Сводная таблица результатов расчетов схема 1

	НАЗВАНИЕ	ЗНАЧЕНИЕ
1	Производительность аппарата, кг/с	31,71
2	Параметры аппарата: Высота, м Диаметр, м	11,8 5,9
3	Степень деметаллизации, масс%	95
4	Потребная масса катализатора, т	1533
5	Теплопотери, кДж/с	472,5
6	Характеристики насоса Марка Мощность,кВт	X45/54 30
7	Характеристики трубчатой печи Температура на входе в печь, С Температура на выходе из печи, С Давление в змеевике печи, МПа КПД печи Число радиантных труб Объем камеры радиации, м3 Количество горелок Поверхность нагрева экрана, м2 Потеря напора по газ.тракту печи (величина тяги дымовой трубы),МПа Высота дымовой трубы,м	3400 3600 2 0,747 40 97,4 178 116 175,92 36,07

Сводная таблица результатов расчетов схема 2

	НАЗВАНИЕ	ЗНАЧЕНИЕ
1	Производительность аппарата, кг/с	31,71
2	Параметры аппарата: Высота, м Диаметр, м	5,5 2,75
3	Степень деметаллизации, масс%	95
4	Потребная масса катализатора,т	1533
5	Теплопотери , кДж/с	472,5
6	Характеристики насоса: *Марка Мощность,кВт	X90/85 55
7	Характеристики трубчатой печи Температура на входе в печь,С Температура на выходе из печи,С КПД печи Число радиантных труб Объем камеры радиации,м3 Количество горелок Поверхность нагрева экрана, м2 Потеря напора по газ.тракту печи(величина тяги дымовой трубы),МПа Высота дымовой трубы,м	3300 3600 0,74 44 98,2 180 118 183,25 36,7

6.4.Расчетвспомогательного оборудования

6.4.1.Расчет диаметра трубопроводов

Стоимость трубопроводов составляет значительную часть общей стоимости оборудования химических предприятий. Кроме того, эксплуатация трубопроводов сопряжена с затратой значительных средств. Поэтому правильный выбор диаметра трубопроводов имеет большое технико-экономическое значение.

При заданной производительности диаметр трубопровода может быть вычислен исходя из уравнения расхода:

Q=w*S=wπd²/4, откуда

d=√4Q/πw

d-внутренний диаметр трубопровода;

Q-объемный расход жидкости,м³/с;

w-средняя скорость жидкости, м/с.

Таким образом, размер диаметра трубопровода однозначно определяется выбором значения скорости движущейся в нем жидкости. Чем выше выбранная скорость w, тем меньше, согласно уравнению, потребный диаметр трубопровода, т.е. тем меньше затраты материала на его изготовление, а значит, его стоимость, а также стоимость монтажа и ремонта трубопровода. Вместе с тем при увеличении скорости растут потери напора в трубопроводе, т.е. увеличивается перепад давления, требуемый для перемещения жидкости, и, следовательно, возрастают затраты энергии на ее перемещение. Поэтому для расчета оптимального диаметра трубопровода необходим технико-экономический подход, учитывающий противоречивое влияние различных факторов. При оптимальном диаметре трубопровода обеспечиваются минимальные затраты на его эксплуатацию.

На основе технико-экономических соображений установлены рекомендуемые пределы изменения скоростей жидкостей, газов и паров в промышленных трубопроводах. Скорости движения в нагнетательных трубопроводах( при перекачке насосами) 1-3 м/с.

Насос для подачи мазута в реактор.

Всасывающий патрубок от атмосферной колонны.

ρ\s\up 7(М =[ρCombin-αм(330-20)]*1000=[0,935-0,00053*310]1000=770,7 кг/м³

VМ=Gм/ρ\s\up 7(м =31,71/770,7=0,041 м³/с

dвс=√4*V/3.14 *Wвс

Vм- объемный расход мазута, подаваемого в реактор, м³/с;

dвс-внутренний диаметр всасывающего трубопровода, м;

Wвс-оптимальная скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

Скорость движения среды в трубопроводе с учетом минимальных затрат на ее перемещение во всасывающих трубопроводах принимается 0,8-2 м/с. Примем Wвс=2м/с.

dвс= √4*0,041/3,14*2=0,162мм

Стандартный трубопровод 194x10 мм

[19, стр.16] W=4*0,041м³/с / 3,14*0,174²м²=1,73 м/с.

Кинематическая вязкость мазута при t=330⁰С ν=2*10^-6 м²/с.

Критерий Рейнольдса равен Re=w*d/ν

Re = 1.73*0.174/2*10^-6= 150510-турбулентный режим течения жидкости по трубопроводу.

Относительная шероховатость стенок труб е= Δ/dэ;

Δ- абсолютная шероховатость стенок труб. Для трубопроводов нефтеперерабатывающей промышленности Δ=0,2 мм (для новых труб); dэ-эквивалентный диаметр трубы, равный внутреннему диаметру трубопровода, м.

е=0,2 мм/174=0,0015;

10/е=10/0,0015=8700; 560/0,0015=487200

10/е<Re<560/e.

Выполнение данного неравенства говорит о том, что при движении среды в трубопроводе создается смешанное трение. Для зоны смешанного трения коэффициент трения λ определяется по формуле [19, стр. 14]:

Λ=0,11(е+68/Re)^0.25=0.11(0.00115+68/150510)^0.25=0.023

Напор насоса Н=Р2-Р1/gρ + Нг+hпот;

Нг-геометрическая высота подачи, м;

Hпот-потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводе насоса за счет трения и местных сопротивлений, м;

h\s\up 7(п =(λ * ℓ­тр/dэ+Σζ)=(0,023 5/0,121+0,294+1,1)1,73²/2*9,81 =0,32 м

ℓтр-длина трубопровода;ζ1-коэффициентместных сопротивлений , для поворота на 90⁰ ζ1=1,1; для вентиля прямотосного ζ=0,294.

На всасывающем трубопроводе установлен 10 прямоточный вентиль и имеется поворот на 90⁰.

Нагнетательный трубопровод.

dвс=√4*0,041/3,14*2=162 мм

стандартный трубопровод 194x10мм

W=4*0,041/3,14*0,174²=1,73 м/с.

Кинематическая вязкость мазута при t=330⁰С ν=2*10^-6м²/с.

Критерий Reнаг=wd/ν=1.73*0.174/2*10^-6=150510-турбулентный режим течения жидкости по трубопроводу.

Относительная шероховатость стенок труб енаг=Δ/dэ;

е=0,2мм/174=0,0015;

10/е=10/0,0015=8700; 560/е=560/0,0015=487200

10/е<Re<560/e

λнаг=0,023;

hнаг=(0,023 *2/0,174+4,4+1,1)1,73²/2*9,81=0,88 м

Полная величина потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводе:

hпот=0,32+0,88=1,2 м.

Геометрическая высота Нг=5.5м.

Напор насоса равен:

Н=2,5*10⁶-1.5*10⁵/770,7*9,81+2+1,2= 314м

Нагнетательный трубопровод от реактора к печи.

ρ\s\up 7(м =[ρ²⁰-α(340-20)]*1000=765,4 кг/м³

Vм=31,71/765,4=0,0415 м³/с

dвс= √4*0,0415/2*3,14=0,162 м=162 мм

стандартный трубопровод 194x10 мм

W=4*0,0415/3,14*0,174²=1,75 м/с.

Re=wd/ν=1.75*0.174/2.015*10⁶=151117-турбулентный режим , зона смешанного трения (10/е<Re<560/e).

λ=0,11(0,00115+68/151117)^0,25=0,022.

На данном участке трубопровода установлен 1 регулирующий вентиль с ζ=4,4[22]. Трубопровод делает 4 поворота на 90⁰, ζ=1,1.

Длина трубопроводов составляет 7,5 м.

Жидкость проходит этот участок самотеком.

Н=Р3-Р2/gρ +hпот= 1,5*10⁶-2*10⁶/765,4*9,81+(0,022*7,5/0,174+1,1+4,4)1,75²/2*9,81=-49,7 м

Аналогично определяем напор в реакторе, где геометрическая высота равна высоте реактора :

Для реактора №1( высота 11,8м , диаметр 5,9м)

Для реактора №2 (высота 5,5 м , диаметр 2,75 м)

Н1=Нг+λ*Н*w²/D*2g=11,8 м

Н2=5,5 м

Таким образом, напор насоса равен:

Н1=314-49,7+11,8-224,2= 51,9м

Н2=314-49,7+5,5-206.4=63.4м( с учетом предлагаемой конструкции)

Полезная мощность двигателя:

Nп1= ρgVH=9.81*0.041*770.7*51,9=16,1кВт

Примем КПД насоса 0,89.

Тогда мощность , потребляемая двигателем насоса:

N=N/η=16.1/0.89=18.1 кВт.

По таблице 2.5 выбираем центробежный насос марки X45/54, N=30кВт.

Nп2=21,7кВт

Мощность , потребляемая двигателем насоса:

N=21,7/0,89=24,4кВт.

По таблице 2,5 выбираем центробежный насос марки X90/85, N=55кВт.

Штуцер для подачи сырья в колонну

Скорость маловязких жидкостей в трубопроводах при движении самотеком составляет 0,5-1м/с.

V­­f=F/ρ\s\up 7(ж =31,71кг/с/740=0,042м³/с

D=√4*0.042/3.14*0.7=271мм

Трубопровод стандартного диаметра 325x12 мм