6. Расчет мощности привода сырьевого насоса

Требуется подобрать насос для перекачки сырья установки каталитического крекинга через теплообменники, регулирующий клапан, расходную диафрагму и подачи его в реактор. Ниже на рисунке приведена схема работы насоса:

Н-1

Рисунок – Схема работы насоса

Полный напор, развиваемый насосом, определяем по формуле /19/:

Н =((р₂-р₁)/*g)+Н_г+Н_п, где р₁, р₂ – давления соответственно во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, Па;

Нг – геометрическая высота подъема сырья, м;

Нп – суммарные потери напора, м.

Потерю давления на клапане принимаем равным 200 кПа, на диафрагме – 150 кПа. Давление во всасывающем трубопроводе р₁ принимаем равным 3 атмосферам. Перепад давления в одном теплообменнике принимаем равным 0,3 атмосферы. Высота точки ввода сырья в реактор Нг – 3 м.

В соответствии с приведенными данными рассчитываем давление в нагнетательном трубопроводе:

р₂ = (р_р + n·0,3 + р_д + р_к)· k = (2,5 +0,3·3 +2 +1,5)·1,04 =7,176 атм., где

р_р – давление на входе в реактор, атм.;

n – количество теплообменников в линии нагрева сырья;

k – коэффициент, учитывающий суммарные потери давления в других местных сопротивлениях.

Сырье приходит из емкости с температурой 20°С. Плотность сырья при 20С равна 908кг/м³.

Полный напор, развиваемый насосом:

Н =((7,176-3)/908*9,81)*10⁵+ 3 = 47,8 м

Полезная мощность, затрачиваемая на перекачивание сырья, определяется по формуле /19/:

Nп = ρ·g∙V∙H, где V – объемный расход сырья, м³/с;

Nп = 908 ·9,81 ·(115517/3600*908)·49,8 =15623 Вт ≈ 15,6 кВт.

Для центробежного насоса средней производительности примем η = η_п η_д η_н =0,65, тогда мощность, потребляемая насосом, равна:

N_дв = Nп/ η =15,6/0,65 =24 кВт.

Подбираем по литературным данным центробежный насос, удовлетворяющий значениям производительности и напора /19/:

• Марка насоса Х160/49/2;

• Производительность Q = 4,5·10^-2 м³/с;

• Напор H =49 м;

• Частота вращения вала n = 48,3 с^-1;

• КПД насоса η_н =0,75;

• Тип электродвигателя АО2-91-2;

• Мощность насоса N = 75 кВт.

7.РАСЧЕТ ЕМКОСТИ ОРОШЕНИЯ

Диаметр емкости орошения определяем, исходя из обьема поступающего в нее сырья. Сечение расчитываем по газовому потоку.

Допустимую скорость газового потока можно определить по формуле Обрядчикова и Хохрякова:

U_г=0,0334*(_ж-_п)^0,5,

Где _ж, _п-плотность жидкости и пара при заданных условиях, кг/м³.

Плотность жидкости определяем по формуле Крэга:

₁₅¹⁵=1,03*М/(44,29+М),

где М- молярная масса жидкости.

Молярные массы паровой и жидкой фаз были найдены при расчете доли отгона в емкости орошения с помощью программы “PETROL” (см.”Расчет материального баланса каталитического крекинга”).

М_ж=78,89кг/кмоль, М_п=46,23кг/кмоль.

₁₅¹⁵=1,03*78,89/(44,29+78,89)=0,6596;

Плотность жидкости при температуре в емкости орошения 40С находим по формуле:

₄⁴⁰=₄²⁰-*(40-20)=0,6596-0,000897*(40-20)=0,6416

Абсолютная плотность жидкости при 40С- 641,6кг/м³.

Плотность пара при температуре 40С и давлении 180кПа расчитываем по формуле:

_п=М*Р*Т₀/22,4*Р₀*Т,

где Р₀, Т₀-нормальные температура и давление;

_п=46,23*180*273/22,4*101,3*313=3,198кг/м³,

тогда:

U_г=0,0334*(641,6-3,198)^0,5=0,84м/с.

Необходимое свободное сечение для газового потока:

F_г=V_г/U_г,

Где V_г-объмный расход газа,

V_г=G*е/,

Где G –массовый расход сырья емкости орошения, кг/с;

е- доля отгона паров в емкости (е=0,28632);

V_г=84621*0,28632/3,198*3600=2,1м³/с;

Тогда

F_г=2,1/0,84=2,5м²

Диаметр аппарата определяем по формуле:

D=(F/0,785)^0,5=(2,5/0,785)^0,5=1,78м.

По ГОСТ принимаем диаметр 1,8м.

Длину емкости орошения определяем, исходя из формулы:

F=D*H;

H=F/D=2,5/1,8=1,39м;

Принимаем длину емкости орошения 1,4м.