Расчет и проекьтрирование трубчатой печи

(16)

где молекулярная масса ,моль.

 

 

(17)

где молекулярная масса моль.

 

 

 

,

(18)

где молекулярная масса моль.

 

 

 

(19)

 

где молекулярная масса

 

 

 

(20)

 

где молекулярная масса

 

 

 

=6858,61 . 

Коэффициент полезного действия печи определяется по формуле

(21)

 

Коэффициент полезного действия определяется по формуле

(22)

 

Расход топлива в печи рассчитывается по формуле

(23)

где полезная тепловая нагрузка, кВт;

 низшая тепловая  способность топлива,;

 коэффициент полезного  действия печи.

 

Определяем скорость продукта на входе в печь. Принимаем диаметр  труб d=1278, тогда в сечении

	(24)

 

Секундный объем нефти  определяется по формуле

(25)

где  производительность по сырью, ;

плотность нефти,.

Скорость продукта на входе  в печь   (26)

где секундный объем нефти,

 сечение труб,

 

 

При двух параллельных потоках  ,что доступно.

Задаются температурой дымовых  газов над перевальной стенкой .

 

Средняя теплоемкость продуктов  горения одного килограмма топлива  при температуре дымовых газов, уходящих из топки определяют по формуле

 

(27)

где масса всех продуктов сгорания топлива

теплоемкости  компонентов продуктов сгорания 1 кг топлива,.

 

Значение теплоемкости продуктов  сгорания можно найти по

 

 

Энтальпия продуктов сгорания определяется по формуле

(28)

 

Приведенную температуру  исходной системы в случае работы без рециркуляции дымовых газов, ее можно принять равной температуре поступающего воздуха, то есть

 

Максимальную расчетную  температуру определяют по формуле

(29)

где коэффициент полезного действия.

 

(30)

 

 

Количество тепла воспринимаемого  нефтью через радиантные трубы, рассчитывается по формуле

(31)

 

 

Количество тепла, воспринимаемого  нефтью через конвекционные трубы  определяется по формул

(32)

 

 

Энтальпия нефти на входе  в радиантные трубы определяется по формуле

(33)

где энтальпия сырья при, входе в печь,

 

По зависимости энтальпии  от температуры находят, что полученному значению энтальпии отвечает температура .

 

Средняя температура наружной поверхности радиантных труб определяется по формуле

(34)

где конечная температура,

 

 

По известным величинам  интерполяцией находят значение параметра .

 

Общее количество тепла внесённого в топку определяют по формуле

 

(35)

 

 

Предварительное значение эквивалентной  абсолютно черной поверхности определяют по формуле

(36)

 

 

Задаются степенью экранирования  кладки о определяют величину

Эквивалентная плоская поверхность  определяется по формуле

(37)

 

 

Площадь заэкранированной плоской поверхности, заменяющей трубы определяют по формуле

(38)

 

Фактор формы К определяют по . При однорядном экране и расстоянии между трубами 2dфактор формы К=0,87.

 

 

Поверхность радиантных труб определяется по формуле

		(39)

 

Проводят поверочный расчет радиантной секции. Величина неэкранированной поверхности определяется по формуле

(40)

 

 

Уточненное значение абсолютно  черной поверхности определяют по формуле 

(41)

где степень черноты поглощающей среды;

степень черноты  экрана и кладки печи, рекомендуется 

принимается равной 0,8-0,85.

(42)

 

 

Коэффициент определяется по формуле

	(43)

 

 

 

Коэффициент теплоотдачи  свободной конвекцией от дымовых  газов к радиантным трубам определяется по формуле

(44)

 

 

 

Температурная поправка теплопередачи  в топке определяется по формуле

(45)

где постоянная излучения абсолютно черного тела;

 

 

 

Аргумент излучения определяется по формуле

 

(46)

 

Характеристика излучения может быть найдена по в зависимости от найденного аргументаX;

 

Уточненное значение температуры  дымовых газов на перевале определяется по формуле

(47)

 

 

 

Разница между найденной  температурой дымовых газов на перевале и принятой небольшая, то есть равна 6, поэтому результат вычислений можно считать окончательным.

 

Коэффициент прямой отдачи определяется по формуле

(48)

 

 

 

Количество тепла, полученного  радиантными трубами, определяется по формуле

(49)

Вт

 

Тепловая напряженность  радиантных труб определяется по формуле

(50)

 

Полученное значение тепловой напряженности радиантных труб допустимо; следовательно, расчёт приемлем.

 

Число труб в радиантной камере

 

Полезная поверхность  одной трубы определяется по формуле 

(51)

 

 

Принимают стандартные значение  d=0,127 и =21 м

 

Число труб определяют по формуле

(52)

 

 

Конвекционная секция

Тепловая нагрузка камеры конвекции определяется по формуле

(53)

 

 

Энтальпия нефти на выходе из камеры конвекции. Нефть входит в  камеру конвекции при  и в камере конвекции получают количество тепла равное Энтальпия нефти на выходе из камеры определяется по формуле

(54)

 

Данной энтальпии нефти  соответствует температура 

 

Энтальпия дымовых газов  над перевальной стенкой определяется по формуле

(55)

 

 

Средняя температура дымовых  газов в конвекционной камере. Газы в конвекционную камеру входят уходят с (вычислены при расчете радиантной камеры). Средняя температура

 

Средний температурный напор  рассчитывается по формуле (2)

700→ 320

200

 

 

 

Задаются расстоянием  между осями труб м, числом труб в горизонтальном ряду n=6, диаметром труб d=0,127 м и определяют ширину камеры конвекции по формуле

(56)

 

 

Живое сечение камеры конвекции  определяется по формуле

(57)

где полезная длина трубы, м.

 

 

Секундных расход дымовых  газов определяют по формуле

(58)

 

 

Массовая скорость дымовых  газов определяется по формуле 

(59)

 

 

Коэффициент теплоотдачи  конвекцией от дымовых газов к  трубам (для шахматного расположения трубных пучков) определяется по формуле

(60)

где коэффициент, зависящий от физических свойств топочных газов, определяется по .

 

 

Определяют коэффициент  теплоотдачи излучением трехатомных  газов

(61)

 

 

Коэффициент теплопередачи  от дымовых газов определяется по формуле

(62)

 

 

Необходимую поверхность  нагрева конвекционных труб определяется по формуле

(63)

 

 

Число труб в конвекционной  камере определяют по формуле 

(64)

 

 

Число рядов определяют по формуле 

(65)

 

На основании технологического расчета число труб в радиантной камере 50, в конвекционной камере 66. 

2.2 Гидравлический расчет

Эквивалентная длина одного потока радиантных труб

(66)

 

 

Эквивалентная длина трубопровода, соединяющего змеевик печи с колонной.

 

Здесь принято, что один поворот  эквивалентен 40 диаметрам трубы, а  задвижка 60 диаметрам.

 

Предварительно задаемся давлением в начале участка испарения   По находим,что этому давлению отвечает температура закипания нефти 276

 

Длина участка испарения  определяется по формуле

(67)

где конечная энтальпия продукта на выходе из печи,;

энтальпия продукта при температуре начала испарения  , ;

энтальпия продукта в начале рассматриваемой секции , .

 

Принимаем коэффициент гидравлического  сопротивления плотность нефти при средней температуре ее на участке испарения 298 равна 751

Секундный расход жидкости (в расчете на один поток) определяется по формуле

(68)

 

Расчетный параметр А определяют по формуле

(69)