
- •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.
Межтрубное пространство
Число Рейнольдса при движении нефти
где
средняя
скорость движения нефти в водонагревателе,
м/с;
наружный диаметр
рабочих трубок, м;
кинематический
коэффициент вязкости нефти при ее
средней температуре в водонагревателе
м/с,
где
удельный
объем нефти в водонагревателе,
живое
сечение межтрубного пространства
водонагревателя,
где
плотность
нефти при средней температуре в
водонагревателе, кг/
По формулам (6.27), (1.16) и [28] определяем
Кинематический коэффициент вязкости нефти вычисляем по формуле (6.16), [28]
Коэффициент теплоотдачи
где
число
Нуссельта;
коэффициент
теплопроводности нефти при температуре
Приняв
по формуле (6.22), [28]
Применительно к рассматриваемому случаю для вычисления числа Нуссельта используем формулу (2.148), [28].
где
число
Прандтля.
Принимаем
Трубное пространство
Число Рейнольдса при движении воды
где
средняя скорость в трубах, м/с;
внутренний диаметр
рабочих трубок, м;
кинематический
коэффициент вязкости воды при температуре
где
удельный
объем воды в водонагревателе,
живое сечение
трубного пространства, приходящееся
на один ход,
где
средняя плотность воды в водонагревателе,
кг/
По формуле,[28)] определяем
Принимаем
Принимаем
По формуле (6.39), [28] находим
Расчет
числа Нуссельта при найденном значении
производим
по формуле (2.136), [28]
где
числа
Прандтля и Грасгофа для воды при
температуре
число
Прандтля при температуре стенки
водонагревателя
где
коэффициент
теплопроводности, кинематический
коэффициент вязкости и коэффициент
объемного расширения воды при ее средней
температуре в водонагревателе (
,
;
g-
Ускорение свободного падения,
разность
средних температур стенки водонагревателя
и воды
По формуле (6.37), [28] определяем
Находим
Ввиду
незначительной разницы между
и
составляющей
всего 7,5
а также из-за того, что симплекс
Принимаем
Проверяем тепловой баланс
Расхождение
составляет
С
целью проверки правильности результатов
вычисляем величину теплового потока к
воде
по
уравнению теплопередачи
где
средняя разность температур теплоносителей
в водонагревателе,
где
поправочный
коэффициент, определяемый как функция
вспомогательных величин P
и R.
Найденным
значениям
и
соответствует
Найденная величина теплового потока практически совпадает с вычисленным ранее значением.