加热炉余热回收计算软件的应用

石学勇（辽宁石化职业技术学院,辽宁 锦州 121000）



加热炉余热回收计算软件的应用

石学勇
（辽宁石化职业技术学院,辽宁 锦州 121000）

摘 要：加热炉余热回收的计算是加热炉设计的重要指标，其设计的过程包含很多变量，变量之间互相影响，使得设计繁琐。提出采用加热炉余热回收应用软件程序，把复杂的设计和计算过程交由软件和程序完成；介绍了在余热回收中，主要的数学模型：主要的应用软件，函数的应用等。

关键词：加热炉；余热回收；计算软件

加热炉余热回收计算是一个极其繁琐复杂的过程，引用变量众多，还需要N次反复计算，人工计算耗时长、速度及其缓慢还影响精度，于是我们使用余热回收计算软件进行计算，简化复杂的计算过程。

1 加热炉余热回收的计算方法

依据不同的计算任务，我们可以划分为余热回收计算设计和余热回收计算校核两种。余热的回收设计计算与校核计算的基本方法是相同的，进行计算的时侯可以根据相同的传热原理、公式和图表，仅计算任务和所求数据不同。通常情况下，对已有的加热炉余热进行估算时常用校核余热计算，设计制造新加热炉时使用设计余热计算。我们对加热炉余热回收认识的不断加深，有很多成熟经验供我们使用。设计制造新加热炉的时候，很多情况下是将加热炉的整体初步布置好，然后以校核余热回收计算方法来进行修正，并不直接采用设计余热计算了。因此，控制好校核余热计算方法是非常重要的。

2 加热炉余热回收计算软件的开发

2.1 余热回收计算程序过程

不论是设计计算还是校核计算，都可依据下列过程进行：

（1）根据燃料、燃烧方式及加热炉内部结构，进行加热炉燃料的设计计算，包括加热炉烟道内空气量以及空气焓烟气量、烟气焓，烟气成分；

（2）加热炉余热回收热平衡计算，肯定加热炉的热效率和燃烧消耗量；

（3）收集与计算任务相应的原始数据，其中有加热炉燃料特性参数和主要参数；

（4）绘制烟气温焓表；

（5）加热炉余热回收计算；

2.2 余热回收计算软件-Excel简介

Excel是微软办公套装软件中重要的组成部分之一，他有非常强大的数据处理和分析能力，可以使用在管理、工程、财务等领域中。对于我们来说，只要能够掌握基本操作，就能掌握复杂难懂的编程知识，因此该软件的应用对我们这些非计算机类专业的工程技术人员来说就很容易掌握。

（1）单输入自变量求解。在加热炉余热回收及受热面热力计算中，大多情况下先假设加热炉余热温度或受热面出口烟气温度，通过复杂的计算计算出加热炉余热或受热面出口烟气温度，计算值与假定值进行校核验证。烟气温度需要回代验证结果，此时就可以采用单输入自变量求解方法。如假定加热炉出口余热温度为单元格F10中的数值，通过一系列公式，计算出的加热炉出口余热温度为F18单元格中的数值，为确保F18与F10两单元格中的数值误差在允许范围内，将（F18-F10）作为目标单元格，目标值设为0，将F10作为可变单元格，一次即可求出F10的值，即加热炉余热出口温度。

（2）变量VLOOKUP。变量VLOOKUP用于搜索某个工作表区域满足条件的第一列，然后返回该区域相同行上任何单元格中的值。如果查不到要找的数值，可以回到不小于此数值的最大值。此变量能进行焓温表中根据温度值查找焓值或根据焓值查找对应的温度值的查找。

变量VLOOKUP的使用：VLOOKUP（lookup_value, table_array, col_index_num），lookup_value列表中或者区域中第一列中查到的数值；table_array是要查找的数据的单元格区域；col_index_num是table_array变量中返回的匹配值的列号。col_index_num 参数是1时，返回table_ array第一列中的值；col_index_num 是2时，返回table_array第二列中的值，依此类推。

举个例子想查找t=100℃时热风焓，变量VLOOKUP使用方法是：=VLOOKUP（100,烟气焓温表！$A$5：$Q$27,12），其值为663.29。假设该温度值不是整百，而是在相邻两个温度之间，假设查找t=150℃时热风焓，该数值在100℃和200℃之间，还得需要采用内插法才能求出150℃时的热风焓。

3 使用Excel设计加热炉余热回收计算模板要点

我们以某个加热炉为例，说明Excel建立余热回收计算模板的过程。

（1）对于已经知道的初始值，如果他出现在某个表格中时，我们必须引用，如烟气热量，在加热炉规范与燃料特性中给出，如果后面出现次数据（如加热炉余热回收计算表中）必须得引用，此数值不能直接输入，这样如果想在后面修改时可以改动一处，其余各处那么就能自行改正。最后结果的总表也要从其它表中直接引用。

（2）处理我们已知或选定的数据、计算数据、查表或图得出的数据，我们要分别用不同颜色区分开来。使用模型计算出来的数据一定要利用模型计算。单元格的值可以跨表引用， E2中引用了燃料余热计算表中的I27，方法为在引用的单元格前加上表名，即“燃料余热！$I$27”。

（3）可以新建某个Excel工作表，命名为加热炉余热回收计算表格。通常使用工作表中插入几个工作表，根据计算内容、加热炉型式分别建立加热炉规范与燃料特性、烟气焓温表、燃料燃烧计算、加热炉余热回收计算、加热炉热平衡及燃料消耗量计算，加热炉余热回收的总表格。依据实际情况，可删减或增加工作表。

使用Excel进行加热炉余热回收计算的最大的特点是使用容易，对操作人员和维护人员的计算机水平要求低，容易适应加热炉的各种结构变化，可以为工厂提供加热炉技术改造的根据，帮助运行人员和技术人员对其中的参数进行分析，更适用于工程人员进行加热炉的设计。

参考文献：

［1］车得福,庄正宁,李军等.锅炉（第二版）［M］.西安：西安交通大学出版社,2008.

［2］同济大学等院校编.锅炉习题实验及课程设计（第二版）［M］.北京：中国建筑工业出版社,1989.

［3］周强泰.锅炉原理（第二版）［M］.北京：中国电力出版社,2009.

［4］张宏编著. Excel数据处理与分析［M］.北京：电子工业出版社,2005.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.059

作者简介：石学勇（1974-），男，辽宁凌海人，研究生，讲师，研究方向：工业自动化。