Проект установки первичной переработки Тенгинской нефти
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?тимую скорость паров в расiитываемом сечении колонны
= 651 кг/м3
Расiитываем диаметр колонны.
м
Принимаем по ОСТу 26-02-1401-76 диаметр равный 2,6 м.
Определяем конструктивную высоту колонны:
Нк = hm (п - 2) + hэв + hв + hн + hпос
где hm = 0,6 м - расстояние между тарелками, п = 46 - число тарелок, hэв = 1,2 м - зона ввода сырья в колонну, hв = 3,0 м - сферическое днище, hн = 4,0 м - зона обеспечения не менее 10 минутного запаса остатка, hпос = 2,0 м - высота бетонного постамента.
Нк = 0,6(46-2) + 1,2 + 3,0 + 4,0 + 2,0 = 36,6 м
4.3 Раiет печи
Топливо - топливный газ состава (в об. долях): CH4 - 85,31%, С2Н6 - 5,81%, С3Н8 - 5,31% , изо-С4Н10 - 2,05%, н-С4Н10 - 1,08%. Плотность газа ? = 0,872 кг/м3.
Определяем низшую теплоту сгорания топлива (в кДж/м3) по формуле:
= 360,33 ? CH4 + 631,8 ? C2H6 + 913,8 ? C3H8 + 1092,81? изо-C4H10 +
1195? н-C4H10
= 360,33 ? 85,31 + 631,8 ? 5,81 + 913,8 ? 5,31 + 1092,81? 2,05 + 1195?
,08 = 42794 кДж/м3
или массовую:
= = 49058 кДж/кг
Состав топлива в массовых процентах
КомпонентыМОбъемная доля, rMrМассовый %, gCH4160,853113,6569,84C2H6300,05811,7438,92C3H8440,05312,33611,95изо-С4Н10580,02051,1896,08н-С4Н10580,01080,6263,211,0019,54100,00
Определим элементарный состав топлива в массовых процентах. Содержание углерода в любом компоненте топлива находим по соотношению
Сi =
Содержание углерода:
С = = = ++++
= 76,99%
Содержание водорода:
H = = = ++++= 23.01%
Проверка
С+H = 76,99 + 23,01 = 100%
Определим теоретическое количество воздуха. Необходимое для сжигания 1 кг газа, по формуле:
Lo = ==16.94 кг/кг
Принимаем коэффициент избытка воздуха =1,07. Тогда
LД= Lo=1,07?16,94=18,13 кг/кг
Или
==14м3/кг
где ?в=1,293 кг/м3 - плотность воздуха при нормальных условиях.
Определим количество продуктов сгорания, образующихся на 1 кг топлива:
= 0,0,67С=0,0367?76,99=2,83 кг/кг
= 0,09Н=0,09?23,01=2,07 кг/кг
= 0,23 Lo(-1) =0,23?16,94?(1,07-1)=0,27 кг/кг
= 0,77 Lo=0,77?16,94?1,07=13,96 кг/кг
Суммарное количество продуктов сгорания:
= 2,83+2,07+0,27+13,96=19,13 кг/кг
Проверка
= 1+Lo = 1+18,13 = 19,13 кг/кг
Содержанием влаги в воздухе пренебрегаем.
Найдем объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива (при нормальных условиях):
===1,44 м3/кг
===2,58 м3/кг
===0,19 м3/кг
===11,17 м3/кг
Суммарный объем продуктов сгорания:
= 1,44+2,58+0,19+11,17=15,38 м3/кг
Плотность продуктов сгорания при 0?С и 1 атм.:
? = ==1,244 кг/м3
Определим энтальпию продуктов сгорания на 1 кг топлива при различных температурах по уравнению:
JT = (Т-273)(mc+ mc+ mc + mc)
Зависимость энтальпии дымовых газов от температуры
Т, КJT, кДж/кгТ, КJT, кДж/кгТ, КJT, кДж/кгТ, КJT, кДж/кг2730,007007850,28130020287,73190034026,16300477,5190011819,68150024773,42210038755,995004081,83110015962,37170029359,95230043587,99
КПД печи найдем по формуле
где - потери тепла в окружающую среду, в долях от низшей теплоты сгорания топлива;
- потери тепла с уходящими дымовыми газами, в долях от низшей теплоты сгорания топлива.
Примем, что = 0,06 и температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру печи, на 120 К выше температуры Т1 сырья, поступающего в печь:
Тух=Т1+Т=220+120=340
При Тух=360?С найдем по графику J-T потерю тепла с уходящими дымовыми газами
Jух=6211 кДж/кг
или в долях от низшей теплоты сгорания топлива:
==0,13
КПД печи равен
Полезное тепло печи расiитываем по формуле:
где ,, - энтальпии нефти при температурах входа в атмосферную колонну (330?С) и выхода из теплообменника (220?С)
=4,187((50,2+0,109?330+0,00014?3302)(4-0,8486)-73,8)=1029,2 кДж/кг
=(0,403?330+0,000405?3302)=804,9 кДж/кг
=(0,403?220+0,000405?2202)=492,1 кДж/кг
171232,9(0,415.1029,2+(1-0,415).804,9-492,1)=69,51.106 кДж/ч
= 19,46.106 Вт
Часовой расход топлива:
кг/ч
Или объемный
м3/ч
Поверхность нагрева радиантных труб определяется по формуле:
где р - количество тепла, переданного сырью в камере радиации, кВт; qp- теплонапряжение радиантных труб, кВт/м2.
Количество тепла, переданного сырью в камере радиации (прямая отдача топки), найдем из уравнения теплового баланса топки:
где - коэффициент эффективности (КПД) топки; - энтальпия дымовых газов на выходе из камеры радиации при температуре Тп, кДж/кг топлива.
Примем Тп = 1023 К и определим по графику J-T
=14367 кДж/кг топлива
Ранее было принято, что потери тепла в окружающую среду равны 6%. Пусть 4% в том числе составляют потери тепла в топке. Тогда
Примем теплонапряжение радиантных труб qp=40,6 кВт /м2.
Таким образом, поверхность нагрева радиантных труб будет равна:
Полагая на основе опытных и раiетных данных, что нефть в конвекционных трубах не испаряется, найдем ее энтальпию на входе в радиантные трубы из уравнения:
Следовательно
Тогда температура нефти на входе в радиантные трубы будет
Тк = 247.
Выбираем трубы диаметром 127 мм с полезной длиной lтр = 18 м.
Число радиантных труб:
Поверхность нагрева конвективных труб определяется по формуле:
где - количество тепла, передаваемого сырью в конвекционных трубах, Вт;
= 32,6 - коэффициент теплопередачи в конвекционной камере печи, Вт/(м2К)