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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 [ 180 ] 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Таблица XXI.2

Среднедопустимые теплонапряженности кВт/м

где др и др - теплонапряженность радиантных труб, общая и приходящаяся на долю свободной конвекции, Вт/м; Н/Н - отношение поверхности радиантных труб Яр к эквивалентной абсолютно черной поверхности Н„ зависящее от типа печи и способа сжигания топлива; в - средняя температура наружной стенки радиантных труб. К; \г - коэффициент, зависящий от распределения температур в топке, типа печи и вида топлива; - постоянная излучения абсолютно черного тела, равная 5,67 Bt/ImK).

Значение коэффициента у рекомендуется принимать в следующих пределах:

Для узкокамерных печей типов ГС, ВС, КС со свободным факелом .................................................................................................................. 1,13-1,25

Для трубчатых печей типов ГН, ЦД, КД с настильным способом сжигания топлива:

при газообразном топливе .................................................................... 1,28-1,40

при жидком топливе ............................................................................... 1,18-1,30

Для печей с излучающими стенками...................................................... 1,40-1,60

Для различных типоразмеров трубчатых печей ВНИИнефтемаш отношение Яр/Я сравнительно стабильно и может быть принято по данным табл. XXI.3.

В условиях, когда разработаны и широко используются трубчатые печи различных типоразмеров, конструировать печь заново приходится сравнительно редко. В этой связи основной задачей расчета является выбор и обоснование принятых типа и размера печи в соответствии с каталогом, при этом определяются все основные показатели ее работы (полезная тепловая мощность, КПД, расход топлива, температура дымовых газов, покидающих топку, теплонапряженность поверхности нагрева и др.), т.е. производится поверочный расчет трубчатой печи выбранной

Значение Яр/Я, в уравнении (XXI. 1 в)

Таблица XXI.3

конструкции и размеров. Вопросы общего расчета печи рассмотрены в различных разделах данной главы. Здесь мы рассмотрим некоторые особенности поверочного расчета топочной камеры и радиантной поверхности.

В случае использования уравнения (xxi. 16) для расчета температуры Т„ дымовых газов, покидающих топку, может быть рекомендована нижеследующая последовательность.

1. Задаться температурой Г„ дымовых газов, покидающих топку, и последующим расчетом подтвердить правильность выбора этого значения. Рекомендуется задаваться температурой в пределах 1000-1200 К; более высокие значения следует принимать для печей, работающих с повышенной теплонапряженностью, или для печей, нагревающих продукт до сравнительно высокой температуры.

2. Определить соответствующее этой температуре количество тепла, поглощенное радиантными трубами:

Qp = b(qX-H,J, (xxi.17)

где В - расход топлива, кг/ч; Qp - теплотворная способность топлива, кДж/кг; тт - коэффициент полезного действия топки; Н, - энтальпия продуктов сгорания 1 кг топлива, кДж/кг.

3. Исходя из принятого типа печи и рекомендуемой для данного типа печи и для данного процесса средней теплонапряженности поверхности нагрева радиантных труб (см. табл. xxi.2), вычислить необходимую поверхность нагрева радиантных труб

Hp=Qp/gp.

По каталогу для печи данного типа выбирается значение поверхности радиантных труб Hp, ближайшее к вычисленному выше; это значение поверхности нагрева используется для последующих расчетов. Соответственно уточняется и теплонапряженность поверхности нагрева.

4. Вычислить энтальпию нагреваемого потока при выходе из конвекционных труб

где Л, - энтальпия продукта, поступающего для нагрева в трубчатую печь, кДж/кг; Ge - количество продукта, проходящего через печь, кг/ч.

По найденному значению энтальпии Л, определяется искомая

температура ЦТ,,).

5. Определить среднюю температуру наружной стенки радиантных

труб

в„ =LLtk+273+ib+M+ip£ai,

где Ог - коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки к нагреваемому продукту; для печей, нагревающих жидкое и испаряющееся сырье, эта величина может быть принята равной 600 - 900 Вт/(мК); при нагреве газообразных продуктов или перегретых паров ttj имеет меньшее значе-

ние и его следует определить; 5 и X. - соответственно толщина, м, стенки трубы и коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); 83 и Х,„ - соответственно толщина, м, зольных отложений на внешней поверхности трубы и коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); для газообразного топлива величина 830 может быть принята равной нулю, для жидкого топлива 8з„д /Х « 0,002 м-К/Вт.

6. Вычислить коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых газов к радиантным трубам

7. Вычислить теплонапряженность радиантных труб, обусловливаемую свободной конвекцией

др.к = ак(7"п-в).

8. В соответствии с табл. XXI.3 выбрать значение отношения Н/Н.

9. Для выбранного типа печи по рекомендации, указанной ранее, принять коэффициент

10. По уравнению (XXI.16) вычислить температуру дымовых газов Г„ и сопоставить ее с ранее принятым значением. При совпадении или незначительном отличии расчет считается окончательным, при этом также принимается во внимание полученное значение средней теплонапряженности поверхности нагрева. При необходимости делается пересчет и соответственно корректируются значения Г„ и q.

РАСЧЕТ КОНВЕКЦИОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Поверхность конвекционных труб определяется по

формуле

где 0„ - количество тепла, воспринимаемого конвекционными трубами; К - коэффициент теплопередачи от дымовых газов к сырью; Af,.p - средняя разность температур (температурный напор) дымовых газов и нагреваемого сырья.

Количество тепла Ок. переданного конвекционным трубам, может быть определено по разности меяуу,у общим количеством тепла, сообщаемого в печи. Ос и количеством тепла, поглощенного радиантными трубами, Ор, т.е.

0. = Ос - Ор.

При расчете конвекционной поверхности известными величинами являются температура дымовых газов, покидающих топку и поступающих в камеру конвекции, температура дымовых газов, уходящих из камеры конвекции, fy,, а также температура поступающего в печь сырья f,.

Средний температурный напор для противотока определяется как среднелогарифмическое значение