湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
（1）燃料热值：2847600
（2）燃料显热：100×25×1.05=2756 （3）干空气显热：199×25×1.30=6467
（4）空气中水汽的焓：199×1.293×0.0213×2564=14052.4 （5）干氮空气显热：44.9×25×1.30=1459.25
（6）氮空气中水汽的焓：44.9×1.293×0.0213×2564=3170.6 （7）蒸汽的焓：127.8×0.5×2730＋127.8×0.5×3595=4041675 合计：3279673.25 进项：
（1）吹风气热值：218×1180.78=257410.04 （2）干吹风气显热：218×1.408×600=184166.4 （3）吹风气中水汽的焓：218×0.0154×32931=110555.95 （4）半水煤气热值：214.6×9795.77=2102172.24
（5）干半水煤气显热：214.6×0.534×1.223×600＋214.6×0.466×1.346×200=111011.81 （6）半水煤气中水汽的焓：214.6×0.534×0.25×3696＋214.6×0.466×0.42×2890=227271.5 （7）带出物热值：30030×2=60060 （8）带出物显热：600×1.05×2=1260
（9）灰渣中可燃物热值：34020×2.2＋10500×0.05=75369 （10）灰渣显热：15.2×0.98×200=2858
（11）热损（取燃料发热的8%）2847600×0.08=227808 合计：3359942.94
误差：（3359942.94－3279673.25）/3359942.94×100%=2.3% 4.5 配气计算
配气量计算： 半水煤气中（CO＋H2）：N2取3.1：1 吹风气中CO＋H2=6.56＋3.34=9.90 N2=72.45
半水煤气中CO＋H2=32.1＋43 N2=16.66
设每标准水煤气中配入吹风气量为XNm3 9.90X＋75.1=3.1×（16.66＋72.5X） X=0.1092
100千克燃料制气时半水煤气产量为214.6Nm3 需配入吹风气量为：214.6×0.1092=23.43
100千克燃料实际可制得半水煤气量为：214.6＋23.43=238
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实际半水煤气组成体积% ： CO2=(0.075＋0.1655×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=8.38% O2 =(0.002＋0.0035×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=0.21% CO=(0.321＋0.0656×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=29.58% H2=(0.43＋0.0334×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=39.10% CH4=(0.0054＋0.0076×0.1092)/(1＋0.1092)×100%=0.56% N2=(0.1666＋0.7245×0.1092)/(1＋0.1092)=22.15% 4.6 消耗定额（按每t氨计算） 每吨氨耗半水煤气3300Nm3 （1） 燃料：3300/238×100=1387kg 折合含碳85%的燃料为：1275kg （2）蒸汽：3300/238×127.8=1772kg 4.7 吹净时间核算
配入半水煤气中的吃风气量：23.43Nm3
配入半水煤气中的吹风气量占总吹风气量的百分数：23.43/218×100%=10.74% 吹净时的风量为吹风时的70%，吹净气量占吹风气总量的百分数： （4×0.7）/（26+4×0.7）×100%=10.27%
二者接近，所以每循环吹净时所回收的气量即为配入半水煤气中的吃风气量，吹净百分比合用，所以已定循环时间百分比基本适用。
采用无烟煤，Φ3000（U.G.I）煤气发生炉每台每小时产半水煤气为7500Nm3。
表12 已知数据循环时间及百分比
程序 % 秒
吹风 26 46.8
上吹 26 46.8
下吹 36 64.8
二次上吹
8 14.4
吹净 4 7.2
合计 100 180
根据物料、热量衡算，每100kg无烟煤的生产指标： 生产量：
加氮水煤气：214.6m3 半水煤气：238 Nm3 吹风气：199－23.43=175.5 消耗量：
吹风空气（包括吹净）：199N m3 蒸汽量127.8 Nm3
每个循环平均产半水煤气量：7500×3/60=325N m3 吹风空气流量（吹净时风量为吹风时风量的70%）： 325/238×199×3600/（46.8＋7.2×0.7）=18871.09 Nm3/ h
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加氮空气流量：325/238×44.9×3600/46.8=4716.39N m3/h 蒸汽流量：
上吹蒸汽流量（包括二次上吹）：
325/238×127.8×0.5×3600/（46.8＋14.4）=5132.85N m3/h 下吹蒸汽流量：325/238×127.8×0.5×3600/64.8=4847.69N m3/h 吹风气流量：
325/238×218×3600/46.8=22899.16N m3/h 上行蒸汽流量：
325/238×214.6×0.534×3600/（46.8＋14.4）=9205.10 Nm3/h 下行蒸汽流量：
325/238×214.6×0.466×3600/64.8=7586.64N m3/h 4.8 废热锅炉的热量衡算
4.8.1 设已知条件 1.计算目的：通过热量衡算求处产蒸汽量 2.计算依据（已知条件）
循环各阶段产气量无法计算，只能按其制气时间比例计算
表13 半水煤气组
名称 CO2 CO H2 CH4 H2S N2 O2 组分 8.38 29.58 39.10 0.56 0.02 22.15 0.21 吹风气量
16.55
6.56
3.34
0.76
0.056
72.45
0.35
表14 自动机循环百分比
阶段 吹风 上吹 下吹 二次上吹 吹净 百分比
26
26
36
8
4
（1）计算基准为10kg无烟块煤，基准温度为0℃ （2）100kg无烟块煤可制半水煤气238Nm3 （3）上吹蒸汽分解率为：55.07%
（4）上吹及空气吹净产生的气量占半水煤气总量的百分比： Z=Z1/Z2
Z—上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分比，% Z1—上吹，二次上吹，吹净百分比之和，% Z2—上吹，下吹，二次上吹，吹净百分比之和，% Z=38/74×100%=51.4%
（5）上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比： Z=Z1/Z2
Z—上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比：
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Z1—上吹加二次上吹百分比，%
Z2—上吹，下吹，二次上吹百分比之和，% Z=34/70×100%=48.6%
（6）进废锅的煤气温度：600℃，出废锅的煤气温度为200℃ （7）半水煤气千克分子数：238/22.4=10.63kmol
（8）100kg煤气化时需要蒸汽量：127.8m3化为质量127.8/22.4×18=103kg （9）水的分子量：18
（10）水蒸汽在0℃时的热焓：2499.34kJ
（11）100kg煤气化时需消耗空气：199Nm3或许199/22.4=8.88kmol
（12）废锅进水温度：102℃，产生蒸汽压力为1.180MPa，温度为115℃，蒸汽焓为2415kJ/kg （13）设锅炉的用水量为X千克，产蒸汽量为Ykg，软水进口总固体150ppm，排污水2000ppm （14）煤气与未分解蒸汽混合比热：
0.0838×43.840＋0.2958×29.73＋0.3910×29.106＋0.2215×29.56＋0.0002×37.867＋0.0021×30.920＋0.0056×46.38＋0.486×35.036=47.75kJ
（15）100kg煤气化时所得吹风气产量为218Nm3 4.8.2 热量衡算 1.进热：
（1）上吹及空气吹净产生的气体显热计算：
组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（℃） 比热（kJ） 物理热（kJ） CO2 10.63 × 0.0838 × 600 × 53.596 = 28645.8 H2 10.63 × 0.3910 × 600 × 29.824 = 74375 CO 10.63 × 0.2958 × 600 × 32.9246 = 62114.8 CH4 10.63 × 0.0056 × 600 × 73.930 = 2640.5 H2S 10.63 × 0.0002 × 600 × 47.145 = 60.1 N2 10.63 × 0.2215 × 600 × 32.336 = 45681.9 O2 10.63 × 0.0021 × 600 × 34.805 = 466.2 总计：213984.3
已知上吹及空气吹净产生的气体占半水煤气总量的百分数为：51.4% 所以上吹及空气吹净产生的气体显热为：213984.3×0.514=109987.9 （2）上吹未分解蒸汽的显热计算 显热Q=W/18×（1－η）×G×T（kJ） Q—上吹未分解蒸汽显热， W—蒸汽用量，kg η—蒸汽分解率，% G—半水煤气千克分子数
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T—进废热锅炉煤气的温度，℃
Q=4.2×103/18×（1-55.08%）×10.63×600=68855.4 （3）上吹未分解蒸汽潜热计算 潜热Q=W×（1－η）×i Q---上吹未分解蒸汽潜热。kJ W---蒸汽用量，kg η—蒸汽分解率，%
i---水蒸气在此0℃时热焓，kJ/kg Q=103×（1－55.08%）×2499.3=115636.6 （4）上吹未分解蒸汽的显热和潜热（kJ）： 115636.6＋68855.4=184492
已知上吹未分解蒸汽占未分解蒸汽总量的百分比为48.6%所以为分解蒸汽的显热和潜热为（kJ）：184492×0.486=89663.1 （5）吹风气的显热：
组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（℃） 比热（kJ） 物理热（kJ） CO 8.88 × 0.0656 × 600 × 32.923 = 11507.1 H2 8.88 × 0.0334 × 600 × 29.824 = 5307.3 CO2 8.88 × 0.1655 × 600 × 53.596 = 47260.1 H2S 8.88 × 0.00056 × 600 × 47.145 = 140.7 N2 8.88 × 0.7245 × 600 × 32.336 = 124821.4 O2 8.88 × 0.0035 × 600 × 34.805 = 649 CH4 8.88 × 0.0076 × 600 × 73.930 = 2993.6 总计：192679.2 (6)求锅炉进水显热： Q=X×102×4.234=431.82X Q---锅炉的进水显热 kJ X---锅炉用水量，kg T---锅炉进水温度，℃ 4.234—进水的比热，kJ/kg。℃ 总计：392330.2＋431.82X 2. 出热
（1）上吹及空气吹净气体经废热锅炉后的显热：
组分 千克分子量 组分含量（%） 温度（℃） 比热（kJ） 物理热（kJ） CO 10.63 × 0.2958 × 200 × 29.723 =18691.9
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