Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106

i„,=(293-273)(293 + 722) = 36,8

0,0536

- (323 - 273)(323 + 722) = 97,4

2. Необходимый массовый расход масла по формуле (14.19)

G.. = 3-2000

1-0,99

= 1,036 -. с

97,4-36,8,

3. Плотность масла на входе в насос нам задана. В противном случае мы должны были ее рассчитать по формуле (1.1) или (1.2). Соответственно необходимый объемный расход масла по формуле (14.21)

Q=li = 0,00118 м/с = 4,25 м/ч. " 875

4. По известному расходу масла и с учетом допустимого давления в маслосистеме подбираем насос марки ШФ-8-25А с характеристиками: Q = 5,8 м / ч; давление нагнетания 0,25 МПа; мощность 1,0 кВт.

К установке принимаем 2 насоса, из которых один - резервный.

5. Выполним расчет воздушного охлаждения масла. Массовый расход масла в системе

8755 кг 3600 с

6. Количество тепла, которое необходимо отводить от масла по формуле (14.5),

=1,41-(97,4-36,8) = 85,5 кВт.

7. Плотность воздуха, используемого для охлаждения, по формуле (10.2),

101325-29 , кг

Р. =-= 1,19 -т.

8314,3-298 м

8. Расход воздуха на охлаждение по формуле (14.23)

85,5-10

1005-1,19-(303-293)

= 7,15

9. Полагая весовую скорость воздуха в калорифере = 6

кг м - с

по формуле (14.24) находим необходимую площадь живого сечения калорифера

•=1,42м-.

10. По табл. 14.3 определяем, что необходимо три калорифера типа КФС-9, у каждого из которых поверхность нагрева = 41,6 м, живое сечение по воздуху =0,486 м и по теплоносителю f„ =0,0107 м, внутренний диаметр трубок d„ = 0,02 м, а их длина £=\ м.

И. Фактическая весовая скорость воздуха по формуле (14.25)

м - с

3-0,486

12. Линейная скорость масла в калорифере по формуле (14.26)

1,41

и.. =-

= 0,0753 м/с.

" 3-875-0,0107

13. Число Рейнольдса при течении масла в калорифере

0,0753-0 02 21-10-

Так как Re < 2320 , то режим течения ламинарный.

14. Коэффициент теплопроводности масла по формуле (1.6)

15М.Л QQQQ47.298) = 0,154 .

" 875 м-град

15. Теплоемкость масла по формуле (1.5)

С„„= -{762 +3,39-298) = 1891 V875 кг-град

16. Число Пекле при течении масла в трубках калорифера по формуле (14.28)

Ре ,0.0753-1891-875-0,02 3 0,154

17. Полный коэффициент теплопередачи в калорифере по формуле (14.27)

0,02 \ 1,01 м--град

18. Поскольку средняя температура масла Тр = 298 К, то по формуле (14.29) фактическая теплоотдача в обоих калориферах

Рт.факг =85-3-41,6-(308-298) = 106080 Вт.

Таким образом, необходимый отбор тепла от масла обеспечивается.

19. В соответствии с необходимой производительностью по воздуху (по табл. 14.4) выбираем центробежный вентилятор типа Ц 4-70 №10.

Пример 14.4. Рассчитать потребность в паре и подобрать котел для-его получения, если в течение 5 часов необходимо разогреть мазут в -количестве 2000 кг плотностью Р29з=970 кг/м от температуры 278 К до температуры 290 К. Масса застывшей части равна 300 к г. Мазут хранился в наземном металлическом резервуаре РВС 3000 в течение 4 суток. Температура окружающего воздуха 278 К, грунта - 274 К.

Решение

1. Средняя температура мазута в процессе разогрева

=0,5-(278+ 290) = 284 К.

2. Теплоемкость мазута при средней температуре по формуле (1.5)

С =(762+ 3,39-284) = 1748 .

V970 кг-град

3. Количество тепла, необходимого для разогрева всей массы мазута по формуле (14.30)

Q, =2000-1748-(290-278) = 41,95-10 Дж.

4. Количество тепла, затрачиваемого на расплавление застывшей части (осадка) по формуле (14.31)

Q2 = 184,4-10-300 = 55,32-10 Дж.

5. По табл. 14.6 находим приближенное значение полного коэффициента теплопередачи К = 2,91 Вт/(м-К).

6. Площадь поверхности охлаждения для РВС 3000 складывается из площади крыши Рр, площади стенки Р„ и площади днища Р.

Р. =-

h+0,25Dp =-70,57+0,25-18,98 =282,9 м;

2 v « р 2

F,,=7cDpHp =3,14-18,98-11,92 = 710,4 м;

Р тсРр 3,14-18,98

= 282,8 м.

Р = Ркр+Рст+Рд„ =282,9 + 710,4 + 282,8 = 1276,1 м.

Таким образом

7. В рассматриваемом случае

F,=F,„ =282,8 м; F, =Р,+Р„ =282,9 + 710,4 + 993,3 м. Следовательно, температура окружающей среды по формуле (14.34) 274-282,8 + 278-993,3

То=-

= 277,1 К.

282,8 + 993,3

8. Разность между средней температурой мазута и температурой окружающей среды

ЛТ = 284-277,1 = 6,9 К.

9. Затраты тепла на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду по формуле (14.32)

Q3 =2,91-1276,1-6,9-5-3600 = 461,2-10 Дж.

10. По формуле (14.37) находим необходимую паропроизводи-тельность

41,95-10+55,32-10+ 461,2-10 кг

G =-;-= 159,6 -.

5-700-10 ч

И. По найденной величине G, и табл. 14.7 выбираем котел типа

ШС-1/8, т.к. абсолютное давление насыщенного пара для котла

KB-100 является слишком низким.

Пример 14.5. Подобрать нефтеловушку для отделения нефтяных частиц диаметром d„ =76-10"* м при среднем расходе нефтесодержащих вод Qp = 3000 м /сут и их температуре Т =283 К . Плотность нефтяных частиц р = 840 кг/м.

Решение

1. Определяем расчетный часовой расход нефтесодержащих вод по формуле (14.42) j.

2. В соответствии с табл. 14.7 предварительно принимаем к сооружению нефтеловушку по типовому проекту 902-2-161, для которой Ь„ф =30 м, В„ф =3 м, h„ =2 м, N„ =2.

3. Средняя скорость потока в нефтеловушке

со = -

162,5

Н„.11„.В„ф 3600-2-2-3

= 3,76-10- м/с.

4. Гидравлический радиус нефтеловушки

h -в

г = -

= 0,6 м.

2(Ь„+В„ф) 2.(2 + 3)

5. Кинематическая вязкость воды при температуре 283 К

у, = 1,308 • 10" / 999,7 = 1,308-10- мVс.

6. Число Рейнольдса для нефтеловушки по формуле (5.10)

4-0,6-3,76 10-

Re =

= 6899

1,308-10-

7. Так как режим точения турбулентный, то коэффициент гидравлического сопротивления по формуле (5.13)

" 6899°

8. Удерживающая скорость потока по формуле (14.40)

ю. =3,76-10-

-= 2,48-10 м/с.

9. Гидравлическая крупность частац диаметром d„ по формуле (14.41)

9,81-(76-10-)-(999,7-840)

и„=-5-- = 3,86-10-" м/с.

° 18-1,308-10-

10. Расчетная длина нефтеловушки по формуле (14.39) 2-3,76-10-

0,5-(з,86-10--2,48-10-")

= 109,0 м.

И. Так как расчетная длина значительно превышает фактическую для выбранного типового проекта нефтеловушки необходимо повторить расчет для другого типоразмера. Приняв типоразмер 902-2-3, повторим все вычисления:

со = -

162,5

3600-2-2-6 2-6

Re =

2-(1 + б) 4-0,75-1,88-10-

= 1,88-10- м/с; = 0,75 м;

1,308-10

= 4312;

X..=M!i, 0.0391;

4312

0,25

ю. =1,88-10--,р = 1,31-10-" м/с;

2-1,88-10-

" 0,5(3,86-10--1,31-10-")

= 24,5 м.

Поскольку расчетная длина нефтеловушки типоразмера 902-2-3 меньше фактической, то выбор сделан верно.

Пример 14.6. Рассчитать систему взвешивания парафинового осадка в резервуаре РВС 20000, в котором хранится нефть р=845 кг/м, v=20 ммУс. Принять Ср=10-з, Т1р=0,83, п=50 1/год, х=2 года, ро=885 кг/мз. Используются сопла с размерами: Го=0,055м; ё„=0,11м; Ьо=0,02м. Кроме того Оэд=36 руб/кВт; 0=0,009 руб/кВт ч. Высота уровня нефти в резервуаре равна 2 м.

Решение

1. По табл. 1.8 для РВС 20000 находим Dp=45,6; Нр=11,92м. Следовательно, площадь днища резервуара

F =-D = р 4 р 4

3,14

-45,6 = 1632,3м.

2. Масса осадка, накопленного в резервуаре к моменту времени т=2 года, по формуле (14.54)

Мо = 10- -1632,3 -11,92 - 0,83 - 845 - 50 - 2 = 1364675кг .

3. Объем отложений по формуле (14.55)

1364675 ,,.3

Vo =-= 1542м .

4. Высота осадка в резервуаре по формуле (14.56)

1542

ho=-= 0,945м,

° 1632,3

5. Дальнейщий расчет является технико-экономическим, так как чем больше число сопел, тем больше требуемый расход нефти, капиталовложения в систему, но тем меньше требуемый радиус их действия и время полного взвешивания осадка. В качестве примера рассмотрим случай, когда в резервуаре размещено 6 сопел.