化工臨摹計(jì)算的應(yīng)用.pdf

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1、第5期(總第174期)煤化工No．5(TotalNo．174)2014年10月CoalChemicalIndustryOct．2014化工臨摹計(jì)算的應(yīng)用趙新嶺(河南能源化工集團(tuán)中原大化有限公司，河南濮陽(yáng)457004)摘要對(duì)化工生產(chǎn)、改造、設(shè)計(jì)中計(jì)算方面的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，提出了一些化工臨摹計(jì)算的方法，以供有關(guān)人員參考和借鑒。以某合成氨與尿素聯(lián)合裝置為例，采用化工臨摹計(jì)算法對(duì)裝置液氨汽化潛熱、空氣比熱、混合氣體比熱、一段爐煙道氣比熱、氨合成塔溫升與氨凈值關(guān)系、換熱器熱負(fù)荷等進(jìn)行了計(jì)算。在所選模板準(zhǔn)確的條件下，化工臨摹具有計(jì)算簡(jiǎn)單、結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確等特點(diǎn)，有助于提高化工生產(chǎn)人員的計(jì)

2、算能力。關(guān)鍵詞臨摹計(jì)算，合成氨，應(yīng)用文章編號(hào)：1005-9598(2014)一05—0072—03中圖分類號(hào)：TO015文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1計(jì)算的重要性合后有混合熱，也就是說(shuō)幾種100℃的氣體混合后并不是100℃。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，由上式計(jì)算出來(lái)的C。值還得在化工生產(chǎn)過(guò)程中，不經(jīng)過(guò)計(jì)算就達(dá)不到材料的進(jìn)行修正，修正系數(shù)也不好確定。精確使用和過(guò)程的精確控制，就不可能將生產(chǎn)成本降傳熱計(jì)算更為復(fù)雜?？倐鳠岱匠蹋簆=K··At[，到最低。在生產(chǎn)決策過(guò)程中，不經(jīng)計(jì)算，靠定性、靠推傳熱面積最容易計(jì)算，平均傳熱溫差△的計(jì)算難測(cè)做決策，肯定不準(zhǔn)、難免失誤。因此，只有通過(guò)科學(xué)度次之，因?yàn)檎鎸?shí)的△還需要加修正

3、系數(shù)，它與換熱計(jì)算，才能得出準(zhǔn)確結(jié)論，做出正確決策，才能設(shè)計(jì)出器的尺寸、隔板、程數(shù)有關(guān)[2]。最難計(jì)算的是總的傳熱物美價(jià)廉的產(chǎn)品，才有可能實(shí)現(xiàn)工藝流程的最優(yōu)化。系數(shù)K，=+R1++n]，式中A是金屬材料^OtlAOl22化工計(jì)算的復(fù)雜性的導(dǎo)熱系數(shù)，可查；R和是換熱管兩側(cè)的污垢熱阻，也有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可查；但換熱管兩側(cè)的傳熱膜系數(shù)在化工計(jì)算中，最重要最基本的計(jì)算是物料衡算0／和O／。，與混合氣體的密度、黏度、壓力、溫度、流速、和熱量衡算。物料衡算的理論根據(jù)是質(zhì)量守恒定律，換熱器特性尺寸、雷諾準(zhǔn)數(shù)、普蘭德準(zhǔn)數(shù)等幾十個(gè)參物料衡算較為簡(jiǎn)單，比較難的是熱量衡算，理論根據(jù)數(shù)有關(guān)，僅收集相關(guān)的數(shù)

4、據(jù)，就需要耗費(fèi)大量時(shí)間。國(guó)是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。能量看不見(jiàn)、摸不著，變來(lái)變內(nèi)外大型化工工程公司都有物性數(shù)據(jù)專家，設(shè)有物性去、傳來(lái)傳去，很難計(jì)算?；た茖W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于查找，為工程計(jì)算提供支持。對(duì)于剛從事科學(xué)，化工計(jì)算往往都是半經(jīng)驗(yàn)、半理論的形式?；せぴO(shè)計(jì)的工作人員來(lái)說(shuō)，如果不進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)培計(jì)算是非常復(fù)雜的，必須用實(shí)踐數(shù)據(jù)去修正。以混合訓(xùn)，要想設(shè)計(jì)一臺(tái)換熱器是很困難的，即使用計(jì)算機(jī)氣體的比熱c。計(jì)算來(lái)說(shuō)，是定壓熱容，其數(shù)值是隨軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)算，如果沒(méi)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，也不見(jiàn)得能壓力、溫度而變的，不同溫度區(qū)間的值是不同的，算準(zhǔn)。有些溫度區(qū)間的C。值查不到，有些氣體的c

5、n值也查對(duì)于許多化工生產(chǎn)人員來(lái)說(shuō)，一提及化工計(jì)算就不到，在計(jì)算混合氣體的比熱時(shí)，要把每種氣體當(dāng)成望而卻步，所提出的技術(shù)改造方案中，管道、設(shè)備尺寸理想氣體來(lái)處理，才得到：：c+c+c??往往誤差很大，浪費(fèi)驚人。臨摹計(jì)算是一種既簡(jiǎn)便又+c。實(shí)際上真實(shí)氣體都不是理想氣體，幾種氣體混實(shí)用的計(jì)算方法，可指導(dǎo)化工生產(chǎn)人員進(jìn)行工程計(jì)算。收稿日期：2014—06—16作者簡(jiǎn)介：趙新嶺(1962一)，男，河南遂平，高級(jí)工程師，學(xué)士，1983年本科畢業(yè)于鄭州工學(xué)院無(wú)機(jī)化工專業(yè)，現(xiàn)從事生產(chǎn)技術(shù)管理工作，E-real1：zhao．xinling@163，COll。2014年10月趙新嶺：化-,-j~

6、摹計(jì)算的應(yīng)用一73一般教科書(shū)給出的數(shù)據(jù)是氨凈值每升高1％的溫升為3臨摹計(jì)算應(yīng)用15℃，原因是其H／N2大于2．2。3．6換熱器熱負(fù)荷的返算臨摹計(jì)算即計(jì)算的簡(jiǎn)化，就是先找一個(gè)比較好若沒(méi)有換熱器的熱負(fù)荷數(shù)據(jù)時(shí)，可以根據(jù)該換熱的、實(shí)踐證明其計(jì)算是比較準(zhǔn)確的化工裝置、單元或器的冷卻水流量和溫升迅速計(jì)算出該換熱器的熱負(fù)設(shè)備，然后參照其進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。荷。如已知某臺(tái)換熱器的冷卻水流量350t／h，冷卻水就合成氨與尿素工業(yè)來(lái)說(shuō)，已有上百年的發(fā)展溫升為l0℃，則其熱負(fù)荷為：Q=m·Cp·At=350×i0。×史，通過(guò)上千套裝置的反復(fù)實(shí)踐和不斷糾錯(cuò)，經(jīng)過(guò)無(wú)4．186×i0=I．465×i0kJ

7、／h?？蓮囊阎獢?shù)據(jù)那一側(cè)算數(shù)化工專家的計(jì)算、審核和修正，積累了大量的數(shù)據(jù)出熱負(fù)荷。有時(shí)數(shù)據(jù)不全、無(wú)法計(jì)算時(shí)，可從易測(cè)定的和經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)已很成熟，計(jì)算也很準(zhǔn)確。以某大型合成那一側(cè)進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，例如可以測(cè)定冷卻水的流量和氨與尿素聯(lián)合裝置為例，該裝置由某著名工程公司設(shè)溫升。計(jì)，生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)證明其計(jì)算相當(dāng)準(zhǔn)確，可以以其為3．7吸收塔的有關(guān)計(jì)算模板進(jìn)行臨摹計(jì)算。以二氧化碳吸收塔為例，利用已有數(shù)據(jù)可以很便3．1液氨汽化潛熱的計(jì)算捷的計(jì)算出其溶液噴淋密度、氣體流速、液氣比、每立利用現(xiàn)有的物料與熱量平衡表，很快就能算出液