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

- область жидкости

а -77 /Is. возд .-о,т

"-1ДН - >У> - -Iq взл

- область газового пространства

/ N-0.961

«вдн =95

ВОЗД тО,843

1°-

ВОЗД V

\ 0,665

ВОЗД

(11.26)

(11.27)

крыша

а,д„ =0,00022

/- л-3,32

V ТвоЗД у

(11.28)

где зед - коэффициенты теплопроводности соответственно нефти (нефтепродукта) и воздуха ; H,, Н,- высота взлива жидкости в резервуаре и высота газового пространства; - критерий, характеризующий отношение теплового потока, получаемого стенкой за счет солнечной радиации, к конвективному потоку теплоты; v,„3 - кинематическая вязкость воздуха; АТ - разность температур стенки (крыши) и воздуха, АТ = Т,- Т,,,,,; Т„„зд- температура воздуха днем. Величина Iq вычисляется по формуле

1о =

Рво,д-Ср,„зд-и,„-ЛТ

(11.29)

где Iq - интенсивность солнечной радиации в полдень с учетом облачности, определяемая по формуле (10.39); р,„з„ Ср - плотность и удельная теплоемкость воздуха (табл. 1.5); Т, - температура стенки (кровли).

Расчеты интегрального коэффициента теплоотдачи в ночное время выполняются по следующим зависимостям: - область жидкости

а,н =135,5-

0,199

- область газового пространства (стенка и кровля)

а,н =0,035-

возд

•возд возд-

(11.30)

(11.31)

Усредненная (за сутки) величина интегрального коэффициента теплоотдачи находится по формуле

«1дн-дн+«1н(24-Тд„)

(11.32)

после чего находится полный коэффициент теплоотдачи через соответствующую поверхность (стенку, кровлю, днище) по формуле (11.4), в которой вместо а2<;т+«зст подставляется

При проведении ориентировочных расчетов для железнодорожных цистерн К,=7...9,3 Вт / (м К), а для резервуаров К, -1,5...6 ВтДм • К).

§ 11.2. Определение температуры подогрева j нефтепродуктов

Конечная температура подогрева определяется условиями тех операций с нефтепродуктом, которые необходимо произвести. При осуществлении сливо-наливных операций температура подогрева должна обеспечивать всасывание нефтепродукта насосами и перекачку его на заданное расстояние или слив в заданные сроки. Если нефтепродукт подогревается для его отстоя, то температура подогрева должна определяться из условия быстрого оседания отстаиваемых частиц.

Минимально необходимая температура подогрева T„„in при выкачке нефтепродукта из железнодорожных цистерн, нефтеналивных судов или резервуаров с помощью насосов зависит от их всасывающей способности и может быть найдена по формуле

Т -Т 4-

nOfl.min •

ч2-т

j5-m

Нвс-AZ

(11.33)

где u - коэффициент крутизны вискограммы; m, Р - характеристики режима движения; Q - подача насоса; v.-известная вязкость нефтепродукта при температуре Т. ; £, d - длина и внутренний диаметр трубопровода; А - поправка, учитевающая неизометричность потока (А, = 1...1,05 при турбулентном режиме, А,= 1,4... 1,6 при ламинарном режиме); - всасывающая способность насоса; AZ - разность геодезических отметок приемного патрубка емкости и насосной.

Температура подогрева мазутов не должна превышать 363 К, а масел - 333 К. Для остальных нефтепродуктов она должна быть ниже температуры вспышки их паров в закрытом тигле не менее, чем на 25 градусов.

При самотечном сливе нефтепродуктов из вагонов-цистерн следует пользоваться рекомендациями «Норм технологического проектирования предприятий по обеспечению нефтепродуктами (нефтебаз)», приведенными в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Перечень нефтепродуктов, требующих подогрева при сливе

Примечание. Продолжительность холодного периода года согласно «Правилам перевозок фузов» установлена с 15 октября по 15 апреля.

При отстое температура нефтепродукта должна быть выше температуры, рекомендуемой для перекачки, на 20...25 градусов.

Судочасовые нормы слива наливных судов приведены в Прил. 6,7

§ 11.3. Расчет различных способов подогрева нефтепродуктов в емкостях

Количество тепла, необходимого для подогрева заданной массы нефтепродукта от начальной Т„ до конечной температуры, слагается из тепла:

- идущего на подогрев всей массы нефтепродукта G,

д,=ОсДТ,-Т„); (11.33)

- расходуемого на расплавление застывшей части нефтепродукта,

Q2=G,K (11.34)

- теряемого в окружающую среду

Q3=K-F-AT-T, (11.35)

где От - масса нефтепродукта в застывшем состоянии; К - скрытая теплота плавления нефтепродукта; К - коэффициент теплопередачи от нефтепродукта в окружающую среду; F - поверхность охлаждения; ДТ - средняя разность температур между нефтепродуктом и окружающей средой; х - время разогрева нефтепродукта.

Среднее количество тепла, которое должен сообщить подогреватель нагреваемой среде в единицу времени.

Qt=(Q,+Q2+Q3)

(11.36)

Количество разогреваемого нефтепродукта G и его удельная теплоемкость Ср, как правило, известны. За начальную температуру чаще всего выбирают вероятную температуру нефтепродукта в конце периода хранения. Конечную температуру в процессе подогрева

определяют по формуле (11.33), данным, приведенным в табл. 11.1, или на основании опыта эксплуатации. Для большинства вязких или высокозастывающих нефтепродуктов при хранении не рекомендуется допускать образования твердой (застывшей) корки на стенках емкости. В этом случае G,. = О и = 0. Если продолжительность охлаждения была значительной и на стенках образовалась застывшая корка нефтепродукта, связь между временем образования корки нефтепродукта и ее толщиной определяют по выражению

зact

4(Тз-То)

(d-dO

1 . д

d , d -In-

(11.37)

где Тз,„ - температура застывания нефтепродукта; d - внутренний диаметр емкости; d - внутренний диаметр образовавшейся корки отложений; X, - коэффициент теплопроводности материала стенки емкости, изоляции и т.д.; Dj+,, dj - наружные и внутренние диаметры емкости, тепло- и гидроизоляции и т.д. (кроме отложений).

Если емкость не имеет тепловой изоляции, то, пренебрегая рядом слагаемых вследствие их малости, получаем упрощенную формулу

зact

Тз-То

«2

- + -

(11.38)

где X - толщина отложений.

Толщину застывшей части нефтепродукта в зависимости от времени охлаждения Тз,„ определяют из формул (11.38) или (11.39), а затем по этим данным рассчитывают G,, и Q.

При определении потерь в окружающую среду полный коэффициент теплопередачи К вычисляют для различных емкостей по формулам (11.3)...(11.32).

Средняя разность температур между нефтепродуктом и окружающей средой ДТ= Т - То, где Т - температура окружающей среды, определяемая по формуле (11.2) или принимаемая равной температуре воздуха; Т - переменная температура нефтепродукта, изменяющаяся от Тн до Тк [при расчетах выбирают среднее значение этой температуры по формулам (11.8) или (11.9)].

Расчет теплообменных аппаратов может проюдиться по двум вариантам: либо для определения поверхности нагрева теплообменника, либо для установления возможности использования данного теплооб-менного аппарата в данных конкретных условиях, т. е. возможности