Расчет трубчатой печи для нагрева нефти в установке АВТ

 

 

 

 

 

6. Гидравлический  расчет змеевика печи

Разобьем исходное сырье  –Александровскую нефть – на узкие фракции, и определим давление насыщенных паров каждой из фракций при трех различных температурах. Результаты представлены в табл. 6.1

Таблица 6.1

Определение давления насыщенных паров при различных температурах

tнк-tкк	на фракцию	на нефть	tср	M	Xi, кмоль	t=300		t=		t=355
						Pi	Pi*Xi	Pi	Pi*Xi	Pi	Pi*Xi
Газ	1,0	1,0	14	52	0,001	12,180	0,006935	12,180	0,017235	12,180	0,014021
28-100	5,0	5,0	70	86	0,005	8,600	0,020932	8,600	0,051892	8,600	0.042247
100-150	6,3	6,3	132	117	0,012	3,600	0,019236	3,600	0,047147	3,600	0,03852
150-200	7,0	7,0	176	146	0,019	1,800	0,016903	1,800	0,040651	1,800	0,033406
200-250	6,2	6,2	226	178	0,023	1,000	0,012036	1,000	0,028109	1,000	0,233
250-300	9.0	9.0	280	218	0,054	0,460	0,013518	0,460	0,029554	0,460	0,02498
300-350	8,0	8,0	324	260	0,063	0,260	0,009384	0,260	0,018974	0,260	0,016389
350-400	6,0	6,0	374	306	0,081	0,080	0,004414	0,080	0,007041	0,080	0,006449
400-450	6,5	6,5	426	360	0,110	0,022	0,002035	0,022	0,002503	0,022	0,002417
ост	45,0	45,0	546	518	0,634	0,002	0,001242	0,002	0,001272	27,98	0,001267
						∑ Pi*Xi = 0,106635		∑ Pi*Xi = 0,244378		∑ Pi*Xi = 0,37929

 

 

По данным табл. 6.1 находим давление, соответствующее началу участка испарения: ,

 

 

Энтальпия сырья при температуре 

 

Эквивалентная длина радиантного  змеевика (для одного потока). Принимаем  число потоков N=4:

 

Расчетная длина участка  испарения:

 

 – теплосодержание  на выходе из печи.

Секундный расход сырья для одного потока:

 

Средняя температура сырья  на участке испарения:

 

Определяем расчетные  параметры:

 

 

 – коэффициент гидравлического  сопротивления.

Давление в начале участка  испарения:

 

 

 

Длина участка нагрева  камеры радиации:

 

Средняя температура участка  нагрева:

 

Средняя скорость сырья в  радиантных трубах:

 

Потеря напора в радиантных трубах:

 

Средняя температура сырья  в конвекционных трубах:

 

Средняя скорость сырья в  конвекционных трубах:

 

Длина участка нагрева  камеры конвекции одного потока: 

Потеря напора в конвекционных  трубах:

 

Потери напора на подъем жидкости в печи:

 

Давление сырья на входе  в печь:

 

                                                                                    Таблица 6,2 

Гидравлический расчет змеевика печи

Расчетные значения	При α= 1,1
, м	910,8
, м	437,2
, кг/с	14,5
А	10,6
В	84773,4
Pи, Па	41401,2
, Па	135118,5
, м	437,6
	337,5
, м/с	1,13
, Па	70701,2
,	252,5
, м/с	2,6
, м	603
	601251,3
, Па	39068,3
, Па	951957,8

 

Полученное значение давления на участке испарения в обоих случаях достаточно близко к принятому, поэтому перерасчета не производим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет пароперегревателя

 

 Тепло, передаваемое  водяному пару:

Q_пп=1202471,2 кДж/ч

Температура дымовых газов  на входе в пароперегреватель  t_п=800; температура дымовых газов после пароперегревателя =603

 

Величина среднего температурного напора:

       

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем коэффициент теплопередачи:

 

К=15 ккал/(м^{2=62,85 кДж/(} м²⁾

 

Определяем поверхность  пароперегревателя:

 

F_пп=₌м²

Подсчитаем количество труб пароперегревателя (диаметр труб d=46

n_пп==

 

Принимаем в пароперегревателе  20 труб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Газовое сопротивление и тяга.

 

Для выбранной конструкции  печи разряжение в топке принимаем  39Па.

Объем продуктов сгорания, поступающих в боров печи (принимаем  коэффициент избытка воздуха  в борове ):

 

 

Принимаем линейную скорость газа: .

Сечение газохода:

 

Принимаем размеры борова:

Средняя температура дымовых  газов в камере конвекции:

 

Линейная скорость газов  в свободном сечении камеры конвекции:

 

Рассчетные данные сводим в таблицу:

Таблица 7.1

Расчет газохода

α	Vс, м3/с	S, м2	ω, м/с	К
1,1	3	1,25	4	0,15	0,95	1,25

          По номограмме и графикам из [1] определили коэффициент K и поправочные коэффициенты: ; . - размеры борова.

По этим данным рассчитываем потерю напора газов, учитывая, что  число рядов труб по ходу газа n’=9:

 

Статический напор газа:

 

Сопротивление камеры конвекции:

 

Эквивалентный  диаметр  газохода:

 

 

 

Критерий Рейнольдса:

 

Коэффициент гидравлического  сопротивления:

 

Сопротивление газохода:

 

Принимаем следующие потери напора, Па:

в дымовой трубе……………………20

в шибере…………………………….70

на поворотах…………………………5

Общая  потеря напора по газовому тракту:

 

Высота дымовой трубы:

 

Таблица 7.2

Расчет потери давления газохода и высоты дымовой трубы

∆P,Па	Па	Па	, м			,Па	Н, м
161,47	23,8	41,27	1,05	72333	0,03	1,4	42

 

 

Принимаем максимальную температуру  воздуха 35^оС, а температуру газов на выходе из дымовой трубы 300 ^оС.

 

 

 

 

Принимаем высоту трубы Н=42 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Трубчатые печи нефтегазопереработки  и нефтехимии: Учеб.пособ. / 
В.В. Шарихин, Н.Р. Ентус, А.А. Коновалов, А.А. Скороход. М.: Сенсоры. Модули. Системы, 2000. 392 с.

2. Технология переработки  нефти и газа: Учеб.пособ. / И.Л.  Гуревич. М.:Химия, 1972. 360 с.

3. Процессы и аппараты  нефтепереработки и нефтехимии: Учеб. пособ. / С.В. Адельсон. Москва. 1963, 309 с.

4. Примеры и задачи  по технологии переработки нефти  и газа: Учеб. пособ. /А.Г. Сардпнпшвили, А.И. Львова. М.: Химия, 1980, 256 с.

5. Проектирование установки  ЭЛОУ-АВТ(Методические указания) / Самарский.  гос. техн. универ.; Сост. В.Г.Власов, И.А.Агафонов. Самара, 2005.