- •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.
1.21.Основные выводы по результатам проведенного поиска.
1.Проведённая работа, направлена на поиск наиболее целесообразного решения вопросов связанных с обеспечением требуемых температурных режимов объектов промысловой подготовки нефти в условиях резкого снижения их производительности в связи с естественным падением её добычи в регионе и необходимости увеличения глубины отбора легких фракций.
2.Выполнен комплекс основных теплотехнических, гидравлических и аэродинамических расчётов по модернизации трубчатой печи типа ПБ-20.
3.Рассмотрен ряд возможных вариантов модернизации продуктовых змеевиков трубчатых печей типа «ПБ», отличающихся диаметром применяемых труб и количеством потоков. Выявлена принципиальная возможность использования для данной цели сортамента труб, который может быть приобретён ОАО «Татнефть».
4.Определены технические обоснованные величины объёмных и массовых расходов нефти через змеевики печей при изготовлении их из труб различных диаметров.
5.Проведены необходимые объёме тепловые расчёты радиационной и конвективной рабочих поверхностях нагрева по двум общепринятым методикам. Определены, технически обоснованы значения допускаемых тепловых напряжений при применении труб различных диаметров. Полученные результаты указывают на возможность реализации рассмотренного варианта модернизации трубчатой печи при условии соблюдения указанных в работе расходов и температур.
6.Выявлены основные гидродинамических характеристики трубного змеевика в наибольшей степени отвечающего условиям технически эксплуатации.
7. Проведён аэродинамический расчёт газового тракта печи, подтверждающий его работоспособность при осуществлении модернизации и эксплуатации в соответствии с условиями, рассмотренными в данной работе.
1.22. Рекомендация и предложения по монтажу и эксплуатации печи.
1.Перевод трубчатой печи типа ПБ-20 на нагревания нефти до 3500С является возможном при условии, что модернизации будет проведена в соответствии с требованиями и условиями, изложенными в данном отчете.
2.Безаварийнная работа и длительный межремонтный срок эксплуатации модернизированной печи в более значительной степени, чем у обычных, - не подвергшихся модернизации, зависит от состава топочной среды (продуктов сгорания топлива) и соотношения «газ – воздух» в амбразурах горелок из-за уменьшения топочного объёма. Требования в отношении поступления в топку «неорганизованного» (балластного) воздуха, то есть, к качеству герметизации топки, соответственно возрастают.
3.Минимальный расход нефти через змеевик печи по условиям поддержания допускаемой температуры метала труб, змеевика должен быть не ниже 60м3/ч.
Давление нефти на входе в змеевик должно быть не ниже 0,7 МПа (7кгс/см2), так как при достижение расчётных температур нефти (t2>2800С) существует вероятность снижения её массового расхода вследствие возрастания гидравлического сопротивления змеевика из-за выделение газовой фазы.
4.После решения вопроса о выборе газогорелочных устройств и их приобретения необходимо произвести подбор их сопел в соответствии с разделом 20 настоящего отчёта. Диаметр их расточки определяется с точностью 0,15мм.
При сборке и монтаже горелок необходимо обеспечить соответствующую центровку. Центровка заключается в совпадении геометрических осей газовых сопел и смесителей горелок.
В стадии монтажа необходимо добиваться четкости действия органов (деталей или узлов), обеспечивающих соответствующее регулирование поступления воздуха для горения. Считать недопустимом поступления воздуха в печь (в топку, конвективную шахту и дымовую трубу) помимо специально предусмотренных для данной цели устройств: заслонок, шайб. Следовательно, должна достигаться абсолютная плотность (герметичность) ограждений (стенок) топки и газоходов.
5.Максимально допускаемой величиной коэффициента избытка (расхода) воздуха при входе в дымовую трубу следует считать 1,2.
Данная величина зависит от ряда факторов, основными из которых являются:
А. Тепловая нагрузка печи.
Б. Степень уплотнения газоходов
В. Ветровой напор (скорость ветра).
Г. Температура окружающей среды.
6.Для повышения равномерности распределение теплоты целесообразно эксплуатация печи возможно большим количестве включенных в работу горелок. Вследствие возрастания относительной доли «присосов» (поступления) холодного (неорганизованного) воздуха, поступающего через воздушные шайбы неработающих горелок, является обязательным их закрытие.