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第一篇 工业炉设计基础资料3

第一章 燃料及其燃烧计算3

第一节 燃料的种类和成份分析3

1-1 燃料的种类及性质3

1-2 燃料的成份分析和发热量6

第二节 燃料的燃烧计算15

2-1 液体燃料的燃烧计算15

2-2 气体燃料的燃烧计算17

2-3 燃烧产物的热焓19

2-4 最高燃烧温度tmax23

2-5 按烟气成份求空气过剩系数α24

第二章 传热计算25

第一节 概述25

第二节 辐射传热的基础理论26

2-1 辐射传热的基本概念26

2-2 热辐射的几个基本定律28

2-3 辐射传热的基本公式30

2-4 角系数？31

2-5 黑度ε37

2-6 系统黑度εn44

2-7 总辐射能到达率φ47

第三节 关于管式炉传热的若干问题47

3-1 管式炉传热过程的分析47

3-2 炉管管排上非均匀辐射热的计算48

3-3 炉子的热效率、总热负荷分配和燃料耗量的计算60

3-4 辐射室的计算61

3-5 炉管管壁温度tt和热强度qR63

第四节 罗波-伊万斯辐射室传热计算方法69

4-1 引言69

4-2 辐射室的辐射传热方程式69

4-3 辐射室的对流传热方程式70

4-4 辐射室内燃烧气体的温度Tg71

4-5 辐射室总传热量QRT的计算与校核73

4-6 辐射室炉管热强度qRT和管壁温度tt的计算与校核73

4-7 罗波——伊万斯法计算程序73

第五节 别洛康辐射室传热计算方法75

5-1 引言75

5-2 别洛康法基本计算方程式及其推导75

5-3 辐射管有效传热面H？和当量绝对黑表面Hs77

5-4 辐射管的热强度和管壁温度的计算79

5-5 辐射室的直接辐射系数μ和传入辐射管的热量Qp的校核80

5-6 辐射管实际平均热强度qH实的计算与校核81

5-7 别洛康法计算顺序81

第六节 巴赫希扬辐射室传热计算方法81

6-1 引言81

6-2 辐射室传热计算的基本方程式及其推导82

6-3 辐射室传热计算基本方程式的剖析84

6-4 辐射室传热计算方程式的求解和讨论85

6-5 角系数ρ的求取86

6-6 辐射室传热计算方程式中计算参数的确定94

6-7 计算顺序96

第七节 对流室传热计算97

7-1 引言97

7-2 平均温差θm的确定98

7-3 对流室尺寸的初步确定99

7-4 烟气预热进辐射室物料时的传热系数K的求取99

7-5 对流管表面积HK及管排数N的确定104

7-6 其它场合传热系数K值的确定104

7-7 对流管表面热强度qK106

第三章 炉子气体流动阻力的计算与烟囱的设计108

第一节 燃烧气体的流动阻力108

1-1 各通道流动摩擦阻力的计算108

1-2 局部阻力计算108

1-3 气流通过换热设备的阻力计算114

1-4 烟气下行时的阻力117

1-5 总阻力的计算117

1-6 强制通风式管式炉计算一例119

1-7 烟道的设计120

第二节 烟囱的设计120

2-1 烟囱的型式120

2-2 烟囱直径与高度121

2-3 引风机和鼓风机的选定123

第四章 燃烧器125

第一节 燃烧器的分类125

第二节 燃烧器的型式及性能126

2-1 气体燃烧器126

2-2 液体燃烧器148

2-3 油-气联合燃烧器163

2-4 燃烧器的选用168

第三节 燃烧器的计算174

3-1 对燃燃器的基本要求174

3-2 输入管道的计算174

3-3 液体燃烧器的计算175

3-4 机械雾化燃烧器的计算178

3-5 气体燃烧器的计算180

第四节 燃烧器的计算例题188

4-1 外混式蒸汽雾化燃烧器计算例题188

4-2 压缩空气雾化（内混式）燃烧器的计算例题190

4-3 离心式机械雾化燃烧器计算例题192

4-4 低压空气雾化燃烧器的计算例题194

4-5 板式无焰燃烧器的计算例题195

第五章 材料200

第一节 金属材料201

1-1 耐热不起皮钢201

1-2 耐热铸铁204

1-3 工业炉管、猪尾管、集气管的用材204

第二节 非金属材料217

2-1 耐火材料217

2-2 保温及隔热材料246

第六章 炉墙结构252

第一节 概述252

1-1 一般工业炉炉墙的作用252

1-2 炉墙的分类252

第二节 炉墙的传热计算252

2-1 耐火墙的表面温度252

2-2 炉墙的结构和材料253

第三节 耐火砖墙结构254

3-1 按竖墙的压载荷来决定许用高度254

3-2 竖向炉墙254

3-3 炉顶挂砖255

3-4 拐角处挂砖255

3-5 火墙255

第四节 耐热混凝土炉墙结构259

4-1 概述259

4-2 耐热混凝土衬里的结构和施工259

第五节 工业炉砌筑260

5-1 砌体分类及泥浆配制260

5-2 砌体膨胀缝262

5-3 拱的砌筑262

第七章 工艺计算常用数据266

第一节 沸点、平均分子量、平衡常数266

1-1 石油馏份的平均沸点266

1-2 石油馏份的平均分子量266

1-3 气液相平衡常数267

第二节 比重和密度274

2-1 燃料油比重274

2-2 常用烃类液体的比重274

2-3 液态混合物比重274

2-4 气体密度274

2-5 气液混合相的密度γm278

第三节 比热、绝热指数279

3-1 液体比热279

3-2 气体比热279

3-3 混合物的比热Cm279

3-4 气体的绝热指数280

第四节 热能288

4-1 蒸发潜热288

4-2 生成热288

4-3 燃烧热288

第五节 焓297

5-1 石油馏份的焓297

5-2 氢及其它常用气体的焓297

5-3 烃类气体的焓297

5-4 混合物的焓的计算297

第六节 导热系数301

6-1 液体的导热系数301

6-2 气体的导热系数302

第七节 粘度312

7-1 液体粘度312

7-2 气体粘度312

第二篇 几种常用工业炉的设计第一章 管式裂解炉325

第一节 概述325

1-1 概况325

1-2 影响石油烃裂解的主要因素325

1-3 管式裂解炉发展概况332

1-4 常用管式裂解炉简介332

第二节 工艺计算及例题335

2-1 工艺计算的条件335

2-2 物料平衡335

2-3 热量平衡338

2-4 热负荷分配340

2-5 燃料消耗量计算340

2-6 挡墙温度估算341

2-7 辐射段计算341

2-8 对流室计算345

2-9 管内阻力降351

2-10 停留时间355

2-11 烟囱高度计算355

第三节 结构设计356

3-1 几种炉型的结构364

3-2 炉内部件的设计364

3-3 炉外部件373

3-4 弹簧吊架及计算376

第二章 烃类加压蒸汽转化炉379

第一节 烃类蒸汽转化技术发展简介379

1-1 国外烃类蒸汽转化技术发展动向379

1-2 国内蒸汽转化制合成气发展概况382

1-3 炉型比较382

第二节 影响转化炉设计的因素385

2-1 原料气的成份385

2-2 压力和温度的影响385

2-3 水碳比和空速的影响386

2-4 反应热和热量沿炉管长度方向的分布386

2-5 流量分配和转化管压力降的关系386

2-6 炉管长度和直径的确定387

第三节 蒸汽转化炉的设计计算387

3-1 设计要求说明387

3-2 物料衡算388

3-3 热量衡算389

3-4 辐射室计算390

3-5 热效率393

3-6 对流室传热计算393

3-7 一段转化炉计算例题396

第四节 转化炉管结构及计算412

4-1 炉管的材料412

4-2 炉管的结构412

4-3 猪尾管的设计413

4-4 转化炉管的计算415

第三章 蓄热式裂解炉417

第一节 概况417

1-1 国内概况417

1-2 国外概况419

第二节 蓄热炉工艺计算的主要任务422

第三节 蓄热炉工艺计算基础数据的确定422

第四节 燃料的燃烧423

4-1 加热或裂解原料所必需的热量及燃料量423

4-2 理论燃烧温度及实际燃烧温度的计算424

第五节 蓄热炉的蓄热原理及热工计算424

5-1 蓄热层内温度的变化424

5-2 格子砖的利用系数427

5-3 蓄热层的热交换428

5-4 蓄热层中的对流传热429

5-5 蓄热层中的辐射传热430

5-6 平均温度差431

5-7 蓄热层格子砖面积计算431

第六节 制气喷嘴与燃烧喷嘴的计算432

第七节 燃烧室尺寸的计算432

第八节 蓄热炉的阻力计算433

8-1 蓄热炉的阻力计算433

8-2 烟囱的设计433

第九节 蓄热炉结构设计436

9-1 炉子的砌筑436

9-2 耐火混凝土捣制结构437

9-3 蓄热砖排列、种类、材料438

9-4 喷嘴结构、炉壳、附件439

第十节 蓄热炉计算实例443

10-1 工艺流程简要说明443

10-2 工艺计算444

第十一节 蓄热炉简易计算法456

第十二节 其它有关蓄热炉456

12-1 三筒单向逆流式蓄热炉456

12-2 间歇催化转化蓄热炉458