Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Мая 2015 в 19:50, дипломная работа
Целью данного дипломного проекта является оценка возможности дооборудования печей П-1 и П-2 установки АВТ-1 системами подавления окислов азота и рекуперации тепла дымовых газов с помощью рекуператоров на тепловых трубах.
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Первичная перегонка нефти
1.2. Классификация и конструкция трубчатых печей нефтепереработки и нефтехимии
1.3. Методы снижения выбросов окислов азота
1.4. Воздухоподогреватели трубчатых печей
1.5. Принцип работы тепловой трубы
2. Технологическая часть
2.1. Описание технологической схемы производственного процесса
2.1.1. Блок теплообменников
2.1.2. Ректификационная колонна К-1
2.1.3. Печь П-1
2.1.4. Ректификационная колонна К-2
2.1.5. Печь П-2
2.1.6. Вакуумная колонна К-5
2.1.7. Вакуумсоздающая аппаратура
2.1.8. Блок защелачивания
2.1.9. Блок откачки кислых стоков
2.1.10. Сепаратор топливного газа
2.1.11. Факельная система установки
2.2. Задание на проектирование
2.3. Поверочный расчет печи П-1
2.3.1. Исходные данные для расчета
2.3.2. Расчет процесса горения
2.3.3. Расчет радиантных камер
2.3.3. Расчет камер конвекции
2.4. Поверочный расчет печи П-2
2.4.1. Исходные данные для расчета
2.4.2. Расчет процесса горения
2.4.3. Расчет радиантных камер
2.4.3. Расчет камер конвекции
2.5. Результаты исследования и математической обработки температур-ного поля радиантных камер печей П-1 и П-2
2.6. Расчет степени подавления окислов азота в радиантной камере П12
2.7. Проектный расчет системы подавления окислов азота в печи П-1
2.7.1. Расчет девиации падающей капли от вертикальной траектории
2.7.2. Расчет расхода подаваемой аммиачной воды
2.8. Проектный расчет рекуператора на тепловых трубах для печи П-1
2.8.1. Расчет числа тепловых труб и количества передаваемого тепла
2.8.2. Расчет гидравлического сопротивления рекуператора в борове
2.8.3. Расчет гидравлического сопротивления воздушной части рекуператора
2.9. Проектный расчет рекуператора на тепловых трубах для печи П-2
2.9.1. Расчет числа тепловых труб и количества передаваемого тепла
2.9.2. Расчет гидравлического сопротивления рекуператора в борове
2.9.3. Расчет гидравлического сопротивления воздушной части рекуператора
3. Механическая часть
3.1. Выбор материала
3.2. Расчет на прочность единичного элемента рекуператора
3.3. Расчет листа, разделяющего секции рекуператора
4. КИП и А
4.1. Общие задачи автоматизации
4.2. Анализ технологического объекта как объекта управления
4.3. Предлагаемые к контролю параметры
4.4. Выбор технических средств автоматизации
5. Безопасность жизнедеятельности
5.1. Основные опасности производства, обусловленные характерными свойствами сырья, продуктов и самого процесса
5.2. Пожарная безопасность
5.2.1. Основные причины возникновения пожара
5.2.2. Противопожарный распорядок
5.2.3. Средства пожаротушения на установке
5.3. Характеристика аварийно-химически опасных веществ, участвующих в производстве
5.4. Меры предосторожности при ведении технологического процесса
5.5. Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при разливах и авариях
5.6. Оперативная часть плана работ по ликвидации аварийных ситуаций установки АВТ-1
5.7. Безопасные методы обращения с пирофорными отложениями
5.8. Возможность накапливания зарядов статического электричества, их опасность и способы нейтрализации
5.9. Безопасный метод удаления продуктов производства из технологических систем и отдельных видов оборудования
5.10. Средства индивидуальной защиты работающих
5.11. Расчет естественного освещения
5.12. Расчет искусственного освещения
6. Экологическая часть
6.1. Отходы производства
6.1.1. Сточные воды
6.1.2. Выбросы в атмосферу
6.2. Характеристика свойств вредных веществ
7. Экономическая часть
7.1. Технико-экономическое обоснование
7.2. Укрупненный расчет изменения капитальных затрат
7.3. Укрупненный расчет изменения годовых эксплуатационных затрат
7.4. Расчет изменения непроизводительных расходов
7.5. Оценка экономической целесообразности проекта
7.6. Технико-экономические показатели проекта
Заключение
Список использованной литературы
τ0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле.
τ0 = τ1 × τ3 × τ3 × τ4 × τ5, (5.2)
где τ1 – коэффициент светопропускания материала;
τ2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроема.
τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях. ( при боковом освещении равен 1)
τ4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. ( при убирающихся регулируемых жалюзи и шторах или при отсутствие равен 1);
τ5 – коэффициент, не учитываемый при боковом освещении. Для окопного листового двойного стекла принимаем коэффициент светопропускания τ1=0,8[17]
Коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светопроема τ2 принимаем 0,65.
Коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении принимаем равным 1,2 [17].
Площадь пола составит:
Sn = A × B, (5.3)
где А=7,2 м длина помещения;
В=3,15 м ширина помещения.
Sn = 7,2 × 3,15 = 22,36.
Нормированное значение КЕО принимаем равным 1,2 %. Коэффициент запаса принимаем равным 1,32. Световую характеристику окон принимаем равной 14 [17]. Принимаем Кзл=1. Рассчитываем общий коэффициент светопропускания по формуле (5.2):
τ0 = 0,8 × 0,65 × 1× 1 = 0,52.
Подставляя полученные значения в формулу (5.1) рассчитываем площадь световых проемов.
S0= =9,933.
Фактическая площадь световых проемов при высоте окна 2,2м и ширине 1,7 в операторной 2 окна составит:
S0ф = 2.2 × 1,7 × 2 = 7,48.
Предварительно рассчитанная площадь световых проемов больше фактической, значит принятое нормированное значение КЕО не обеспечивается фактической площадью световых проемов.
При заданной площади боковых световых проемов рассчитаем значение КЕО и сравним с нормированным значением ен, что позволит оценить соответствие естественного освещения санитарно-гигиеническим требованиям, к нему предьявляемым:
, (5.4)
где Еб – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет неба;
q – коэффициент, учитывающий неравноморную яркость облачного неба;
Езд – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывает свет, отраженный от противостоящих строений;
R – коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания.
Геометрический коэффициент:
Еб = 0,01(n”1 × n”2), (5.5)
где n”1 – количество лучей по графику А.М. Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;
n”2 – количество лучей по графику А.М. Данилюка, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения.
Найдем n”1 = 9, n”2 = 12. Геометрический коэффициент определим по формуле:
Еб=0,01 × (9 × 12) = 1,08.
Коэффициент q принимаем равным 0,8 [17].
Геометрический коэффициент Езд определим по формуле:
Езд = 0,1(n”1 × n”2), (5.6)
где n”1 - количество лучей, проходящих от противоположного здания световой проем в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;
n”2 - количество лучей, проходящих от противоположного здания, через световой проем в расчетную точку. Найдем n”1 = 1 и n”2 = 9.
Геометрический коэффициент Езд определим по формуле (5.6):
Езд = 0,1× (1 × 9) = 0,9.
Принимая коэффициент R = 0,2, найдем по формуле (5.4):
=0,49
Расчеты показывают, что площадь световых проемов в операторной (фактическая) не достаточна для обеспечения нормированного КЕО, а расчетный коэффициент ер меньше нормированного. Последнее говорит, что работы требуемые точности в дневное время нужно проводить, пользуясь дополнительными источниками освещения.
5.12. Расчет искусственного освещения
Для обеспечения требуемого искусственного освещения выбираем люминесцентные лампы, так как они имеют высокую светоотдачу, большой срок службы и хорошую цветопередачу. В большинстве случаев такие лампы экономичнее, по сравнению лампами накаливания [17]. Также эти лампы обладают высокой пожарной безопасностью.
Для расчета искусственного освещения применяют метод светового потока, который используется для определения общего равномерного освещения на горизонтальной рабочей поверхности.
Подберем требуемый тип светильников, используя формулу:
Световой поток одной лампы, лм,
, (5.5)
где – нормированная минимальная освещенность, лк (Разряд зрительной работы IV – работа средней точности, лк [17]);
SП – площадь помещения;
– коэффициент, учитывающий
неравномерность освещения
КЗ – коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока за счет загрязнения светоотдающих поверхностей, тем выше, чем больше пыли и копоти содержится в воздухе, КЗ = 1,5 для газоразрядных ламп;
– число светильников в помещении (принимаем N = 2, на установке);
η – коэффициент использования светового потока лампы, зависящий от отражающей способности потолка и стен (коэффициентов рп и рс), от индекса помещения, %.
Найдем коэффициент использования светового потока ламп, для этого рассчитаем показатель помещения:
, (5.6)
где - высота подвеса светильников, =2м;
.
При показателе помещения , и при коэффициентах отражения потолка и стен , коэффициент использования светового потока ламп равен %.
лм
В каждом светильнике установим 4 лампы. По рассчитанному световому потоку подбираем подходящую стандартную лампу. Лучше всего подходит лампа ЛЦД-50 со световым потоком 2200 лм. Значит, для искусственного освещения отвечающего нормам охраны труда в помещении операторной площадью 22,5 м2 потребуется 8 люминесцентных ламп марки ЛДЦ-50.
Выводы
В настоящем разделе были рассмотрены опасные и вредные факторы установки АВТ-1, указаны методы предупреждения аварийных ситуаций и действия на случай, если аварийная ситуация произошла.
Также проведен расчет естественного и искусственного освещения в операторной, в которой и осуществляется управление процессом. Для обеспечения безопасности и надежности работы установки освещение должно быть выполнено в соответствии с действующими нормативами.
Расчет показал, что работы в дневное время нужно проводить, пользуясь дополнительными источниками освещения. Для работы в ночное время необходимо установить 2 светильника по 4 лампы ЛДЦ-50.
6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6.1. Отходы производства
6.1.1. Сточные воды
На установке АВТ-1 используется система оборотного водоснабжения. Вода, используемая в водяных холодильниках, выводится обратно в систему. Вода, используемая для охлаждения насосно-компрессорного оборудования, сбрасывается в промливневую канализацию. Содержание нефтепродуктов в этой воде не должно превышать 50 мг/л.
Хозпитьевая вода после использования сбрасывается в хозфекальную канализацию.
6.1.2. Выбросы в атмосферу
Постоянно выводятся в атмосферу дымовые газы с печей через трубы. Отработанный воздух общеобменной вентиляции сбрасывается в атмосферу через вытяжные шахты.
6.2. Характеристика свойств вредных веществ
А) Двуокись углерода (углекислый газ).
Бесцветный газ кисловатого запаха и вкуса. Наркотик, раздражает кожу и слизистую оболочку, в относительно малых концентрациях возбуждает дыхательный центр, в очень больших угнетает. Вдыхание сопровождается изменением функции дыхания и кровопла в груди, учащение серцебиения, повышение кровяного давления, потливость, рвоту, нарушение зрения.
Меры помощи – свежий воздух, при нарушении дыхания- искусственное дыхание, камфара, кофеин. Предельно допустимая концентрация в закрытых помещениях не должна превышать 0,05 среднесуточной.
Индивидуальная защита: при высоком содержании – шланговые противогазы типа ПШ-1, ПШ-2.
Б) Двуокись серы.
Бесцветный газ с резким запахом. Раздражает дыхательные пути, вызвает спазм бронхов и увеличение сопротивления дыхательных путей. Нарушение углеводородного и белкового обмена, угнетение окислительных процессов в головном мозге, печени селезенке, мышцах.
Раздражает кровеносные органы. Ухудшается обоняние, понижается вкусовое восприятие, наблюдаются хронические заболевания дыхательных путей. При действии, на кожу, глаза наблюдаются ожоги.
Неотложная помощь: Вынести пострадавшего на свежий воздух, освободить от стесняющей одежды. Ингаляция кислорода, промывание глаз, носа, полоскание 2% раствором соды.
Предельно допустимая концентрация: 10мг/л.
Индивидуальная защита: Фильтрующий промышленный противогаз марки В.
В) Окись углерода (угарный газ).
Бесцветный газ без запаха и вкуса. Горит синим пламенем. Оказывает непосредственно токсичное влияние на клетки, нарушает тканевое дыхание, и уменьшает потребление тканями кислорода. При вдыхании небольших концентраций (до 1мг/л) – тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, шум в ушах, тошнота, рвота.
Первая помощь: Пострадавшего следует немедленно вынести на свежий воздух в лежачем положении. Освободить пострадавшего от стесняющей одежды и поместить в теплое место.
Предельно допустимая концентрация: 20мг/л
Индивидуальная защита: фильтрующий противогаз СО.
Г) Окись азота.
Бесцветный газ без вкуса и запаха, наркотик. Оказывает токсическое воздействие на клетки. Смесь различных оксидов азота неблагоприятна для организма человека.
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
7.1. Технико-экономическое обоснование
В настоящее время экономия энергоресурсов является одной из важнейших задач современных производств, что связано с высокой стоимостью и постоянным удорожанием топлива. Эксплуатация технологических печей на нефтеперерабатывающих предприятиях всегда связана с высоким расходом топлив, поэтому необходимо искать пути сокращения энергозатрат. Одним из таких путей является применение рекуператоров. Продукты сгорания топлива еще несут некоторое количество тепла, которое может быть использовано для нагревания воздуха, поступающего в печи нагрева отбензиненной нефти и мазута установки АВТ-1. Применение рекуператоров на тепловых трубах позволяет сократить расход топливного газа на печи П-1 и П-2 примерно на 5,25% и 9,9% соответственно, что дает ощутимый экономический эффект.
В соответствии с экологической политикой Нефтяной Компании «Лукойл» количество выбросов в окружающую среду должно постоянно уменьшаться с целью улучшения экологической обстановки и снижения непроизводительных расходов на оплату штрафов. Сокращение выбросов окислов азота особенно важно, поскольку они являются основным компонентом смога. В связи с этим целесообразно дооборудовать печи П-1 и П-2 системами подавления окислов, что позволит уменьшить выбросы окислов азота примерно на 60%.
Ниже приводится укрупненный расчет изменения связанных с этим капитальных и текущих затрат.
7.2. Укрупненный расчет изменения капитальных затрат
По данному проекту не требуется демонтировать какое-либо оборудование, поэтому дополнительные капитальные затраты рассчитываем следующим образом:
ΔКдоп. = Кстали + Кнов. + Квспом. + Кдост. + Кмон., (7.1)
где Кстали – затраты на покупку стали для изготовления нового оборудования;
Кнов. – затраты на изготовление нового оборудования;
Квспом. – затраты на покупку вспомогательного оборудования;
Кдост. – затраты на доставку оборудования;
Кмон. – затраты на монтаж оборудования;
ККИПиА – затраты на покупку контрольно-исполнительных приборов.
Кстали определим исходя из известной цены 1 кг стали и массы стали, необходимой для изготовления рекуператоров и системы подавления окислов:
Кстали = Сстали ∙ (m1 + m2 + m3 + m4), (7.2)
где Сстали – цена стали, Сстали = 30 руб/т;
m1 – масса рекуператора для печи П-1, m2 = 8760 кг;
m2 – масса рекуператора для печи П-2, m2 = 8760 кг;
m3 – масса труб, необходимых для монтажа системы подавления окислов, m3 = 800 кг;
m4 – масса испарительных устройств, m4 = 200 кг;
Кстали = 30 ∙ (8760 + 8760 + 800 + 200) = 555,6 тыс. руб.
Затраты на изготовление нового оборудования составляют 30% от стоимости стали:
Кнов. = Кстали ∙ 30% / 100, (7.3)
Кнов. = 555,6 ∙ 30% / 100 = 166,68 тыс. руб.
Затраты на покупку вспомогательного оборудования определим исходя из известной цены счетчика СГВ (необходимо 20 шт), вентиля (20 шт), дымососа (1 шт) и шибера (1 шт):
Квспом. = Ссчетчика ∙ 20 + Свентиля ∙ 20 + Сдымососа + Сшибера, (7.4)
где Ссчетчика – цена счетчика, Ссчетчика = 300 руб;
Свентиля – цена вентиля, Свентиля = 200 руб;
Сдымососа – цена дымососа, Сдымососа = 200 тыс. руб;
Информация о работе Дооборудования печей П-1 и П-2 установки АВТ-1