
- •Руководство по выполнению практических занятий по курсу «Теплотехническое оборудование предприятий нефтяной и газовой промышленности»
- •Предисловие
- •Раздел 1. Расчёт генераторов тепла, используемых в нефтяной промышленности.
- •Поиск наиболее рациональных вариантов реконструкций трубчатых печей пб-20. Общие положения.
- •1.2.Исходные данные.
- •1.3.Последовательность аналитического решения задачи.
- •1.4.Определение линейных скоростей движения нагреваемой жидкости в змеевике.
- •1.5.Расчёт допускаемых тепловых напряжений труб змеевиков.
- •1.6.Приближеный тепловой расчёт продуктового змеевика по заданным температурам.
- •Расчётные величины допускаемых тепловых напряжений змеевиков печи в зависимости от числа потоков, диаметров труб и температур входа и выхода нефти.
- •1.7.Расчёт полезной теплопроизводительности печей по допускаемым тепловым напряжением.
- •1.8.Анализ результатов определения тепловых нагрузок печи по граничным температурам, требуемым условиями технологии, и допускаемым тепловым напряжениям змеевика.
- •Соотношение требуемых и допускаемых полезных тепловых нагрузок ( ) и расчётные температуры выхода потока из змеевика по допускаемым тепловым напряжениям.
- •1.9. Приближенный гидравлический расчёт выбранного варианта трубного змеевика печи.
- •Результаты приближенного гидравлического расчета трубного змеевика в однопоточном исполнении при различных средних температурах и расходов нефти.
- •1.10.Расчёт основных теплотехнических характеристик топлива использованного в печи.
- •Основные теплотехнические характеристики продуктов сгорания топлива при различных температурах и расходов воздуха.
- •Данные по средним молекулярным массам и парциальным давлениям продуктов сгорания топлива.
- •1.11Расчёт теплообмена в топке по методике цкти.
- •1.12.Расчёт теплообмена в топке по методике профессора Белоконя н.И.
- •1.13.Уточнение потребного расхода нефти через змеевик печи.
- •1.14.Тепловой расчёт конвективной части змеевика по методике цкти.
- •1.15.Тепловой расчёт конвекционной части змеевика по методике вниинефтемаШа [26].
- •1.16.Уточнение величин граничных температур теплоносителей в конвективной части.
- •1.17.Расчёт максимальных температур на внутренней и наружной поверхностях труб продуктового змеевика.
- •1.18.Аэродинамический расчёт газоходов печи.
- •1.19.Уточнёный расчёт гидравлического сопротивления змеевика.
- •1.20.Определение необходимой производительности горелок и диаметров расточки их газовых сопел.
- •Расход топлива газа через сопло одной горелки в зависимости от диаметра расточки (Дс) и избыточного давления (р1) при температуре перед соплом (t1) равной 20 0с.
- •1.21.Основные выводы по результатам проведенного поиска.
- •1.22. Рекомендация и предложения по монтажу и эксплуатации печи.
- •Раздел 2. Тепловой расчёт технологических установок промысловой подготовки нефти [28].
- •2.1 Общие положение теплового расчёта.
- •Источник тепла
- •2.2.Пример теплового расчёта технологической установки термохимического обезвоживание и обессоливание нефти (тху)
- •Межтрубное пространство
- •Трубное пространство
- •Расчет граничных температур теплоносителей в узле теплообменников «нефть – нефть»
- •2.3Пример теплового расчета установки комплексной подготовки нефти (укпн). [28].
- •Узел теплообменников первой ступени нагрева.
- •Средняя температура стабильной нефти в теплообменниках
- •Блок стабилизации
- •Выбор генератора тепла.
- •Расчет потребного расхода нефти через змеевик печи.
- •Требуемая температура нагрева нефти в печи.
- •Расчет потребной тепловой мощности и температуры нагрева нефти в печи с учетом испарения остаточной воды.
- •2. Определение потребной тепловой мощности печи и температуры нагрева нефти при .
- •3. Определение, потребной мощности печи и температуры нагрев нефти при , .
- •Литература.
- •Содержание.
1.15.Тепловой расчёт конвекционной части змеевика по методике вниинефтемаШа [26].
Перепад температур потока нефти на выходе конвекционной части змеевика.
.
Средняя разность температур
,
(11.1)
где - коэффициент, приведенный средней геометрической величины к средней логарифмической;
и
-
наибольшая и наименьшая разности
температур потоков,
.
;
.
Для
[26,
с. 39. таб.14].
.
Коэффициент теплоотдачи
,
(11.2)
где А - параметр теплоперехода при вынужденной конвекции продуктов сгорания;
-
массовая скорость продуктов сгорания,
;
-
теплоемкость продуктов сгорания при
их средней температуре в конвекционной
части,
.
,
(11.3)
где - поправка на число поперечных рядов труб;
-
число Рейнольдса;
- показатель степени, зависящий от аэродинамических условий и геометрических факторов.
Согласно [26, рис.2]
определяем
.
,
(11.4)
где
-
массовая скорость продуктов сгорания
в конвекционной части,
;
-
динамический коэффициент вязкости
продуктов сгорания в условиях конвекционной
части,
.
По
[26, с. 64, рис.20] определяем
.
;
(11.5)
(11.6)
Значение
при
определяем по значении [26,
таб.23].
Величину при имеющих место условия принимаем равной 0,36 [26, таб. 16].
;
.
Принимаем
.
Коэффициент теплоотдачи излучением
,
(11.7)
где - степень черноты газового слоя.
,
(11.8)
где
;
(11.9)
,
(11.10)
- эффективная толщина излучающего слоя, м.
Для
;
(11.11)
(11.12)
где и - средней поперечный и продольный шаг трубы, м.
;
;
.
Общий коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к конвективной части змеевика
,
(11.13)
где - коэффициент, учитывающий неполноту омывания продуктами сгорания поверхности труб.
Принимаем
[26,
с.90]
Расчётный коэффициент теплопередачи
.
Вычисленные по двум методикам значения коэффициентов теплопередачи и средних разностей температур различаются друг от друга, соответственно, на 9,3% и 4,3%, то есть, весьма не значительно. Поэтому пересчёта тепловосприятия производить нецелесообразно.