- •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.
 
1.3.Последовательность аналитического решения задачи.
Поставленная цель при рассмотренных исходных условиях может, быть достигнута при осуществлении приведенных ниже действий в соответствии с указанной ниже последовательностью.
1.По расходам нефти, указанным в задании, вычисляются средние линейные скорости её движения в змеевиках, изготовленных из труб, диаметры которых указаны в задании.
2.Выбираються диаметры труб в наибольшей степени, отвечающие поставленным условиям, исходя из критериев оценок, применяемых в подобных случаях [2,9,12,13,26].
3.Вычисляются допускаемые тепловые напряжения стенок труб змеевика и по их значениям определяются допускаемые полезные тепловые нагрузки печи.
4.При найденных значениях тепловых нагрузок из условия теплового баланса вычисляются и температуры нагрева потока нефти в змеевике.
5. При недостаточности полученной температуры подбирается соответствующий расход нефти, при котором обеспечивается температура, удовлетворяющая условиям задания (технологии).
6.При найденной величине расхода проводится гидравлический расчет змеевика; определяются допускаемые тепловые напряжения с целью выявления тепловосприятия змеевика от продуктов сгорания топлива.
7.Для варианта, рассмотренного в п.6, проводятся теплотехнические расчёты, с учётом состава применяемого топлива, линейных размеров и геометрии топки, условий работы газоходов печи.
8.Проводится уточненный гидравлический расчет змеевика с учётом вероятности двухфазного движения, нагреваемого потока нефти.
9.На основе анализа полученных результатов формируется выводы.
1.4.Определение линейных скоростей движения нагреваемой жидкости в змеевике.
Средние линейные скорости движения определяем из соотношения:
       
                    
,
м/с                                                       (1.1)
где
  
-
объем нефти, при средней температуре
проходящий
через один поток                                  
       
        змеевика, 
;
       
-
живое сечение одного потока змеевика,
.
       
                    
,
,
                                     (1.2)
       
 
-
расход нефти при температуре 
,
;
       
-
температурный коэффициент изменения
объёма нефти, 
.
Полученные по формуле (1.1) значения скоростей сводим нижеследующую в таблицу
Таблица
Расход нефти V,  | 
		
			Средняя скорость
			движения, 
			  | 
	|||
Диаметр трубы 60,3 мм  | 
		Диаметр трубы 101,6 мм  | 
		Диаметр трубы 102 мм  | 
		Диаметр трубы 152 мм  | 
	|
60 200  | 
		8,4 27,92  | 
		2,64 8,815  | 
		3,15 10,53  | 
		1,148 3,82  | 
	
Из рассмотрения представленных выше данных, очевидно, что вариантами, заслуживающими, рассмотрения является:
   
1.труба   
,
  
,
однопоточное исполнение змеевика.
   
2.труба    
,
  
,
двухпоточное исполнение змеевика.
  В
первом случае скорость будет несколько
выше приемлемых значений  (1….3 
),
во втором случае находится допускаемых
пределах, т.к.  
.
Однако, без приведение гидравлических и тепловых расчётов, позволяющих выявить гидравлическое сопротивление змеевика и температура нагрева, окончательный выбор варианта не может быть произведён.
