辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
Ht2＝t∑miCpi（0→t2）
已知 t2＝128℃ Cpi（0→128℃）查图2-4
图2-4 常用气体的平均分子比热
得，烟气热焓计算结果如下表2-8：
表2-8烟气组成
烟气组成 CO2 H2O N2 O2 ∑
Mi kmol/kg 0.06266 0.12408 0.501 0.00695 0.69469
Cpi(0→128℃)
9.25 8.11 6.85 7.0 31.21
Mi Cpi(0→128℃)
0.5796 1.0063 3.4319 0.0487 5.0665
故，Ht2＝128×5.0665＝648.512 kcal/kg 汇总全炉热平衡如下：
入方：kcal/h 出方：kcal/h
Q燃低：12753.64B 裂解炉热负荷：QE＝2.023437×107
35
辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
空气：BH空＝142.435B 损失：Q损＋Q化损＝1166.148B 燃料：BH燃＝28.808B 烟气带走：BHt2＝648.512B 雾化蒸汽：BH雾＝43.05B 总计：1814.66B+2.023437×1074 总计：12967.933B
∴12967.933B=1814.66B+2.023437×107 B=1814.21 kg/h 故得裂解炉燃料用量
燃料量：燃料油为:1814.21
燃料气为:1814.21×1.2=2177.052 标米/ h
2.3.4.6 裂解炉的热效率η
η＝QE/BQ燃低100%＝2.023437×107 / 1814.21 × 12753.64×100%
＝88.70% 2.3.4.7 烟气离开辐射室的温度tp(桥墙温度)
可由辐射室的热平衡求得：
B（Q燃低＋H空＋H燃＋H雾）＝QR＋BHtP＋Q幅损＋Q化损 辐射室热负荷QR＝1.093537×107 kg/h
取辐射室热负荷为燃料发热量的2%，燃料不完全燃烧发热量的1.5%，共计3.5%，故，
Q幅损＋Q化损＝0.035×12753.64×1814.21＝8.098×105 kg/h
带入上式得，
12967.933×1814.21＝1.093537×107 ＋8.098×105＋BHtP
HtP＝6.494×103 kcal/kg
又∵H tp= tp∑mi Cpi(0 → tp)
3
36
辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
∴tp= H tp /∑mi Cpi(0 → tp)
由于Cpi (0 → tp)是tp的函数,故要用试差法求取,设tp=1150℃则得:
表2.9 烟气组成
烟气组分 CO2 H2O N2 O2 共计
mi 0.06266 0.12408 0.501 0.00605 0.69469
Cpi(0 → 1150)
12.0 9.4 7.5 7.9 36.8
miCpi(0 → 1150)
0.75192 1.166352 3.7575 0.047795 5.723567
故,tp=6494 /5.723567 =1134.61℃,与假设相近 故离开辐射室的温度为:1134.61℃,计算完毕。 2.3.5 物料衡算
表2-10计算结果一览表
烟气计算结果
烟气组成
CO2
SO2
O2 2.494
N2 56.2932
H2O 12.408
最高焰温 裂解炉效率 1899℃
88.70%
桥墙温度 1118.31℃
组成含量 6.266 0.0031
表2-11对流段所需热量
预热到645℃需热量Q1 53375×10 kcal/ h
4
水蒸气加热到645℃需热量Q2 257.25×10 kcal/ h
4
炉给水加热到225℃需热量Q3 138.9×10 kcal/h
4
QC 929.9×10
4
kcal/h
37
辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
表2-12 辐射段所需热量
石脑油加热到849℃需热量
Q4
343.5×104 kcal/ h
石脑油在849℃的反应热
Q5
482.027×104 kcal/ h
稀释水蒸气加热到849℃需显
热Q6
268.01×104 kcal/ h
1093.537×104 kcal/ h
表2-13 全炉平衡数据
空气带入热焓 142.453 kcal/ kg
燃料带入热焓 28.808 kcal/ kg
烟气带走热焓 648.512 kcal/ kg
热损失 1.41×106 kcal/ h
QR
38
辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计
第3章 分析与讨论
3.1对流室和辐射室热负荷
通过计算可知，对流室热负荷大于辐射热负荷,这是因为,对流室热负荷主要用来加热原料,稀释水蒸气,锅炉给水,而且三者升温后,与原来温度差很大,所以需要热量大,而辐射室需要升温的只有原料和稀释水蒸气,而且升温后,温差不大,需热很少,另外,柴油裂解产物较重,其反应热较低,所以对流室的热负荷大于辐射室的热负荷。
3.2过剩空气系数α，烟气量及热效率η
欲保证燃料与空气混合完全，燃料完全燃烧，必须有足够的空气，因此，入炉空气量要比理论空气量多一些。二者之比称为过剩空气系数α，如果α增大，在其它条件不变的情况下，炉堂温度就要低，则有效供热量QE就会减少，同时α增大，烟气量也会增加，那么烟气带走的热量也会增加，这样都会降低热效率η，在本文中，η=88.70%比实际生产要低,分析可知,本核算中α=1.20稍大,根据上文,可知这降低了热效率η,另外,本核算中,烟气离开对流段的温度为128℃,温度偏高,这就带走了大量的热量,降低了热效率,热效率是衡量裂解炉好坏的重要参数,因此,提高热效率很有意义,提高热效率η的方法很多,主要有以下2种：
（1）增设热回收设备 （2）设置废热锅炉
3.3最高火焰温度和桥墙温度
最高火焰温度是指燃料燃烧时放出的全部热量除炉堂热损失之外，不被炉外及炉内介质吸收，而且全被燃烧产物所吸收，烟气的温度将达到最高值，此最高值即为最高火焰温度，桥墙温度是指烟气离开辐射室的温度，最高火焰温度是辐射段所能承受的最高温度，本文的最高火焰温度为1899℃,桥墙温度是对流段所能承受的最高温度,本文的桥墙温度是1135℃，
39