- •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.
Выбор генератора тепла.
Для поддержания нормальной работы установки при заданных технологических параметрах мощности одной трубчатой печи типа А 2 Б2 (старая маркировка: ПБ-16; полезная теплопроизводительность 16 Гкал/ч) не достаточно, т.к, запас по теплопроизводительности составляет всего.
Вт.
В процентах этот запас составляет
.
Примечание. Потребная тепловая мощность может быть несколько выше вследствие вероятности недостаточно полного учета некоторых факторов. Например, остаточной воды в нефти, поступающей в колонну после теплообменников второй ступени нагрева (8).
Поэтому, по перечисленным причинами, необходимо рассмотреть следующие два варианта оснащения установки генераторами тепла:
Первый вариант:
Две
печи типа А2
Б2
старая
маркировка ПБ-16) с обвязкой для
их последовательного включения, т.е., часть необходимой теплоты поток нагреваемой нефти получает в одной печи, часть - в другой.
Второй вариант:
Одна печь с большей,
чем в первом варианте единичной
мощностью, например А2
Б2
ПБ-20).
У обоих вариантов имеются свои преимущества и недостатки. Преимущества первого варианта:
1. Возможность работы печей при более «мягком» режиме, т.е. с небольшими тепловыми напряжениями труб змеевиков, что может послужить условием значительного увеличения срока службы всей печи.
2. Возможность более дифференцированного обеспечения соответствующего температурного режима установки.
3. Больший запас по тепловой мощности, дающий возможность обеспечения необходимой тепловой мощности при резких повышениях тепловых нагрузок, например, при попадании избыточного количества воды в нагреваемую нефть, его испарении в змеевике печи или при необходимости увеличения производительности установки по получаемой продукции, а также повышении глубины отбора легких фракций.
4. Более благоприятные условия работы при уменьшение поступления сырья, например, вследствие естественного падения добычи нефти по региону (месторождению) и др.
Недостатки первого варианта
Большее число точек обслуживания, регулирования и контроля.
Большая общая металлоемкость.
Большие общие и удельные расходы топлива и электроэнергии.
Преимущества второго варианта.
1. Меньшие удельные затраты металла, топлива и электроэнергии.
2. Меньшее число точек обслуживания, регулирования и контроле.
Недостатки второго варианта
1.Ограничение возможности повышения производительности установки номинальной величиной полезной тепловой мощности печи, которая ниже, чем у двух печей А2 (ПБ-9).
2.Появление ряда ограничений при снижении производительности установки, в том числе вследствие:
а) уменьшения единичной загрузки горелок и повышения вероятности нарушения их работы, например, из-за проскока пламени в смесительную часть;
б) большей вероятности вынужденного перевода печей на работу с уменьшенным числом потоков в змеевиках;
в) большей сложности эксплуатации печей при уменьшении загрузки установки по сырой нефти.
