6. Розрахунок підігрівача коксового газу.

Розрахунок ведемо відповідно до методики приведеної [1].

Прихід тепла.

1. У підігрівник надходить коксовий газ в кількості, відображеної у таблиці 6.1:

Таблиця 6.1 – Склад коксового газу, що надходить у підігрівник.

Компонент	Кг/год	М3/год
Сухий коксовий газ	9000	20000
Водяні пари	600	744
Бензольні вуглеводні	700	189
Сірководень	300	198
Аміак	120	158
РАЗОМ	10720	21289

Температура цього газу 50°С та тиск 914 мм. рт. ст.

Тепло,внесено коксовим газом, складає:

1. Тепло, внесено сухим коксовим газом:

q₁=9000*4.9*0.7*50 = 1543500 кДж/год;

2. Тепло, внесено водяними парами:

q₂=600*4.9*(595+0.438*50) = 1813686 кДж/год;

3. Тепло, внесено бензольними вуглеводнями:

q₃=700*4,9*0.246*50 = 42189 кДж/год;

4. Тепло, внесено сірководнем:

q₄=300*4,9*0.238*50 = 17493 кДж/год;

5. Тепло,внесено аміаком:

q₅=120*4,9*0.503 *50 = 14788,2

23

Загальний прихід тепла, внесеного газом, дорівнює

Q₁= 3431656,2 кДж/год;

2. Тепло, що повідомляється паром, що гріє Q₂.

Загальний прихід тепла.

Q_прих = 3431656, 2 + Q₂ кДж/год;

Витрата тепла.

1. Тепло, віднесене коксовим газом (відповідно до теплового розрахунку сатуратора, коксовим газом необхідно підігрівати до температури 76°С. однак для розрахунку поверхні нагрівання підігрівника приймаємо температуру вихідних з нього газу рівної 80°С, щоб забезпечити роботу у випадку відхилень від нормального технологічного режиму):

1. Тепло, віднесено сухим коксовим газом:

q₁=9000*4,9*0.7*80 = 2469600 кДж/год;

2. Тепло, уносимое водяніми парами:

q₂=600*4,9*(595+0.438*80) = 1853376 кДж/год;

3. Тепло, віднесене бензольними вуглеводнями:

q₃=700*4,9*0.246*80 = 67502,4 кДж/год;

4. Тепло, віднесене сірководнем:

q₄=300*4,9*0.238*80 = 27988,8 кДж/год;

5. Тепло, віднесене аміаком:

q₅=120*4,9*0.503 *80 = 23661,1 кДж/год;

Усього відноситься тепла коксовим газом:

Q₃= 4442128, 3 кДж/год;

2. Тепло, що втрачається назовні, приймаємо рівним 3 % переданого тепла. Тому що,передача тепла дорівнює

Q= 4442128, 3 - 3431656, 2 = 1010472, 1 кДж/год;

То

Q₄=0.03*1010472, 1 = 30314, 2 кДж/год;

24

Тоді загальна втрата тепла буде дорівнювати:

Q_расх= 4472442, 5 кДж/год;

Дорівнюючи прихід і витрату тепла, одержали тепло, що повідомляється паром, що гріє:

Q₂= 4472442, 5 - 3431656, 2 = 1040786, 3 кДж/год;

Приймаємо пару, що гріє, тиском 3 ат і температурою 132.9°С . теплота конденсації цього пару дорівнює 518.1 ккал/кг.

Тоді витрати пари, що гріє буде:

(1040786, 3 /4.9) /518.1= 410 кг/год

25

2. Визначення основних розмірів підігрівача.

Обсяг газу, що надходить у підігрівник:

V = 21289*=21101 м³/год.

Приймаємо швидкість газу, рівну ν = 15 м/сек, тоді необхідний перетин труб складе

м³.

При трубах діаметром 57/3 мм необхідне число труб:

Приймаємо 8 шестикутників, на яких може бути розміщена 217 трубка.

Тоді фактична швидкість газу буде дорівнювати:

Число Рейнольда

При середній температурі 65°С в’язкість сухого газу Z_с.г.=0.0138 і водяного пару Z_H2O=0.012 .

В’язкість вологого коксового газу при 65°С.

26

Звiдси,

Щільність вологого коксового газу

кг/м³

Тоді

Коєфіцієнт теплопровідності сухого коксового газу при 65 °С дорівнює 0.12 ккал/м*год*град і водяної пари 0.018 ккал/м*год*град.

Коєфіцієнт теплопровідності вологого коксового газу

ккал/(м*ч*град).

Теплопровідність сухого коксового газу дорівнює 0.7 ккал/кг*град і водяної пари 0.438 ккал/кг*град.

Теплоємкість вологого коксового газу

ккал/(кг*град).

Тоді число Прандтля

Число Нусельта

Коефіцієнта тепловіддачі від стінки к газу

ккал/(м²*ч*град).

Приймаємо коефіцієнт тепловіддачі від конденсируємого водяного пару до стінки ккал/м³*год*град, тоді коефіцієнт теплопередачі буде:

Де 0.001 – термічний опір забруднень, (м²*год*град/ккал)

27

Середня логарифмічна різниця температур в теплопередачі при температурі пари 132.9 буде:

Требуємая поверхність теплопередачі

Длина трубок підігрівача

Діаметр підігрівника

де х – число шестикутників, рівне 8 шт.

tʼ - відстань центру крайньої трубки від кожуху, рівне 57 мм;

t - шаг розміщення трубок, рівний 74 мм.

Тоді

D= 2(8* 0.074 + 0.057)=1,3 м.

28