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    组件 96:扩展煤气化炉
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    组件 96:扩展煤气化炉


    规格

    管道连接

    1

    氧化液入口

    2

    粗煤气出口

    3

    水 / 蒸汽进气口

    4

    煤进口

    5

    灰抽取

    6

    油进口

    7

    气体进口

    8

    热量抽取(需指定)

    9

    控制输入(用于煤气化程度,如果 FGASN = 2)

     

    通用       用户输入值       特征曲线       物理应用      显示       示例

     

    通用

    该组件映射一个煤气化炉。与现有的组件 50 相比,组件 96 有以下的扩展:

                 -  计算原始气温度、成分和残余碳

                 -  指定碳的质量流量、残余碳和原始气出口温度,计算空气和蒸汽的质量流量和原始气成分

                 -  硫磺在炉渣和飞尘上的分布,指定没有转化为 H2S,而是落入炉渣的 S 的百分比

     

    用户输入值

     

    FSPEC

    处理水-气反应

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 计算水气反应中 H2、H2O、CO 和 CO2 的出口浓度       

    =1: 指定 XOUT 中的 H2 浓度,计算元素平衡中的剩余浓度

    =2: 指定 XOUT 中的 H2O 浓度,计算元素平衡中的剩余浓度

    =3: 指定 XOUT 中的 CO 浓度,计算元素平衡中的剩余浓度

    =4: 指定 XOUT 中的 CO2 浓度,计算元素平衡中的剩余浓度

    XOUT

    出口浓度(质量含量),根据 FSPEC 的设置。

    FOUT

    处理 CH4、H2S、NH3 和苯的形成

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: RCH4N, RH2SN, RNH3 和 RBENZN 被解释为反应速率

    =1: RCH4N, RH2SN, RNH3 和 RBENZN 被解释为废气中的质量含量

    =2: RCH4N, RH2SN, RNH3 和 RBENZN被解释为废气中的摩尔份数

    RCH4N

    CH4 与 C 的比率(在 FOUT = 0 时)或

    废气中的 CH4-浓度(按 FOUT)

    RH2SN

    H2S 与 S 的比率(在 FOUT = 0 时)或

    废气中的 H2S 浓度(按 FOUT)

    RNH3N

    NH3 与 N 的比率(在 FOUT = 0 时)或

    废气中的 NH3 浓度(按 FOUT)

    RBENZN

    苯 与 C 的比率(在 FOUT = 0 时)或

    废气中的苯浓度(按 FOUT)

    FGASN

    指定煤气化程度的类型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 通过规格值 RGASN 进行指定

    =1: 通过一个假测量点进行指定,规格值 IPSGASN 指向该假测量点

    =2: 通过控制输入 9 进行指定(在逻辑线上被指定为焓)

    RGASN

    煤气化程度(如果 FGASN = 0)

    IPSGASN

    煤气化程度的假测量点的指数

    (如果 FGASN = 1)

    FSPECM

    指定质量流量的类型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =1: 只指定一个质量流量,其余的都是计算出来的

    =2: 指定所有的进口质量流量

    M6MF

    油的质量流量在总燃料质量流量中的份额

    M7MF

    气体质量流量在总燃料质量流量中的份额

    FSFT

    移位反应的指定类型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =1: 使用废气的温度作为反应温度

    =2: 在指定值 TFRE 中指定反应温度

    =3: 在指定值 CWGS 中指定反应常数

          (关于 CWGS 的定义见组件 50中"常数 CWGS 的解释")

    CWGS

    移位反应的反应常数

    (水-气转移常数),如果 FSFT = 3

    TFRE

    移位反应的冻结温度,如果 FSFT = 2

    ROCN

    氧 / 碳比率:
    总共氧气(包括燃料和蒸汽中的氧气)与总共碳的摩尔比
    该值必须在 1(CO)和 2(CO2)之间

    RWM4N

    水 / 蒸汽与燃料的比率:

    管道 3(蒸汽进口)与管道 4、6、7(燃料进口)之和的质量比

    RFLAS

    飞灰比:

    灰分在原始气出口和灰分抽取的分配,

    RFLAS 指定进入原始气出口的灰分百分比。

    RCFA

    碳在原始气出口和灰分抽取的分配,

    RCFA 指定进入原始气出口的碳百分比。

    FQLOSS

    热损失的指定类型:

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 用户输入的 QLOSS 值包含绝对热损失

    =1: 用户输入的 QLOSS 值包含相对热损失,参考带入的燃料热量(质量流量 * 热值)

    QLOSS

    热损失(根据 FQLOSS)

    DP12N

    绝对压力损失(标称)

    TASHE

    灰分温度(管道 5)

    FMODE

    计算模式 

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 全局(如整个循环的设定)

    =1: 局部部分负荷(总是部分负荷,即使为周期循环了设计模式)

    M1N             

    氧化性剂的质量流量(标称)

    标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中,实际的非设计值参考这些量。

    一般来说,所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

    更多关于输入域的颜色和描述的信息,请参见编辑组件\规格值。

    关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息,请参见通用\接受标称值。 

     


     

    结果值

    ROC

    氧碳比

    RWM4

    蒸汽与煤的比率

    RCWGS

    计算的水煤气转移常数

    RGAS

    碳气化

    RCCH4

    CH4 - 生成(CH4 中的 C / C总量)

    RSH2S

    H2S - 生成(H2S 中的 S / S总量)

    NCVCG

    0℃ 时天然气的净热值

    NCVFUEL

    0℃ 时燃料的净热值(平均值)

    RQCGC

    天然气与煤炭的能量比

    RTEQ

    计算的平衡温度

    RQLOSS

    计算的热损失

    TR1

    CO+H2O=CO2+H2 的平衡温度

    TR2

    C+CO2=2 CO 的平衡温度

    TR3

    C+H2O=CO+H2 的平衡温度

    TR4

    CO+3 H2=CH4+H2O 的平衡温度

    TR5

    C+2 H2=CH4 的平衡温度

    RFA

    燃料质量流量与空气质量流量的比值

    RFAST

    燃料质量流量与空气质量流量的化学计量比(即完全燃烧所需的比率)

    EQRAT

    等效比 = RFA / RFAST
    (根据 https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/equivalence-ratio)。

    当等效比 EQRAT 大于 1 总是表示燃料-氧化剂混合物中的燃料过剩,即比完全燃烧(化学反应)所需的燃料多,而不管使用哪种燃料和哪种氧化剂,而比值小于 1 表示混合物中缺少燃料或氧化剂过剩。

    请注意,当等效比与空气数 λ 的关系如下:λ = 1 / EQRAT。

     


     

    特征曲线

    特征线 1, CCSL: 气化程度 RGAS/RGASN = f (M1/M1N)
    碳气化

     

         X-轴            1         M1/M1N                     第一点
                            2          M1/M1N                    第二点
                            .
                            N         M1/M1N                     最后一点
     
         Y-轴            1          RGAS/RGASN             第一点
                            2          RGAS/RGASN             第二点
                            .
                            N         RGAS/RGASN             最后一点
     

     

    特征线 2, CCH4: CH4-转换-特征线 RCH4/RCH4N = f (M1/M1N)
    CH4 生成

     

         X-轴            1         M1/M1N                      第一点
                            2          M1/M1N                     第二点
                            .
                            N         M1/M1N                      最后一点
     
         Y-轴            1          RCH4/RCH4N             第一点
                            2          RCH4/RCH4N             第二点
                            .
                            N         RCH4/RCH4N             最后一点
     

     

    特征线 3, CH2S: H2S-转换-特征线 RH2S/RH2SN = f (M1/M1N)
    H2S 生成

     

         X-轴            1          M1/M1N                     第一点
                            2          M1/M1N                     第二点
                            .
                            N         M1/M1N                      最后一点
     
         Y-轴            1          RH2S/RH2SN              第一点
                            2          RH2S/RH2SN              第二点
                            .
                            N         RH2S/RH2SN               最后一点
     

      

    特征线 4, CNH3: NH3-转换-特征线 RNH3/RNH3N = f (M1/M1N)
    NH3 生成

     

         X-轴            1          M1/M1N                     第一点
                            2          M1/M1N                     第二点
                            .
                            N         M1/M1N                      最后一点
     
         Y- 轴            1          RNH3/RNH3N            第一点
                            2          RNH3/RNH3N             第二点
                            .
                            N         RNH3/RNH3N             最后一点
     

     

    特征线 5, CBENZ: 苯转换-特征线 RBENZ/RBENZN = f (M1/M1N)
    苯生成

     

         X-轴            1          M1/M1N                     第一点
                            2          M1/M1N                     第二点
                            .
                            N         M1/M1N                      最后一点
     
         Y- 轴            1          RBENZ/RBENZN         第一点
                            2          RBENZ/RBENZN          第二点
                            .
                            N         RBENZ/RBENZN          最后一点
     


    物理应用

    方程式

    所有情况

     

    所有情况

    --------------------

    M1MF 来自气化平衡

    M2MF 来自气化平衡

    M3MF 来自气化平衡

    M4MF =  1-M6MF-M7MF (用户输入值)

    M5MF 来自气化平衡

      

    如果 FSPECM = 1:

     

       M4 - M4MF/M1MF * M1 = 0                             

       M6 - M6MF/M1MF * M1 = 0                             

       M7 - M7MF/M1MF * M1 = 0                             

       M2 - M2MF*M4 - M2MF*M6 - M2MF*M7 = 0  

       M3 - M3MF*M4 - M3MF*M6 - M3MF*M7 = 0 

       M5 - M5MF*M4 - M5MF*M6 - M5MF*M7 = 0  

     

    如果 FSPECM = 2:

      

       M5 - M5MF*M4 - M5MF*M6 - M5MF*M7 = 0  

       M1 - M2 + M3 + M4 - M5 + M6 + M7              

     

    压力

    ----------

      设计:  P1 - P2 = DP12N                                   

      部分负荷:  M1R=M1/M1N

                     P1 - P2  = DP12N*M1R*M1R              

     

      P4 - P5 = 0                                                         

      P6 - P5 = 0                                                         

      P7 - P5 = 0                                                        

      P1 - P4 = 0                                                       

      P1 - P3 = 0                                                        

     

    --------------

    T5   = TASHE

    H5   = f(P5,T5)                                                     

     

    如果 FQLOSS = 1:

       QL = QLOSS

     

    如果 FQLOSS = 2:

       QL = QLOSS*(M4*NCV4+M6*NCV6+M7*NCV7)

          

    M2*H2 - M1*H1 - M3*H3 - M4*H4 + M5*H5

    - M6*H6 - M7*H7 + M8*H8 =

    M4*NCV4-M2*NCV2-M5*NCV5+M6*NCV6

    +M7*NCV7-QL                                                    

     


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