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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 [ 252 ] 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

8.5.5.3.3. Несколько экономических показателей

Национальное потребление энергии на сушку подн51лось в 1988 году до 6,5 Mtep со следующим распределением:

8.5.5.4. Нагрев промышленных жидкостей

8.5.5.4.1. Введение

Значительное число отраслей промышленности еще осуществляют нагрев жидкости теплообменом (или впрыском) с теплоносителем. Поступая от центральной котельной, она распределяется по заводу через сеть, иногда достаточно протяженную.

Эта энергетическая схема предполагает каскад КПД, который ведет к потреблению энергии боль-шеи, чем теоретически необходимо для нафева жидкости.

В действительности, общий КПД нафева является произведением трех КПД: - КПД котла:

тепло переданное жидкости

тепло сгорания топлива - КПД распределения:

тепло пригодное к потреблению

тепло переданное жидкости - КПД использования газа:

полезное тепло в жидкости

тепло пригодное к потреблению

Общий КПД нафева жидкостей через часто встречающиеся централизованные установки находятся в пределах 50 - 70%. Он может бьпъ значительно ниже этих величин, когда не существует необходимого соотношения между средствами производства (и распределения) тепла и потребностью использования.

8.5.5.4.2. Удобства специальных способов использования газа

Возможность газовой аппаратуры располагаться рядом с нафеваемой жидкостью и ее высокие характеристики позволяют значительно улучшить КПД нафева

К тому же, она придает оборудованной установке автономию по отношению к остальным установкам завода.

8.5.5.4.3. Специальная аппаратура

8.5.5.4.3.1. Погружное горение

8.5.5.4.3.1.1. Принцип и оборудование нагрева

Процесс состоит во введении в прямой контакт продуктов сгорания газа и нафеваемой жидкости.

Чтобы это сделать, используются два технических решения:

- барботаж продуктов сгорания через жидкость;

- всасывание жидкости продуктами сгорания.

8.5.5.4.3.1.1.1. Оборудование барботажною нагрева

Оно состоит из горелки, диффузора и дисперсионной рампы дыма.

Диффузор охлаждается воздухом горения во избежание контакта жидкости с горячей стенкой, чтобы избежать "намокания" (погасания) пламени.

Распределительная рампа выпускает продукты сгорания в сосуде на глубине от 500 до 800 мм высоты, необходимой, чтобы они выходили насыщенные водой при температуре жидкости.

Снабжение горелки должно осуществляться под давлением достаточным, чтобы преодолеть гидэостатическое давление и потери давления в горелке, т.е. порядка 150 - 200 мбар.

Располагаемое оборудование имеет диапазон изменяемых мощностей от 100 до 1000 кВт.

Оборудование барботажного подогрева.

8.5.5.4.3.1.1.2. Оборудование нагрева с помощью впрыскивания жидкости в продукты сгорания

Это оборудование с разнообразными конструкциями сопровождается наиболее часто впрыскиванием жидкости в отводимых продуктах сгорания с промежуточной стенкой. Этот тип аппгкратов сейчас включается в цепь циркуляции нагреваемой жидкости (см. рисунок с. 787).

Нрапемая

mvtKOCTk

Циркудщия аоды охлаждання

Оборудование для нагрева "впрыскнеаниеи(документ Mat Kldckher).

8.5.5.4.3.1.2. КПД и характерная твмпвратура

Здесь будет изучаться только случай барбота-жа; модификация оборудования разбрызгивания может быть осуществлена, если известны температура и гидрометрия продуктов сгорания.

Для высоты барботажа, относительно небольшой (500 - 800 мм), поверхность обмена между баней и дымом очень велика, последний эвакуируется с температурой бани и обусловливает КПД нагрева.

При температуре продуктов сгорания горелки ниже точки росы (е,) будет иметь место конденсация части пара в продуктах сгорания, т.е. разбавление бани; КПД нагрева составляет более 100% P.C.I.

При температуре дыма выше точки росы будут иметь место испарение воды и обогащение бани.

При температуре свыше 70°С КПД нагрева быстро уменьшается, чтобы стать равным нулю при максимальной температуре нагрева (BJ.

TiC/PCS TiC/PCI

n - избыток аоздуха

Конденсация аоды продуктов сгорания

SST бюмюонана 4MV Испарение бани

.п-106

п-120

. п. 150

Теылература,Х

О 10 20 30 40 50 60 70 60 90 100 Природный газ Лака. Сухой воздух горения

Погружное горение в воде. КПД нагрева в зависимости от температуры для разных условий регулирования.

Величины температуры точки росы в, и максималыюй температуры нагрева 0„шт ствхиометрического сжигания в сухом воздухе при (ГС.

8.5.5.4.3.1.3. Обмен вода-продукты сгорания

Контакт между водным раствором и продуктами сгорания способствует взаимному обмену составляющих частей. Различные газы, входящие в продукты сгорания, растворяются в воде до насыщения; они обусловливают также процесс окисления.

Так, диоксид углерода (СОг), который составляет около 10% объема дыма, хорошо растворяется в воде. Врда превращается в слабую кислоту с рН-5.

Диоксид азота (NO2) приводит к образованию азотной и азотистой кислот; рН, равное 3, достигается только посхю большого времени нагрева.

Кислород при обычном содержании от 1 до 4% не оказывает влияния на происходящий процесс, его рестворимость не превосходит 1 мг/л.

Разнообразие нагреваемых промышленных жидкостей ведет к многочисленным исследованиям. Очевидны определенные правила, которым надо следовать:

- кислотная баня может быть нагрета продуктами сгорания;

- возможен нагрев слабощелочной периодически обновляемой бани, т.к. продукт теряет свои качества относительно медленно;

- в сильно щелочных банях (рН 9) интенсивны процессы нейтрализации и карбонизации. Поэтому их нельзя нагревать.

8.5.5.4.3.2. Погружные трубы

8.5.5.4.3.2.1. Традиционные погружные трубы

Оборудование состоит прежде всего из горелки, обычно с принудительной подачей воздуха, и металлической трубы, в которой развивается пламя и охлаждаются продукты сгорания. Труба-теплообменник полностью пофужена в нагреваемую жидкость. Диаметр трубы определяется минимально необходимым для развития пламени сечением.

Горелка

Труба таплообианник

Оборудование подогрева погружной трубой.

Диаметр, определенный таким образом, оказывается достаточно большим в силу небольших скоростей движения дыма.

Вследствие этого:

- удельная поверхностная мощность относительно невелика и находится между 10 и 30 кВт/м (в зависимости от температуры выхода дыма);

- большая длина трубы;

- КПД = 80% по P.C.I.

8.5.5.4.3.2.2. Компактная погружная труба

С целью большой компактности используются горелки, дающие высокую интенсивность сгорания (горелки предварительного смешения или проти-вовращающиеся), которые позволяют снизить размеры камеры сжигания.

Компактная погружная труба.

Небольшой диаметр трубы-теплообменника позволяет получить высокую скорость истечения дыма и в связи с этим получить:

- высокий коэффициент передачи тепла, порядка 35 - 55 кВт/м;

- меньшую длину трубы при приемлемом КПД.

Не практике длина и диаметра трубы определяются таким образом, чтобы КПД был от 85 до 95% по P.C.I.

8.5.5.4.3.2.3. Сравнение погружных труб - традиционных и компактных

Koэфd)ициeнт теплообмена пофужных компактных труо в два раза больше, чем у традиционных. Поэтому поверхность теплопередачи при той же мощности для компактной пофужной трубы будет в два раза меньше.

8.5.5.4.3.3. Компактные погружные теплообменники

Компактный пофужной теплообменник-это моноблок в форме параллелепипеда, пофуженный в нагреваемую жидкость.

В первой зоне обмена циркулируют, с одной стороны, между гладкими трубами продукты сгорания, с другой стороны, внутри их жидкость, перемещающаяся за счет термосифона. В этой зоне теплопередача имеет большую величину, от 40 до 160 кВт/м2; и составляет около 70% общей передаваемой жидкостью мощности.

Во второй зоне - струйный теплообменник или теплообменник с гофрированными стенками; высокий коэффициент теплопередачи позволяет отбирать у дыма оставшиеся 30% тепла; продукты сгорания покидают, таким образом, теплообменник с температурой, близкой к температуре жидкости.