下,该吸力势必引起集气管压力的波动;④结焦时间的变更和加热制度的变化使得产气量存在明显波动;煤的成分、装煤量的变化以及实际推焦时间的变化也会影响到集气管的压力变化;⑤循环氨水流量和温度的变化,荒煤气冷却系统是否畅通、阻力大小也影响压力的稳定及气量传输的动态特性,鼓风机入口排液系统、鼓风机后管线是否畅通直接影响压力系统的稳定;⑥荒煤气的温度高低直接影响输气系统正常运行,过高时风机负荷加重且易发生危险,过低时则会导致冷却系统结萘;⑦炉门、炉盖密封不严引起集气管压力降低;⑧氨水量的变化形成瀑布,从而增加荒煤气的流动阻力。
2024焦化厂生产调度日报表
数量
PH 6--9
污水出水
≤10
≤0.3 ≤50
≤80
≤2.5
6--9
名称 焦油 硫铵 硫璜 粗笨 焦炭 外供煤气 生产运行情况:
入库 吨 吨 吨 吨 吨 m3
出库
销售
异常情况处理结果:
领导批示: 领导批示落实情况:
外观 白色晶体,或略带蓝色
氮含量≥ 21
20.25
初冷器前含萘量 1#初冷器后压力 1#初冷器后温度 初冷器后含萘量 2#初冷器后压力 2#初冷器后温度 初冷器前含萘量 3#初冷器后压力 3#初冷器后温度 初冷器后含萘量 4#初冷器后压力 4#初冷器后温度 初冷器后含萘量 电捕器前含焦油
电捕前含氧量 电捕器后含焦油 风机前煤气压力 风机后煤气压力 风机后煤气温度
回炉总管煤气
pa
支管煤气压力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
pa
末端煤气压力
pa
1#炉煤气流量
m3/h
2#炉煤气流量
m3/h
煤气总消耗量
m3/h
2#
日
月
小计
年
累计
总烟道 总烟道 机侧分烟道压力 机侧分烟道温度 焦侧分烟道压力 焦侧分烟道温度 炭化室机侧温度 炭化室焦侧温度 炉顶看火孔压力 化产车间 焦油产量 硫铵产量 粗笨产量 硫璜产量 外供煤气 洗油消耗 硫酸消耗 碱消耗 脱硫剂消耗 初冷器前压力 初冷器前温度 初冷器前含焦油
水分小于
1
排渣洗油
密度20℃ 1.03-1.06 粘度E50小 2.2
于 初馏点
180℃小于 0%
270℃小于 50%
300℃大于 70% 萘含量%小
于 15℃
水分小于
初冷器方案(3)
三台初冷器制安施工方案编制:审核:审批:2022.7.25井陉初冷器施工方案一、工程概况该工程为有限公司 96 万吨捣固焦炉技改项目 3 台横管式煤气初冷器制安,图纸图号为 39.320-1,由化学工业第二设计院设计。
本次要制作 1 台 B 型、 2 台 A 型初冷器,图纸所示为B 型。
单台换热面积 F=5249 ㎡,主体材质 20g、 Q235-A,换热管为 10# 钢管,其中φ38*3 的 3381 根、φ57*3 的 5168 根。
换热管的连接方式为胀接。
外形尺寸为 3985*3300*32045mm。
单台设备净分量为 217.9 吨。
初冷器由六个自然段构成,其本体在公司基地内分三段制作。
自下而上,第一段分量为 71041kg (含换热管 35027kg)由器体底部、换热段 (一)、器体中部三个自然段组成;第二段分量为 81610kg (含换热管 55866kg)由换热段(二)一个自然段组成;第三段分量为46577kg (含换热管 26687kg)由换热段(三)、器体顶部两个自然段组成。
分段制作完后,运至现场进行吊装组焊及安装。
二、项目执行标准JB/T4710-2000 JB/T4730-2005 GB151-1999JB/T4709-2000 《钢制塔式容器》《承压设备无损检测》《管壳式换热器》《钢制压力容器焊接规程》三、施工部署本工程需多工种协调配合作业,管板下料、组对、焊缝探伤、调平完成后,陆续交钳工钻孔。
管板的加工应自下而上进行。
到现场安装主体,之后进行换热管安装、管箱盖安装、管程水压试验、壳程气密试验、设备防腐、总体验收等工作。
四、主要施工方法和措施初冷器分段在厂内分三段制作,主要包括:管板制作、侧板制作、箱体组对、方法兰制作、管箱及管箱盖制作等工序。
安装现场具备组装条件后,器体各段及附件按照顺序挨次运至施工现场。
<一>、关键分部工程的施工技术方法和措施1、管板制作:根据排版图下料,注意避免焊缝错开管孔。
浅谈炼焦煤气初冷器余热利用技术
浅谈炼焦煤气初冷器余热利用技术炼焦过程产生的荒煤气在上升及集气管经循环氨水喷洒降温至82℃,再到煤气初冷器进行冷却至22℃,以将煤气中的水蒸汽、焦油、萘、氨等杂质冷凝冷却下来,实现化产品的回收,降低煤气处理工序负荷。
现北营焦化厂一区煤气初冷器采用横管式,分为三段,自上而下依次为高温水段、中温水段和低温水段。
高、中温段采用中温循环水冷却,煤气的热量为中温循环水带走,通过凉水架排入大气中,既浪费了热量,又增加了中温循环水系统的功耗及循环水用量,而初冷器低温段又需要消耗低温水,增加了燃气或蒸汽高品位能源的消耗,不符合企业低碳绿色转型发展的要求,且一区现有制冷机负荷不能满足生产需求。
1.改造的必要性北营焦化厂一区初冷器为三段结构。
根据初冷器换热面积及煤气量计算,采暖段循环水温度通过科学调节,水温可高达70~73℃,在夏季可利用此温水通过新上超低温制冷机系统实现制冷。
在冬天可直接用于供暖,既回收了循环水余热,又实现了采暖水的闭路循环,既降低了新水消耗,又降低了循环水系统用电负荷,提高了经济效益,降低了生产成本;过度季节仍可使用循环水冷却,保证煤气冷却效果。
新机组设计可以替代原两台蒸汽型机组,达到减少蒸汽耗量目的。
北营焦化厂一区初冷器换热面积及煤气量等基本参数,见表1。
2.余热回收工艺流程、技术方案针对北营焦化厂一区现有制冷机无法满足工艺要求的实际情况,由于目前初冷器一段改造困难,根据厂区现状,研究开发余热制冷机技术。
经探讨及现场核实,在气液分离器与大循环之间加设换热器,换出73-66℃的热水,根据热量计算,可换出700t/h的热水,可选出350万大卡制冷量的机组。
不足部分增加循环氨水换热器,利用循环氨水的余热,循环氨水温度不能太低,控制在73℃以上,夏季氨水循环量为500t/h,温度在85-83℃左右,可换出73-66℃的热水700t/h,同样可选出350万大卡的机组一台,两台热水型机组可完全替代现有的两台350万大卡的蒸汽机组。
低温水计算
1.原始资料1.1一系三段冷却,二系两段冷却。
一系上段:循环水段,煤气82℃→79℃,热水60℃→74℃中段:低温水段,煤气79℃→45℃,循环水32℃→45℃下段:循环水段,煤气45℃→21℃,低温水16℃→23℃二系上段: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℃一系换热面积:1# 2# 3# 4# 6#为5200 m2,5# 7#为3600 m2,K1=237.32kcal/ m2 *℃K2=96.89kcal/ m2 *℃,K3=60.05kcal/ m2 *℃。
二系换热面积:1#2#3#4#5#均为4000 m2K1=220kcal/ m2 *℃K2=100kcal/ m2 *℃。
2.横管初冷器的计算表2-1 煤气在各温度下的总焓及水汽含量2.1 一系初冷塔核算一系,煤气处理量,煤气处理量V气=135000 Nm3/h第一段煤气由82℃冷却到79℃,t均=80.5℃,水温t1=60℃,t2=74℃煤气换热前后热量变化:Q1=V气*(526.768-445.44)=14930000kcal/h 煤气82→79热水74←608 19冷凝液量:V液=V气*(832.8-661.0)/1000=23190Kg/h冷凝液带出热量::Q2=V液*t均=1867000kcal/h冷却水量:G1=(Q1-Q2)/(t2-t1) =932900kg/h△t1=(19-8)/ln(19/8)=12.717℃换热面积:F1=G1*(t2-t1)/(k*△t)=4328 m2第二段,煤气由79℃冷却到45℃,t均=62℃;水温t3=32℃,t4=45℃。
煤气换热前后热量变化:Q1=V气*(445.44-68.02)=50950000kcal/h 煤气77→40循环水45←3232 8冷凝液量:V液=V气*(661.0-84.1)/1000=77880Kg/h冷凝液带出热量:Q2=V液*t均=4829000kcal/h冷却水量:G2=(Q1-Q2)/ (t4-t3) =3548000kg/h换热面积:△t2=(32-8)/ln(32/8)=21.843℃F2=G1*(t4-t3)/(k2*△t2)=21790 m2第三段,煤气由45℃冷却到21℃,t均=33℃;水温t5=16℃,t6=23℃。
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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
2.2
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℃78.5→38
传热系数K=200 kcal/m2.h[210 kcal/m2.h] 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)
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≈1998m3/h
●温差△t=(35-10)/ln(35/10)=19.956℃80→38
传热系数K=200 kcal/m2.h[250 kcal/m2.h]{ 220 kcal/m2.h } 45←28
35 10
●面积=1998238X17/(200X19.956)=8511m2[6809 m2]{ 7737 m2}
2.5.2低温水段:同上
2.5.3所需总面积:8511+2201=10712m2,共三台,每台5000 m2。