湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
H2 10.63 × 0.3910 × 200 × 29.106 =24194.8 CO2 10.63 × 0.0838 × 200 × 43.840 =7810.5 H2S 10.63 × 0.0002 × 200 × 37.867 =16.1 N2 10.63 × 0.2215 × 200 × 29.555 =13917.7 O2 10.63 × 0.0021 × 200 × 30.920 =138 CH4 10.63 × 0.0056 × 200 × 46.380 =552.2 总计：65321.2
（2）上吹未分解蒸汽经废热锅炉后显热及潜热，按进热公式计算如下： （3）显热=103/18（1－55.08%）×200×45.27=23272.6 潜热=103×（1－55.08%）×2499.3=115636.6 显热＋潜热=（23272.6＋115636.6）×0.486=67509.9 （4）吹风气经锅炉后显热：
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 × 200 × 29.723 =3462.9 H2 8.88 × 0.0334 × 200 × 29.106 =1726.5 CO2 8.88 × 0.1655 × 200 × 43.840 =12885.8 H2S 8.88 × 0.00056 × 200 × 37.867 =37.7 N2 8.88 × 0.7245 × 200 × 29.555 =38028.8 O2 8.88 × 0.0035 × 200 × 30.920 =192.2 CH4 8.88 × 0.0076 × 200 × 46.38 =626 总计：56959.9
5）蒸汽带出热量为2415YkJ
(6) 排污水热焓为：420.5（X－Y）（420.5为污水在100℃时的焓）
(7) 热损失（按入炉的3%计算）：（392330.2＋431.82X）×3%=11769.9＋12.95X 总计：201560.9＋433.45X＋1994.5Y 4.8.3 热量平衡和总固体平衡 热量平衡
392330.2＋431.82X=201560.9＋433.45X＋1994.5Y-----------------（1） 总固体平衡：150X=2000（X－Y）-----------------------------------（2） 解方程得：X=103kg Y=96kg
所以每100千克燃料产蒸汽量为96kg，耗软水量为103kg。 排污水103－96=7kg
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表15 废热锅炉热量平衡表
进热
出热
项目
kJ
% kJ % 上吹及空气吹净气体显热 109987.9 25.18 上吹未分解蒸汽潜热及显热
89663.1 20.53 吹风气显热 192679.2 44.11 锅炉进水热量
44477.5
10.18 上吹及空气吹净气体经锅炉显热 65321.2 14.92 上吹未分解蒸汽经锅炉后的显热及潜热
67509.9 15.42 吹风气经锅炉后显热 56959.9 13.01 蒸汽带出热量 231840 52.97 排污水热焓 2943.5 0.67 热损失 13103.75 3.01 总计
436807.66
100
437678.25
100
4.9 夹套锅炉的物料及热量衡算 4.9.1 已知条件
（1）夹套回收热为煤气热损失的50%。 （2）软水进口温度为40℃，总固体150ppm （3）排污水总固体2000ppm
（4）锅炉产汽压力：0.5kg f/cm2饱和蒸汽
4.9.2 产气量及消耗两计算 产气量及消耗水量可由热平衡计算 设进口水量为Xkg，产汽量为Ykg （1） 热平衡
进项：回收废热量：227808×0.5=113904kJ 软水焓：168X kJ 合计：113904＋168X 出项：
蒸汽焓：2701.86Y（0.5kg f/cm2（表），温度为110.1℃，水蒸汽焓为2701.86kJ/kg） 排污水焓：462.42（X－Y） 合计：462.42X＋2239.44Y
平衡：113904＋168X=462.42X＋2239.44Y-----------------------------（1） （2）总固体平衡：150X=2000（X－Y）-------------------------------（2） （3）解方程得：X=54.9 kg Y=50.8 kg 所以每100kg燃料产水蒸汽50.8kg
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排污水：54.9－50.8=4.1kg 消耗软水：54.9kg
5 设备计算
5.1 煤气炉指标计算
Φ3000U。G。I煤气发生炉每台每小时产水煤气7500Nm3。 已知条件：1循环周期及各阶段时间分配
表16循环周期及各阶段时间分配
程序 吹风 上吹 下吹 二次上吹
吹净 合计 % 26 26 36 8 4 100 秒
46.8
46.8
64.8
14.4
7.2
180
2. 根据计算所得：
生产量（Nm3）：吹风气产量：218 半水煤气产量：238 加氮水煤气：214.6 消耗量：空气消耗：199 蒸汽量：127.8
3. 每个循环平均产气量：7500×3/60=375Nm3
（1）吹风空气流量（吹净时风量为吹风量的70%左右） 375/238×199×3600/（46.8＋7.2×0.7）=21774.3m3（干）/h （2）水蒸汽流量： 上吹（包括二次上吹）：
375/238×127.8×3600×0.5/（46.8＋14.4）=5922kg/h 下吹：
375/238×127.8×0.5×3600/64.8=5593 （2）吹风起流量
375/238×218×3600/（46.8＋7.2×0.7）=23853 （3）上行煤气流量
375/238×214.6×0.534×3600/（46.8＋14.4）10621.2Nm3/h （4）下行煤气流量
375/238×214.6×0.466×3600/64.8=8753.8Nm3/h 关于上面计算有以下几点说明： 1.以上流量未考虑滤、漏损失。
2.煤气产量在加煤后各循环中并不相同，以上指标是平均值。
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5.2 煤气台数的确定
本设计采用?3000的U。G。I炉
已知条件： 每小时产半水煤气量（年产10万吨合成氨厂，每吨氨需3300m3的半水煤气 由于设备检修等原因，全年生产时间不可能为365天，取300天计。 100000×3300/（300×24）=42968.75 台数的确定
（1）炉堂面积F=??2/4=?/4×32=7.07m2 （2）生产强度7500/7.07=1061Nm3/台.M2.h
（3）台数的确定煤气炉在生产中加入煤和除灰要停车，一天的生产时间没有24小时，实际生产时间取22小时，另外，由于气化炉不能长期达到最大产气量，取富裕系数为0.95，则： （42968.75×24）/（7500×0.95×22）=6.58取7
根据需要，备用2台所以本设计共有煤气发生炉9台。 5.3 空气鼓风机的选型及台数确定
采用无烟煤为原料，煤气炉吹风气压在19.62千帕左右，根据实际情况，选用鼓风机吹风出口压力稍大于19.62千帕，故选用D700—14型鼓风机，风量42000m3/h，出口风压22.56千帕。 1. 干空气用量（吹风空气）
25℃空气 相对湿度80% 21774.3Nm3(干)/h 大气压力 760mmHg 2. 二次空气用量
根据实践二次风量可取一次风量的15%左右 21774.3×15%=3266.1 3. 空气含水蒸汽量
25℃空气 相对湿度80% 湿含量H=0.0213kg/kg（干空气） （21774.3＋3266.1）×1.293×0.0213=689.6kg/h 689.6/18×22.4=858.17kg/h 4.湿空气用量
（21774.3＋3266.1）＋858.17=25898.6Nm3/h 实际情况下空气用量
25898.6×（273＋25）/273×760/760=28270Nm3/h 空气损失取18%（泄漏）
V=28270/（1－18%）=34475.6Nm3/h 5.鼓风机的台数
7×34475.6/42000=5.74取6台
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各设备的选型及工艺指标
6.1 Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标： 生产能力 燃料消耗量 炉体内径 夹套锅炉受热面积 炉篦形式 灰盘转速 炉灰盘传动电动机 炉灰盘传动减速机 夹套锅炉蒸汽压力
设备外形尺寸（长×宽×高） 炉膛高度 有效容积 煤气出口内径
6.2 燃料室的工艺指标： 工作压力 工作温度 介质 设备等级 高 外径 内径 砖拱半径
上部九层格子砖间隙 下部降层格子砖间隙 耐火砖体积 燃烧空间 火砖格子高 拱顶到底距离 底部气道口宽（进气） 底部气道口高（进气） 上部气道口外径（出气） 上部气道口内径（出气）
6500~7500米3/时 3.1~4.5 Φ3000毫米 19米2 宝塔式 0~1410转/分钟 J02-41-4.4千瓦 PM350-IV-2g 40~60千帕（表压） 7235×4497×10700毫米 4970毫米 20米3 Φ1050毫米
19.62千帕 +500~800℃ 水煤气和半水煤气 级外 10192毫米 Φ3350毫米 Φ2743毫米 1295毫米 63.5毫米 76毫米 6.85米3 19.8米3 2057毫米 4520毫米 600.6毫米 1317.2毫米 1370毫米 1066毫米 35
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