工業(yè)煙氣空氣冷卻器的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1、 水 泥科 技 S CI ENC E AND TECH N0L0GY 0FCEM E NT 工業(yè)煙氣空氣冷卻器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 1空氣 冷卻 器設(shè)計(jì) 準(zhǔn)則 楊 如 順 何 宏 濤 呂忠 明 田 源 ( 合 肥 水 泥 研 究 設(shè) 計(jì) 院環(huán) 保 工 程 公 司2 3 0 0 5 1 )1 ． 1已知 ： 熱 煙氣 的進(jìn) 、 出 口溫 度 t、 t” ； 煙 氣 量 G。根 據(jù)熱 平 衡 計(jì)算 公 式 ( A) 計(jì) 算 出 熱 煙氣 需

2、傳 輸 的熱量 Q 。公式 ( A) ： Q1 一 Gl ·C p·( t一t 1 ” ) ( J ／ s )式 中 G一 熱 煙氣量 ( k g ／ s ) ；C。一 煙氣 比熱 I - j ／ ( k g· ℃ ) ] ；t、 t” 一 熱 煙 氣 的 進(jìn) 、 出 口溫 度 ( ℃ ) 。1 ． 2 假設(shè) ： 冷 卻氣體 的 出 口溫 度 t2 “ o進(jìn) 口溫度 t”為 已知 的環(huán)境 溫度 ， 計(jì) 算

3、 出冷卻 氣體 的溫差 △ ￡。由于冷 卻 氣體 吸熱 量 Q。 一熱 煙氣 需 傳輸 的熱 量 Q， 再 根據(jù) 熱平衡 計(jì)算 公 式 ( B ) 計(jì) 算 出需要 的冷 卻氣 體量 G。 。公 式 ( B ) ： Q一 G· C p·( t 2 一 t 2 ” )一 O 2· C2·A t2 ( J ／ s )式 中 G冷 卻氣體 量 ( k g ／ s ) ；C p一 空氣 比熱 ( J ／ (

4、 k g · ℃ ) ) ；f 2 ” 、 ￡ 2冷卻 氣體 的進(jìn) 、 出 口溫度 ( ℃ ) 。1 ． 3 根 據(jù)熱 煙氣 的進(jìn) 、 出 口溫度 t、 t” 和冷 卻 氣 體 的進(jìn) 、 出 口溫度 t” 、 t以及 冷 卻 器 的冷 卻 形 式 等 內(nèi)容計(jì) 算 出冷 卻器 的傳 熱溫差 ( 溫壓 )。1 ． 4 假 設(shè) ： 傳 熱 系數(shù) ” K” 值 。根據(jù) 熱 平衡 計(jì) 算公 式 ( c ) 計(jì)算出冷卻器的傳熱面積 F 。

5、公 式 ( C ) ： Q — K · F · ( t1 一 t2 )一 K · F · A t ( J ／ s )式 中K 一冷卻 器傳 熱 系數(shù) ( W／ ( m· ℃) ) ；F 一冷卻 器傳熱 面積 ( m ) ；T一 煙氣 流平 均溫度 ( ℃) ；T。 一 冷卻 氣流平 均溫 度 ( ℃) ；一 傳 熱 溫差 ( 溫 壓 ) ( ℃) 。一 2 8 — 1 ． 5 根據(jù)

6、傳 熱 面積 F進(jìn) 行 冷 卻 器 的 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 、 布 置 的設(shè) 計(jì) 。主要 是設(shè) 定 冷 卻管 內(nèi) 、 外 流速 、 直 徑 、 壁 厚 、 數(shù) 量 、 高度 、 排 列形 式 、 冷 卻形式 、 冷卻 風(fēng)機(jī)壓 頭 、風(fēng)量 等參 數(shù)值 。1 ． 6 上述 參數(shù)值 設(shè)定 后 ， 可 以根據(jù) 雷偌 準(zhǔn)則等 方程 式計(jì) 算 出理論傳 熱 系數(shù) “ K ” 值 ， 若 計(jì) 算 出的理論 傳 熱 系數(shù)“K ” 值 和 先前 假 設(shè) 的傳

7、 熱 系數(shù) ” K” 值 誤 差 小 于 1 0 ％， 表 示 冷卻 器 的機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 、 布 置 的設(shè) 計(jì) 符 合 工 藝 降 溫 要 求 ； 否 則 ， 要 重 新 假 設(shè) 的傳 熱 系 數(shù) “ K ” 值 ， 重復(fù)第 1 ． 4 、 1 ． 5 、 1 ． 6步 驟直 至滿 足上 述要 求 為止 。這就是 通常所 指 的逼近計(jì) 算方 法 。相 鄰兩 次假 設(shè) 的傳熱 系數(shù)“K ” ” 值差 “ △ K ” 就是 逼 近計(jì) 算

8、方法 中的“ 步長 ” 。工業(yè) 煙氣 空氣冷 卻器 的設(shè)計(jì) 和計(jì)算 工作量 非常 大 ， 為此我 們根 據(jù)實(shí) 際模塊 和應(yīng) 用 經(jīng)驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 編制 了 計(jì)算 機(jī)應(yīng) 用軟件 ， 采用 逼近 計(jì)算方 法 ， 用 計(jì)算 機(jī)來摸 擬 上述步 驟進(jìn) 行計(jì) 算 。這 樣 ， 既 能 在極 短 的 時(shí) 間 內(nèi) 逼 近“K ” 值 ， 又能避 免人 工 的復(fù) 雜計(jì)算 和 出錯(cuò) 。2空氣 冷卻 器計(jì)算 準(zhǔn)則 首先 ， 我們 根據(jù) 計(jì)算 機(jī) 逼 近 ” K

9、”值 計(jì) 算 方 法應(yīng) 用 軟件得 出 的傳 熱 面 積 F 、 冷 卻 管 內(nèi)／ 外 流 速 、 直 徑 、 壁厚 、 數(shù)量 、 高度 、 排列 形式 、 冷卻形 式 、 單 臺(tái)冷卻 風(fēng) 機(jī)所需 壓 頭和風(fēng) 量 等 參數(shù) 值 進(jìn) 行冷 卻 器 的 結(jié)構(gòu) 、布置 的設(shè) 計(jì) 、 冷卻風(fēng) 機(jī) 的選 型 。其 次 ， 在 已知 的工況 條件下 ， 根據(jù) 已確定 的冷 卻 管參數(shù) 值和 冷卻風(fēng) 機(jī)參數(shù) 值計(jì) 算 出冷 卻器 的實(shí) 際傳 熱 系數(shù)