Тепловой расчет схемы

Расход газа на конверсию В₁, расход газа на сжигание В₂, сжигание осуществляется с коэффициентом избытка воздуха a = 1,05-1,2. Расход воздуха на сжигание составляет , расход продуктов сгорания .

1. Тепловой баланс топки

, (5)

где - температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя; - температура газов на выходе из радиационной печи (обычно составляет ~900 °С); - количество теплоты, отданное теплообменным поверхностям, которое зависит от теплового эффекта реакции и соотношения расходов газов на сжигание и на конверсию.

2. Тепловой баланс пароперегревателя:

. (6)

3. Тепловой баланс испарителя:

, (7)

где D₁ - расход пара, вырабатываемый основным котлом-утилизатором.

4. Тепловой баланс подогревателя парогазовой смеси:

, (8)

где - количество пара, идущего на конверсию метана, оно находится из стехиометрического соотношения , т.е. ; n_п.п – удельный объем перегретого пара, м³/кг; с_см– объемная теплоемкость парогазовой смеси, кДж/(м³×К); - искомая температура подогретой парогазовой смеси; t₄ и t₃ - соответственно температуры после и до подогревателя газа.

5. Тепловой баланс воздухоподогревателя:

, (9)

где @ 130 °С, - температура воздуха на входе в воздухоподогреватель.

6. Тепловой баланс трубчатого реактора:

, (10)

где Q_р - тепловой эффект реакции конверсии, равный 9,2 МДж/м³, Q_т – теплота, воспринятая трубчатыми элементами в печи (смотри уравнение (52)); G_пр – расход продуктов конверсии, который связан с расходом исходного природного газа соотношением ( ); t_пр – температура продуктов конверсии за трубчатой печью.

7. Тепловой баланс газотрубного котла-утилизатора:

, (11)

где D₂ – расход пара, вырабатываемый газотрубным котлом-утилизатором, - температура продуктов конверсии за котлом-утилизатором.

8. Тепловой баланс экономайзера:

. (12)

Заданной технологией величиной является расход продуктов конверсии, подлежат определению требуемые расходы природного газа пара, а также характерные температуры.