Тепловой расчет трубчатой печи

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Пояснительная записка

1.1 Назначение трубчатых печей

1.2 Описание конструкции

1.3 Основные показатели работы

2. Расчетная часть

2.1 Расчет процесса горения

2.2 КПД печи, ее тепловая нагрузка и расход топлива

2.3 Расчет камеры радиации

2.4 Расчет камеры конвекции

ЛИТЕРАТУРА



ВВЕДЕНИЕ

Технологическое оборудование нефтеперерабатывающих заводов разработано, как по назначению, так и по конструктивному оформлению.

Современное химическое предприятие - это сложный комплекс машин и оборудования, в который входят: аппараты химического производства, емкостное оборудование, трубопроводы, машины для транспортирования нефтепродуктов, КИП и автоматика электрооборудование. Хотя все эти виды оборудования имеют важное значение к основному оборудованию относится аппараты.

При конструировании и изготовлении аппаратов стремятся осуществлять следующие меры: максимально интенсифицировать технологические процессы, увеличить размеры аппаратов в тех случаях, когда возможность интенсификации исчерпана, повышать надежность аппаратов.

Своевременное и грамотное проведение технического обслуживания и ремонта повышает надежность машин и аппаратов в эксплуатации и улучшают в целом экономические показатели предприятия.



1. Пояснительная записка

1.1 Назначение трубчатых печей

Трубчатые печи предназначены для нагрева нефти и нефтепродуктов до высоких температур за счет теплоты, выделяющейся при сжигании топлива. В термических процессах, печи выполняют роль реакторных устройств.

В трубчатых печах имеются две камеры- радиации и конвекции. В камере радиации размещаются горелки, в которых сжигается топливо (газ или мазут), и радиантные трубы, которые воспринимают теплоту излучения. Газы сгорания (дымовые газы) из камеры радиации поступают в камеру конвекции. Здесь находятся конвекционные трубы, воспринимающие теплоту дымовых газов, отходящих из камеры радиации с температурой до 950^оС. Охлажденные дымовые газы через газосборник направляются в дымовую трубу.

1.2 Описание конструкции

Трубчатые печи состоят из следующих основных узлов: змеевика, гарнитуры, каркаса, обмуровки, приборов для сжигания топлива.

Змеевик трубчатых печей.

Змеевик состоит из бесшовных цельно натянутых труб диаметром от 60 до152 мм. Длина труб составляет 12-18 м. Печные трубы соединяют в змеевик при помощи двойников или приварных калачей. Двойник имеет разборный корпус, состоящий из 2-х частей, содержащий тросы и болты для сопряжения соединительного канала с трубами. Двойники таких конструкций позволяют легко удалять трубы и отличаются меньшим гидравлическим сопротивлением. Соединение приварными калачами применяется в тех процессах, где осуществляется паровоздушный способ очистки печных труб от кокса.

Гарнитура печей

Трубные решетки служат для поддержания решеток радиантной и конвекционной секций. Изготавливаются из чугуна. Трубные подвески служат для поддержания радиантных труб, в пролете между трубными решетками во избежание их провисания. Изготавливают из жароупорной стали. Бывают цельнолитые и составные.

Каркас и обмуровка печей

Назначение каркаса - нести нагрузку от труб, крыши, лестниц, площадок и т. д. Изготавливаются из стальных балок. Защищается обмуровкой с теплоизоляцией. В современных печах блочная обмуровка из фасонного кирпича. В настоящее время имеются также печи с монолитной обмуровкой из огнеупорного изоляционного бетона. Свод трубчатых печей - из фасонного огнеупорного кирпича, поддерживаемого специальными подвесками. Подвески крепятся к полкам швеллеров, опирающихся на потолочные блоки.

Приборы для сжигания топлива

Сжигание топлива в трубчатых печах осуществляется в форсунках или горелках. Форсунки могут быть либо с паровым, воздушным либо с механическим распыливанием, вследствие их простоты. Однако они требуют большого расхода пара.

В течение многих лет применялись газовые горелки инжекционного типа. Но они не обеспечивали надлежащего смешивания топлива с воздухом. В настоящее время применяется беспламенная панельная горелка. Производительность таких горелок регулируется изменением давления газа пере соплом инжектора.

Тепловая нагрузка топочного производства отвечает количеству тепла, выделенному при сгорании топлива в единицу времени на единицу объема топочного производства. Измеряется тепловая нагрузка топочного производства в кВт/м³.

1.3 Основные показатели работы

Основными теплотехническими показателями работы трубчатой печи являются следующие показатели:

Тепловая мощность это количество тепла, передаваемого продукту на нагрев, испарение и реакцию в ккал/ч. Тепловая мощность современных печей составляет от 7-8 до 45-70 мВт. Значительное увеличение тепловой мощности печей возможно за счет применения более длинных труб или использования многокамерных печей.

КПД печи представляет собой отклонение количества тепла, полезно использованного в печи, к общему количеству тепла, внесенного топливом. Зависит КПД от коэффициента избытка воздуха и температуры уходящих дымовых газов. Обычно колеблется в пределах 0,70-0,85.

Тепловая напряженность топочного пространства это количество тепла, выделяемого при горении топлива на 1 м³ топочного объема в час. Составляет от 40 до 80 кВт/м³.

Температура дымовых газов на перевале, т. е. температура дымовых газов, поступающих в конвекционную камеру. Обычно эта температура находится в пределах 700-900^оС. Температуру дымовых газов на перевале не рекомендуется чрезмерно повышать, т. к. это может вызвать коксование и прогар радиантных труб.

Тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб это в количестве тепла, передаваемого одному м² поверхности нагрева в час.

Она определяет эффективность работы радиантных труб. Допустимые значения тепловой напряженности поверхности нагрева радиантных труб ограничивается коксованием и прогаром труб и зависит от конструкции печи, характера нагреваемого продукта, температуры его нагрева и скорости продукта.

Коэффициент прямой отдачи это отношения количества тепла переданного радиантным трубам, к общему полезному теплу, выделенному топливом. Обычно находится в пределах 0,58-0,65. Температура дымовых газов на перевале, тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб и коэффициент прямой отдачи топки тесно связаны между собой.

Коэффициент теплопередачи и тепловая напряженность конвекционных труб. Коэффициент теплопередачи зависит главным образом от скорости движения дымовых газов в камере конвекции: чем выше эта скорость тем больше коэффициент теплопередачи. При естественной тяге с увеличением скорости возрастает необходимая высота дымовой трубы. Для увеличения коэффициента теплопередачи и тепловой напряженности труб рекомендуется по возможности применять меньший диаметр труб и уменьшить расстояние между трубами и число труб в ряду.

Температура отходящих дымовых газов. Если тепло отходящих дымовых газов не используется для подогрева воздуха, то желательно, чтобы их температура была возможно низкой. Но чрезмерное понижение этой температуры увеличивает поверхность нагрева конвекционных труб. Температуру отходящих дымовых газов рекомендуется принимать на 100-150^оС выше температуры поступающего в печь продукта.

трубчатый тепловой радиация конвекция



2. Расчетная часть

Исходные данные:

Расход полуотбензиненной нефти - 92,28кг/с;

Температура ввода мазута в печь - 250;

Температура на выходе мазута из печи - 365;

Состав топочного газа:

Таблица 1

Состав топочного газа

Компонент	СН4	С2Н6	С3Н8	iС4Н10	nC4H10	iC5H12	nC5H12	C6H14	Н2S	Н2
Состав, % об	3,7	7,2	33,1	15,8	32,2	3,4	1,2	0,4	1,5	1,5

2.1 Расчет процесса горения

Определяем низшую теплоту сгорания топлива Q, кДж/м³ ,по формуле

= 360,33CH₄+631,8C₂H₆+931,8С₃Н₈+1092,81i-C₄H₁₀+1195n-

C₄H₁₀+1460,22^{. .}i-C₅H₁₂+1460,22 n-C₅H₁₂+1870

C₆H₁₄+251,2Н₂+233,84Н₂S, (2.,с 155)

где СH₄,С₂Н₄ и т.д. - содержание соответствующих компонентов в топливе, об.%.

Q =360,33*3,7 + 631,8 * 7,2 + 931,8 * 33,1 + 1092,8 * 15,8 + 1195 *32,2

+ 1460,22*3,4 + 1460,22 * 1,2 + 1870 * 0,4 + 251,2 * 1,5 + 233,84 * 1,5 =

= 100662,731 кДж/м³



Определяем массовую низшую теплоту сгорания Q, кДж/кг ,по формуле

Q= , (2.,с 155)

где Q- низшая теплота сгорания топлива, кДж/ м³;

с_г - плотность топливного газа, кг/м³.

Таблица 2

Пересчет состава топлива в массовых %

Компоненты	Молекулярная масса Mi	Мольная (объемная) доля уi	Mi уi	Массовый %
H2	2	0,015	0,03	0,06
CH4	16	0,037	0,592	1,20
C2H6	30	0,072	2,16	4,38
C3H8	44	0,331	14,564	29,51
i-C4H10	58	0,158	9,164	18,57
n- C4H10	58	0,322	18,676	37,84
i-C5H12	72	0,034	2,448	4,96
n-C5H12	72	0,012	0,864	1,75
C6H24	86	0,004	0,344	0,70
H2S	34	0,015	0,51	1,03
Итого		1	49,352	100,00

Определяем плотность топливного газа с_г ,кг/м³ ,по формуле

кг/м³

кДж/кг

Определяем элементарный состав топлива в массовых %

Содержание углерода

С = , (2.,с 156)

где gi - содержание соответствующего компонента в топливе, масс. %;

ni - число атомов углерода в данном компоненте топлива;

Mi - молекулярная масса любого компонента топлива.

С =1,2*12 +4,38*12*2 +29,51*12*3 +18,57*12*4 + 37,84*12*4 + 4,96*

12*5 +16 30 44 58 58 72+1,75*12*5 +0,7*12*6 = 81,407% масс.72 86

Содержание водорода

Н = , (2.,с 156)

где m_i - число атомов водорода в данном компоненте топлива.

Н =1,2*4 + 4,38*6 + 29,51*8 + 18,57*10 + 37,84*10 + 4,96*12 + 1,75*12

+16 30 44 58 58 72 720,7*14 + 0,06*2 + 1,03*2 = 17,620% масс.862 34

Содержание серы

S=1,03*32 =0,973% масс.34

Проверка

С + Н + S = 100% масс.; 81,407+17,620+0,973=100% масс.

Определяем количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа L_о, кг/кг,по формуле

L_о = , (2.,с 156)

где С,Н,S,O - количество кислорода, водорода, кислорода, масс. %.

L_о =0,0267*81,407+0,08*17,62+0,01*0,973 = 15,62 кг/кг 0,23

Определяем действительное количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа L_д, кг/кг, по формуле

L_д ⁼ б L_о, (2.,с 156)

где б - коэффициент избытка воздуха (б = 1,05-1,2 для газообразного топлива),принимаем б = 1,2.

L_д =1,2*15,62=18,746 кг/кг

Определяем действительный объем воздуха необходимый для сжигания 1 кг топлива ,м³/кг, по формуле

, (2.,с 156)

где V_д - действительный объем воздуха, м³/кг;

с_г - плотность газа, кг/м³.

м³/кг

Определяем количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива m_i, кг/кг, по формуле

m₌ 0,0367C; (2.,с 157)

m= 0,09Н;

m=0,23L_o(б-1);

m=0,77 L_o*б;

m=0,02 S.

=0,0367*81,407=2,988 кг/кг

=0,09*17,62=1,586 кг/кг

=0,23*15,62(1,2-1)=0,719 кг/кг

=0,77*15,62*1,2=14,434 кг/кг

=0,02*0,973=0,019 кг/кг

Определяем суммарное количество продуктов сгорания, кг/кг, по формуле

= m+ m+ m+ m+ m (2.,с 157)

=2,298+1,586+0,719+14,434+0,019=19,746 кг/кг

Определяем объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива (при нормальных условиях) Vi, м³/кг, по формуле

V ₌ ; (2.,с 157)

V=;

V=;

V=;

V=.

₌2,988+22,4 =1,512 м³/кг 44

1,586+22,4 =1,973 м³/кг 18

0,719+22,4 =0,503 м³/кг 32

14,434+22,4 =11,547 м³/кг 28

0,019+22,4 =0,007 м³/кг 64

Определяем суммарный объем продуктов сгорания, м³/кг, по формуле

= V+V+V+V+V (2.,с 157)

м³/кг

Определяем плотность продуктов сгорания, при Т=273К и P=0,1МПа, р₀,кг/м, по формуле

, (2.,с 157)

кг/м³

где - суммарное количество продуктов сгорания, кг/кг;

- суммарный объем продуктов сгорания, м³/кг.

Определяем энтальпию продуктов сгорания на 1 кг топлива при различных температурах I_т ,кДж/кг, по формуле

I_т = (Т-273) (m*C+ m*C+m*C+m*C+m*C),

(2.,с 157)

где Т-температура продуктов сгорания, К;

С,С,С,С,С- средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, кДж/кг•К

I₂₇₃=0 кДж/кг

I₃₀₀=(300-273) (2,988 * 0,9 + 1,586 * 0,93 + 14,434 * 1,045 + 0,719 * 0,66

+ 0,019 *0,91) = 539,963 кДж/кг

I₅₀₀=277*(2,988*0,94+1,586*1+14,434*1,04+0,719*0,68+0,019*0,92)=

=5515,704 кДж/кг

I₇₀₀=427(2,988*0,96+1,586*1,1+14,434*1,05+0,719*0,7+0,019*0,93)=

= 8663,631 кДж/кг

I₉₀₀=627(2,988*0,98+1,586*1,56+14,434*1,06+0,719*0,76+0,019*0,935)=

= 13322,581 кДж/кг

I₁₅₀₀=1227(2,988*1,08+1,586*2,25+14,434*1,095+0,719*0,82+0,019*0,96)

= 28476,349 кДж/кг

Результаты расчета сводим в таблицу



Таблица 3

Энтальпия продуктов сгорания

Т, К	273	300	500	700	900	1500
Iт, кДж/кг	0	539,963	5515,704	8663,631	13322,581	28476,349

По данной этой таблицы строим Iт-Т (энтальпия продуктов сгорания-температура)

2.2 Расчет К.П.Д печи, ее тепловая нагрузка и расход топлива

Определяем К.П.Д печи, по формуле

Ю = 1 - , (2.,с 158)

где - потери тепла в окружающую среду, в долях от низшей теплоты сгорания топлива, принимаем 0,06;

- потери тепла с уходящими дымовыми газами в долях от низшей теплоты сгорания топлива.

Определяем теплоту уходящих дымовых газов Т_ух, К, по формуле

Т_ух = Т₁ + ДТ, (2.,с 158)

где Т₁ - температура сырья, К;

ДТ - температура дымовых газов, попадающих конвекционную камеру печи на 120 К выше температуры Т_{1 сырья} поступающего в печь.

Т_ух=(523+120)=643 К



При Т_ух найдем по графику Iт-Т потерю тепла с уходящими дымовыми газами, Iух, кДж/кг

Iух=8000 кДж/кг

Определяем потери тепла с уходящими дымовыми газами в долях от низшей теплоты сгорания топлива

Определяем полную тепловую нагрузку печи Qт, кВт по формуле

, (2.,с 159)

где Q_полез - полезное тепло печи, кДж/ч.

Определяем полезное тепло печи Q_пол, кВт, по формуле

, (2.,с 159)

где G - производительность печи по сырью, кг/ч;

е - доля отгона (задаемся е=0,3);

I, i- энтальпия соответственно паровой и жидкой фаз сырья на выходе из печи при Т_2, кДж/кг;

i- энтальпия сырья на входе в печь при Т₁, кДж/кг.

Определяем энтальпию паровой и жидкой фаз сырья на выходе и входе в печь, по формуле

,

где I(i)max - максимальное значение энтальпии при меньшей плотности;

I(i)min - минимальное значение энтальпии при большей плотности.

Определяем относительную плотность ,по формуле

=,

где б - средняя температурная поправка на один градус.

=0,871+5*0,000673=0,874

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/ч

кВт

кВт

Определяем часовой расход топлива В, кг/ч, по формуле

В = , (2.,с 159)

где Q_полез - полезное тепло печи, кДж/ч;

Q - массовая низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

з - К.П.Д печи.

кг/ч = 1,06 кг/с

2.3 Расчет камеры радиации

Задаемся температурой дымовых газов на перевальной стенкой t_n, ⁰C

t_n =800 ⁰C

Т_n=1073 К

Определяем среднюю теплоемкость с_р.т, кДж/кг*К, продуктов сгорания 1 кг топлива при t_n по формуле

G С_р.т = m*c+m*c+m*c+m*c+m*c,

(1.,с 90)

где m, m , m , m , m - массы компонентов продуктов сгорания, кг/кг, топлива;

С, С , С , С , С - теплоемкости компонентов продуктов сгорания 1 кг топлива, кДж/кг*К .

G С_р.т =2,988*0,975+1,586*1,40+14,434*1,06+0,719*0,93+0,019*0,74=

=21,116 кДж/кг

Определяем максимальную расчетную температуру горения, t_max, ⁰С,

по формуле

t_max = t₀+, (1.,с 91)

где t₀ - приведена температура исходной системы, ⁰С (t₀ = t_В=20⁰С);

Q- массовая низшая теплота сгорания, кДж/кг;

з_т - К.П.Д топки (принимается в пределах 0,94-0,98), принимаем 0,95

Т_max=2348,542 К

Определяем количество тепла, воспринимаемого сырьем через радиантные тубы Q_р, кВт, по формуле

Q_р = В (Q*з - I_tn), (1.,с 91)

где I_{tn -} энтальпия дымовых газов при температуре перевала, кДж/кг

Определяем энтальпию дымовых газов при температуре перевала I_tn, кДж/кг, по формуле



I_tn = G С_р.т* t_n (1.,с 91)

I_tn=21,116*800=16892,8141 кДж/кг

Q_р =3815,47(45689,33*0,95-16892,8141)=101155982,9кДж/ч=28101,56

кВт

Определяем количество тепла воспринимаемого сырьем через конвекционные трубы Q_к, кВт, по формуле

Q_к = Q_полез - Q_р , (1.,с 91)

где Q_полез - полезное использованное тепло, кВт;

Q_р - количество тепла, воспринимаемое сырьем через радиантные трубы, кВт.

Q_к=36805,79-2101,56 =8704,23 кВт

Определяем энтальпию I_к, кДж/кг и температуру T_к, ⁰С, сырья на входе в радиантные трубы (на выходе из конвекционных труб), по формуле

I_к= i₁ + , (1.,с 91)

где i₁ - энтальпия сырья на входе в печь, кДж/кг;

G_с - расход сырья, кг/с;

Q_к - тепло, воспринимаемое конвекционными трубами, кВт.

кДж/кг

Этой энтальпии соответствует температура сырья на входе в радиантные трубы

Tк=567 К (t_k=297⁰С)

Определяем среднюю температуру наружной поверхности радиантных труб t_ст, ⁰С, по формуле

t_ст = +t`, (1.,с 92)

где t₂ -конечная температура нагрева сырья, ⁰С;

t` - разность температуры между наружной поверхностью труб и температурой сырья (t` = 20-60 ⁰С), t` = 20⁰С.

⁰С

Т_ст=622,5 К

По известным величинам:

t_n, 800⁰C;

t_max, 2075,542⁰C;

t_ст, 349,5 ⁰С.

Интерполяцией находим значение параметра q_S.

q_S=130*10³ Вт/м² (1.,с 93)

Определяем общее количество тепла, вносимого в топку одним топливом Q, кВт, по формуле

Q = B* Q * з_т (1.,с 92)

Q =1,06*45689,33*0,95= 46009,15 кВт

Определяем предварительное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности H_S, м², по формуле

H_S = (1.,с 92)

м²

Задаемся степенью экранирования кладки ц =0,4.

Определяем эффективную лучевоспринимающую поверхность Н_л, м², по формуле

Н_л = Н_s : , (1.,с 92)

где Н_s - эквивалентная абсолютно черная поверхность, м²;

- величину, определяем по графику

=0,78 (1.,с 94)

Н_л= м²

Определяем размер экранированной плоской поверхности, заменяющей трубы Н, м², по формуле

Н = , (1.,с 94)



где К- фактор формы для однородного экрана, принимаем 0,87.

м²

Определяем поверхность радиантных труб всей печи Н_р.тр, м², по формуле

Н_{р.тр = ,} (1.,с 95)

где Н - размер экранированной плоской поверхности, м².

м²

Поверочный расчет камеры радиации

Определяем размер неэкранированной поверхности кладки F, м², по формуле

F= * Н_л (1.,с 95)

м²

Определяем более точное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности H_S, м², по формуле

H_S = , (1.,с 95)

где - степень черноты поглощающей среды;

- равна 0,8-0,85;

- степень черноты экрана и кладки печи ;

- степень черноты поглощения;

F- размер неэкранированной поверхности кладки, м².

Определяем степень черноты поглощения , по формуле

= , (1.,с 95)

где б - коэффициент избытка воздуха.

Определяем степень черноты поглощения, в, по формуле

в = , (1.,с 95)

где - угловой коэффициент взаимного излучения поверхностей экрана и кладки

=0,4, т.к. < 0,5

м²



Определяем коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией, от дымовых газов к радиантным трубам б, Вт/м²*К, по формуле

б= 2,1 (1.,с 95)

Вт/м²•К

Определяем температурную поправку теплопередачи в топке ?Т, К, по формуле

?Т=, (1.,с 95)

где С_s - постоянное излучение абсолютно черного тела (С_s =5,67), Вт/м²•К

К

Определяем аргумент излучения х, по формуле

х = (1.,с 96)

По значению аргумента излучения определяем характеристику излучения в_S

(1.,с 96)



Определяем утонченную температуру дымовых газов Т_n,К, над перевальной стенкой,по формуле

Т_n = в_S *( Т_max - ?Т) (1.,с 96)

Т_n = 0,53*(2348,542-300,13)= 1085,66 К (t_n=812,66⁰C)

Определяем коэффициент прямой отдачи м, по формуле

м = , (1.,с 96)

где t₀ - приведенная температура исходной системы, ⁰С, (t₀ =20 ⁰С).

Определяем количество тепла, полученного радиантными трубами, Q_р, кВт, по формуле

Q_р = В* Q** м

кВт

Определяем тепловую напряженность радиантных труб q _р.тр, Вт/м², по формуле

q _р.тр= (1.,с 96)

Вт/м²

Определяем полезную поверхность одной трубы F_тр.,м², по формуле

F_тр.= , (1.,с 96)

где d - диаметр трубы печи, м;

l - длина одной трубы, м.

м²

Определяем число труб в радиантной камере n, шт, по формуле

n = (1.,с 96)

шт

2.4 Расчет камеры конвекции

Определяем тепловую нагрузку камеры конвекции Q_к, кВт, по формуле

Q_к = Q_полез - Q_р , (1.,с 101)

где Q_полез - полезное тепло, кВт;

Q_р - количество тепла воспринимаемое сырьем на выходе из камеры конвекции, кВт.

Q_к=36805,79-28065,98 = 8739,81 кВт

Определяем энтальпию I_к, кДж/кг, и температуру сырья на выходе из камеры конвекции t_к, ⁰С, по формуле

I_к = I_t + , (1.,с 101)

где I_t - энтальпия сырья на входе в печь, кДж/кг;

Q_к - количество тепла, передаваемое в камере конвекции сырью, кВт;

G_с - количество прокачиваемого сырья, кг/с.

кДж/кг

Т_к = 561 К

Определяем среднюю температуру дымовых газов в конвекционной камере t_ср,⁰С, по формуле

t_ср= , (1.,с 101)

где t_n - температура передаваемая стенкой, ⁰С;

t_ух - температура уходящих дымовых газов, ⁰С.

⁰С

Определяем среднюю разность температур между дымовыми газами и нагреваемым продуктом , ⁰С, по формуле

= ,

где - разность температур дымовых газов над нагревательной стенкой и конечной температурой сырья, понижающую камеру конвекции,⁰С;

- разность температур дымовых газов и начальной температурой сырья, поступающего в печь, ⁰С.

800 К дымовые газы 470 К

288 К нагреваемый продукт 250 К

К К

⁰С

Определяем массовую скорость движения дымовых газов U, кг/м²•с, по формуле

U = , (1.,с 102)

где G_c - секундный расход дымовых газов, кг/с;

f_к - живое сечение камеры, м².

Определяем ширину камеры конвекции М_к, м, по формуле

М_к = S₁ (n-1)+ d + 0,05, (1.,с 102)

где S₁ - расстояние между осями труб, м, (принимаем 0,304);

d - диаметр труб, м;

n - число труб в горизонтальном ряду (n = 8).

М_к =0,304*7+0,152+0,05=2,33 м

Определяем живое сечение камеры конвекции f_к, м², по формуле



f_к = (М_к - n*d) l_пол, (1.,с 102)

где l_пол - полезная длина трубы, м.

f_к = (2,33 -8*0,152) * 24,4 = 27,18 м²

Определяем секундный расход газов Gc, кг/с, по формуле

(1.,с 102)

кг/с

кг/м²•с

Определяем коэффициент теплопередачи конвекции б_к,Вт/м²•К,по формуле

,

где Е - коэффициент, зависящий от физических свойств топочных газов, принимаем Е=22.

Вт/м^2•К

Определяем коэффициент теплоотдачи излучением , Вт/м2•К, по формуле

= 0,025 t_ср - 2 (1.,с 103)

= 0,025*558,44 - 2 =11,97 Вт/м²•К

Определяем коэффициент теплопередачи от дымовых газов К, Вт/м²•К, по формуле

К = 1,1 () (1.,с 103)

К =1,1(13,53+11,97) =28,05 Вт/м²•К

Определяем необходимую поверхность нагрева конвекционных труб Н_к.тр., м², по формуле

Н_к.тр.= , (1.,с 103)

где К - коэффициент теплопередачи от дымовых газов, Вт/м²*К;

- средняя разность температур между дымовыми газами и нагреваемым сырьем, ⁰С.

м

Определяем число труб в конвекционной камере n, шт, по формуле

n = (1.,с 103)

шт



ЛИТЕРАТУРА

1. А.Г. Сарданашвили «Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа» - «Химия», 1980;

2. А.А. Кузнецов «Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности» - «Химия», 1974;

3. С.В. Адельсон «Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии» - «Химия», 1963.

Размещено на Allbest.ru