
- •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.
Соотношение требуемых и допускаемых полезных тепловых нагрузок ( ) и расчётные температуры выхода потока из змеевика по допускаемым тепловым напряжениям.
Таблица 5
Усл. обоз. пара метра |
Расход нефти , трубы |
Расход нефти , трубы |
||||||
|
|
|
|
|||||
1поток |
2поток |
1поток |
2поток |
1поток |
2поток |
1поток |
2поток |
|
|
3,673 |
6,65 |
2,405 |
3,36 |
6,99 |
9,34 |
4,32 |
6,39 |
|
3,09 |
5,49 |
1,8 |
3,14 |
5,88 |
8,15 |
4,013 |
5,99 |
|
147,5 |
108,35 |
261,8 |
235,8 |
105,9 |
94,4 |
221 |
204,5 |
|
164,2 |
118,6 |
292,3 |
240 |
114,6 |
99,4 |
225 |
207 |
|
18,1 |
10 |
30,6 |
21,92 |
31,6 |
23,7 |
56,64 |
38,33 |
|
21,5 |
12,1 |
40,7 |
23,4 |
37,7 |
27,2 |
61,1 |
40,9 |
1.9. Приближенный гидравлический расчёт выбранного варианта трубного змеевика печи.
Исходные данные:
1.Расход
нагреваемого продукта
(при
температуре
).
2. Содержание остаточной воды в нагреваемой нефти W=1,0% (по объему).
3.Соединение труб - стальными приварными калачами.
4. Размер труб продуктового змеевика:
внутренней диаметр Д=136мм,
длина
.
5.Длина
соединительного калача
.
6.
Количество труб
.
7.Температура нагреваемого потока:
а) первый вариант:
при входе в
змеевик
;
при выходе
.
б) второй вариант
при входе в
змеевик
при выходе
Снижения давления вследствие преодоления гидравлических сопротивлений в случае движения однофазного потока определяем по формуле:
,
Па, (6.1)
где
-
коэффициент гидравлического сопротивления,
зависящий от диаметра трубы, степени
шероховатости стенок и режима течения
жидкости;
-
длина змеевика, м;
-
сумма местных гидравлических сопротивлений;
-
средняя скорость движения нагреваемого
потока, м/с;
-
плотность жидкости при средней температуре
потока,
.
Принимаем
[2].
[26].
,
м, (6.2)
где
-
длина одной трубы, м;
-
длина соединительного калача, м.
,
м/c,
(6.3)
-
объем нагреваемой жидкости, проходящий
через змеевик в течение одной секунды,
;
-
площадь живого сечения трубы,
.
,
,
(6.4)
-
средняя температура нагреваемого потока
в змеевике, К;
,
К;
,
.
(6.5)
где
- плотность остаточной воды при
температуре,
.
Полученные данные сводим в таблицу (см. таб. 6)