Процессы перегонки нефти. Печь беспламенного горения. Выбор конструкционного материала. Расчет трубчатой печи. Расчет процесса горения. КПД печи, её тепловая нагрузка и расход топлива. Поверхность нагрева радиантных труб и размеры камеры радиации.
Аннотация к работе
Нефть, представляет собой чрезвычайно сложную смесь взаимно растворенных органических веществ. На практике нефть разделяют на фракции и группы углеводородов, подвергают обработке с целью изменения химического состава. Существуют процессы первичной и вторичной переработки нефти. К первичной переработке относятся такие процессы как ректификация, в котором нефть разделяется на фракции, различающиеся пределами выкипания. Установки первичной переработки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от работы этих установок зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти.Для нагревания нефти до высоких температур в печах применяется огневой нагрев. Топливо, сгорая, отдает тепло подогреваемому сырью, которое движется в трубах. Перенос теплоты возможен в условиях естественной конвекции, при которой движение частиц вызвано разностью плотностей в различных точках объема, вследствие разности температур в этих точках, и принудительной конвекции при перемещении всей массы газа или жидкости. Радиация (тепловое излучение) - это процесс переноса теплоты в виде электромагнитных волн излучаемых нагретым телом (лучистой энергии). Часть этого тепла кладка отражает поверхность радиантных труб, а небольшая часть теряется в окружающую среду через стенки кладки.Современная печь представляет собой синхронно работающий печной комплекс, т. е. упорядоченную совокупность, состоящую из непосредственно печи, средств обеспечения печного процесса, а также систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом и средствами его обеспечения. Продукт одним или несколькими потоками поступает в трубы конвективного змеевика, проходит трубы экранов камеры радиации и нагретый до необходимой температуры, выходит из печи. Она работают на газообразном топливе, которое сжигается в горелках, выполненных в виде керамических призм (призмы являются одновременно сборными элементами стен печи). Печи с излучающими стенками помимо высоких теплотехнических показателей обладают меньшими габаритами, требуют меньше металла, огнеупорного кирпича. В результате этого расчета определяют: низшую теплоту сгорания топлива, количество воздуха, требующегося для его сжигания, массовые и объемные количества продуктов сгорания топлива, теплосодержание продуктов сгорания при различных температурах, а затем строят график теплосодержание газов - температура, облегчающий последующие тепловые расчеты.Содержание водорода находим по формуле (4.3) Содержание кислорода рассчитываем по формуле (4.4) Содержание азота рассчитаем по формуле (4.5) Определяем теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа, по формуле (4.7) Найдем действительное количество воздуха, которое потребуется для сжигания 1 кг газа.низшая теплота сгорания топлива, ккал/ч. кг/ч или объемный часовой расход топлива найдем по формуле (5.6) Полагая на основе опытных и расчетных данных, что нефть в конвекционных трубах не испаряется, найдем ее теплосодержание на входе в радиантные трубы по формуле (6.4-5) Целью этого расчета является определение действительной температуры дымовых газов на выходе из топки при принятой теплонапряженности радиантных труб или проверка ранее выбранной температуры дымовых газов, покидающих топку. Определим коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых газов к радиантным трубам по формуле (8.1) Четыре касательные образуют у каждой трубы две воображаемые упругие нити, как бы натянутые на трубу, - внутреннюю и внешнюю (например, для трубы 1 - нить - внешняя и нить - внутренняя; аналогично для трубы - нить - внешняя и нить - внутренняя).Началом участка испарения называется то сечение змеевика печи, в котором сырье закипает, т.е. достигает температуры начала однократного испарения. При этой температуре упругость насыщенных паров сырья становится равной давлению в начале участка испарения. (10.3) в) Зная массовую долю каждой фракции в сырье и ее молекулярную массу , находим ее мольную долю в сырье по формуле (8.4) (10.5) находим для каждой из выбранных температур упругость паров сырья, т.е. давление, при котором сырье закипит при данной температуре. Предварительно задаемся давлением в начале участка испарения ат и по кривой (рисунок 10.1) находим температуру начала однократного испарения (закипания) отбензиненной нефти, соответствующую этому давлению, °C.До начала пуска печей должны быть закончены все работы по оборудованию печи в состав которого входят: 1) печь; До начала пуска печи должно быть обеспечено бесперебойное снабжение электроэнергией, паром, инертным газом и топливом.[15, c.