5.6 Расчет сырьевых теплообменников «гсс — гпс»

Расчет теплообменников, служащих для нагрева газосырьевой смеси (ГСС) за счет тепла газопродуктовой смеси (ГПС), выходящей из реактора, сводится к определению температуры нагрева ГСС, поверхности теплообмена и количества типовых теплообменников.

Схема теплообмена:

Тепловой баланс теплообменника:

где Qприх–количество теплоты, поступающее в теплообменник с ГПС, кДж/ч;

Qрасх-количество теплоты, выносимое из теплообменника с ГСС, кДж/ч;

- количество теплоты, содержащееся в ГПС при температуре 335 °С, кДж/ч;

- количество теплоты, выносимое из теплообменника с ГПС при температуре 200 °С, кДж/ч;

- количество теплоты, выносимое из теплообменника с при температуре 270 °С, кДж/ч;

- количество теплоты, поступающее в теплообменник с ГСС при температуре 100 °С, кДж/ч.

Для определения количества тепла вносимое ГПС в теплообменник, рассчитываем материальный баланс однократного испарения этой смеси на входе в теплоообменник при температуре 3550С и давлении 4,9 МПа. Аналогичным образом рассчитываем процесс однократного испарения для ГПС на выходе из теплообменника при 200 0С и давлении 4,8 МПа .

Энтальпии СВСГ, ЦВСГ и УВГ при 100, 200,270 и 3550С находим по табл. 5.12 — 5.14.

Определяем количество теплоты, вносимое с компонентами ГПС при температуре 3550С и давлении 4,4 МПа:

с дизельной фракцией:

с бензином:

с углеводородным газом:

с сероводородом:

с ЦВСГ:

где - расход компонента ГПС в паровой фазе при 0С , кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС в паровой фазе при 0С, кДж/кг;

- расход компонента ГПС в жидкой фазе при 0С, кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС жидкой фазе при 0С, кДж/кг.

Количество теплоты, содержащееся в ГПС при 0С:

Аналогичным образом подсчитываем какое количество теплоты, содержится в ГПС при 2000С.

По формуле определяем количество теплоты, уходящее с компонентами ГПС при температуре 2000С и давлении 4,8 МПа:

с дизельной фракцией:

с бензином:

с углеводородным газом:

с сероводородом:

где - расход компонента ГПС в паровой фазе при 200 0С, кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС в паровой фазе при 200 0С , кДж/кг;

- расход компонента ГПС в жидкой фазе при 200 ⁰С , кг/ч;

- энтальпия компонента ГПС жидкой фазе при 200 ⁰С , кДж/кг.

Количество теплоты, содержащееся в ГПС при 200 ⁰С по формуле:

Определяем количество теплоты приходящее с ГПС:

где — коэффициент использования теплоты, принимаем 0,95 по литературным данным [6] .

Находим количество теплоты, приходящее в теплообменник с ГСС с температурой 100 ⁰С:

где — количество теплоты каждого компонента ГСС при 100 ⁰С, кДж/ч.

Определяем количество теплоты каждого компонента по формуле:

Количество теплоты ГСС при температуре 270⁰С по формуле:

Находим количество теплоты, приходящее в теплообменник с ГСС с температурой 270 ⁰С:

где — количество теплоты каждого компонента ГСС при 100 ⁰С, кДж/ч.

Определяем количество теплоты каждого компонента по формуле:

Количество теплоты ГСС при температуре 270 ⁰С по формуле:

Рассчитываем средний температурный напор в теплообменнике, с учетом противотока ГСС и ГПС. Схема теплообмена:

Принимаем коэффициент теплопередачи по литературным данным [1] (для жидкостных теплообменников трубчатого типа) К = 680 кДж/(м² ч ⁰С).

Рассчитываем поверхность теплообмена по формуле:

В соответствиис ТУ 3612-023-0022030201 выбираем 2 типовых теплообменников с плавающей головкой в качестве сырьевого теплообменника «ГСС — ГПС». Эскиз теплообменника с плавающей головкой представлен на рис. 5.4. Характеристика теплообменника приведена в табл. 5.31.

Таблица 5.31. Характеристика теплообменника с плавающей головкой (ТУ 3612-023-0022030201).

Диаметр кожуха, мм	1200
Площадь сечения одного хода по трубам, м2	0,139
Длина труб, м	6
Поверхность, теплообмена, м2	610
Число ходов	2
Диаметр труб, мм	20x2

Эскиз теплообменника с плавающей головкой

Рис.5.4