Навигация
Выбор типоразмера трубчатой печи
40792
знака
6
таблиц
7
изображений
2.3 Выбор типоразмера трубчатой печи
Цель: подобрать печь, удовлетворяющую исходным данным и рассчитанным ранее параметрам, и ознакомиться с ее характеристиками и конструкцией.
Выбор типоразмера трубчатой печи осуществляем по каталогу [4] в зависимости от ее назначения, теплопроизводительности и вида используемого топлива.
В нашем случае назначение печи – нагрев и частичное испарение нефти, теплопроизводительность Qт составляет 36,44 МВт, а топливом является мазут. Исходя из этих условий, выбираем трубчатую печь на комбинированном топливе (мазут + газ) СКГ1
.
Таблица 2.
Техническая характеристика печи СКГ1.
| Показатель | Значение |
| Радиантные трубы: поверхность нагрева, м2 рабочая длина, м | 730 18 |
| Количество средних секций n | 7 |
| Теплопроизводительность , МВт (Гкал/ч) | 39,5 (34,1) |
| Допускаемая теплонапряженность радиантных труб, кВт/м2 (Мкал/м2×ч) | 40,6 (35) |
| Габаритные размеры (с площадками для обслуживания), м: длина L ширина высота | 24,44 6 22 |
| Масса, т: металла печи (без змеевика) футеровки | 113,8 197 |
Печи типа СКГ1 – это печи свободного вертикальнофакельного сжигания топлива, коробчатая, с горизонтальным расположением труб змеевика в одной камере радиации. Горелки типа ГГМ-5 или ГП расположены в один ряд в поду печи. На каждой боковой стороне камеры радиации установлены однорядные настенные трубные экраны, которые облучаются рядом вертикальных факелов. Трубный экран может быть однорядным и двухрядным настенным.
Так как в печи сжигается комбинированное топливо, на печи предусмотрен газосборник, через который газы сгорания отводятся в отдельно стоящую дымовую трубу.
Обслуживание горелок производится с одной стороны печи, благодаря чему на общем фундаменте можно установить рядом две однокамерные печи, соединенные лестничной площадкой, и таким образом образовать как бы двухкамерную печь.
Конструкция печи типа СКГ1 показана на рис.2.
Рис.2. Трубчатая печь типа СКГ1:
1 – лестничные площадки; 2 – змеевик; 3 – каркас; 4 – футеровка; 5 – горелки.
Вывод: при выборе типоразмера печи учитывалось условие наибольшего приближения, т.е. из всех типоразмеров с теплопроизводительностью, большей расчетной, выбирали тот, у которого она минимальна (с небольшим запасом).
2.4 Упрощенный расчет камеры радиации
Цель этого этапа расчета: определение температуры продуктов сгорания, покидающих топку, и фактической теплонапряженности поверхности радиантных труб.
Температуру продуктов сгорания, покидающих топку, находим методом последовательного приближения (метод итераций), используя уравнение:
,
где qр и qрк – теплонапряженность поверхности радиантных труб (фактическая) и приходящаяся на долю свободной конвекции, ккал/м2×ч;
Hр – поверхность нагрева радиантных труб, м2 (см. табл.2);
Hр /Hs – отношение поверхностей, зависящее от типа печи, от вида и способа сжигания топлива; принимаем Hр /Hs = 3,05 [2, с.17];
q – средняя температура наружной стенки радиантных труб, К;
Y – коэффициент, для топок со свободным факелом Y = 1,2 [2, с.42];
Сs = 4,96 ккал/м2×ч×К – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела.
Суть расчета методом итераций заключается в том, что мы задаемся температурой продуктов сгорания Тп, которая находится в пределах 1000¸1200 К, и при этой температуре определяем все параметры, входящие в уравнение для расчета Тп. Далее по этому уравнению вычисляется Тп и сравнивается полученное значение с ранее принятым. Если они не совпадают, то расчет возобновляется с принятием Тп, равной рассчитанной в предыдущей итерации. Расчет продолжается до тех пор, пока заданное и рассчитанное значения Тп не совпадут с достаточной точностью.
Для первой итерации принимаем Тп = 1000 К.
Средние массовые теплоемкости газов при данной температуре, кДж/кг×К:
; 
;
; 
; 
.
Теплосодержание продуктов сгорания при температуре Тп = 1000 К:
;
кДж/кг.
Максимальная температура продуктов сгорания определяется по формуле:
,
где Т0 – приведенная температура продуктов сгорания; Т0 = 313 К [2, с.15];
hт = 0,96 – к.п.д. топки;
К.
Средние массовые теплоемкости газов при температуре Тmax, кДж/кг×К:
; 
;
; 
; 
.
Теплосодержание продуктов сгорания при температуре Тmах:
;
кДж/кг.
Теплосодержание продуктов сгорания при температуре Тух.:
кДж/кг.
Коэффициент прямой отдачи:
.
Фактическая теплонапряженность поверхности радиантных труб:
ккал/м2×ч.
Температура наружной стенки экрана вычисляется по формуле:
,
где a 2 = 600¸1000 ккал/м2×ч×К – коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту; принимаем a 2 = 800 ккал/м2×ч×К;
d – толщина стенки трубы, d = 0,008 м (2, табл.5);
l = 30 ккал/м×ч×К – коэффициент теплопроводности стенки трубы;
dзол. /l зол. – отношение толщины к коэффициенту теплопроводности зольных отложений; для жидких топлив dзол. /l зол. = 0,002 м2×ч×К/ккал (2, с.43);
0С – средняя температура нагреваемого продукта;
К.
Теплонапряженность поверхности радиантных труб, приходящаяся на долю свободной конвекции:
;
ккал/м2×ч.
Итак, температура продуктов сгорания, покидающих топку:
К.
Как видим, рассчитанная Тп не совпадает со значением, принятым в начале расчета, следовательно расчет повторяем, принимая Тп = 1062,47 К.
Результаты расчетов представлены в виде таблицы.
Таблица 3.
| № итерации | I,  | Тmах, К | Imax, | m |  ,  | q, К |  , | Тп, К |
| 2 | 16978,0 | 2197,5 | 45574,6 | 0,6952 | 24467,9 | 599,1 | 3870,3 | 1038,43 |
| 3 | 16415,4 | 2202,7 | 45712,2 | 0,7108 | 25016,9 | 601,0 | 3601,1 | 1046,12 |
| 4 | 16638,2 | 2200,7 | 45658,0 | 0,7046 | 24798,7 | 600,2 | 3707,5 | 1045,81 |
Рассчитываем количество тепла, переданное продукту в камере радиации:
;
кДж/ч.
Рис.3. Схема камеры радиации трубчатой печи:
I – сырье (ввод); II – сырье (выход); III – продукты сгорания топлива; IV - топливо и воздух.
Выводы: 1) рассчитали температуру продуктов сгорания, покидающих топку, при помощи метода последовательного приближения; ее значение Тп = 1045,81 К;
2) фактическая теплонапряженность поверхности радиантных труб при этом составила qр = 24798,7 ккал/м2×ч;
3) сравнивая полученное значение фактической теплонапряженности с допускаемым для данной печи qдоп.= 35 Мкал/м2×ч (см. табл.2), можно сказать, что наша печь работает с недогрузкой.
Похожие работы
... из реакционной зоны твёрдых продуктов распада (сажи, кокса), благодаря чему отпадает необходимость в периодических остановках реактора для выжига кокса. Недостатками пиролиза углеводородного сырья в присутствии расплавленного теплоносителя являются необходимость нагрева и циркуляции теплоносителя, а также сложность отделения его от продуктов реакции. 1.2.5 Высокотемпературный пиролиз с ...
... . Достигается простым увеличением числа аппаратов и легко модернизи- руется на действующей установке. VIII. Извлечения из « Правил пожарной безопасности в нефтяной промышленности (ППБО-85) » ( глава 7) 7.5.7. Установки с огневым подогревом (трубчатые печи, блочные огневые нагреватели) 7.5.7.1. Площадка перед форсунками должна иметь твердое покрытие и уклон в сторону лотка, ...
... расчет величины затрат необходимых для внедрения этого проекта в производство. Оценить изменение себестоимости продукции получаемой в цехе первичной переработки нефти и получения битума. В цехе установлено две печи: для нагрева нефти П-1 и для подогрева мазута и пара П-3, после реконструкции должна быть установлена печь, которая полностью заменит обе печи П-1 и П-3. Производительность печи по ...
... их не превышает 0,74, теплонапряженность камер низкая, дымовые газы покидают конвекционную камеру при сравнительно высокой температуре (450-500°С). В 60-е годы на АВТ и других технологических установках начали широко применяться печи беспламенного горения с излучающими стенками (рисунок 3.2). Беспламенные панельные горелки 1 расположены пятью рядами в каждой фронтальной стене камеры радиации. ...
0 комментариев