Вход

Печь шатрового типа

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 374611
Дата создания 09 января 2018
Страниц 24
Мы сможем обработать ваш заказ 18 октября в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
740руб.
КУПИТЬ

Описание

Курсовая работа по предмету процессы и аппараты. Теоретическая часть и практический расчет печи шатрового типа ...

Содержание

Введение 2
1 Технологическая часть 3
1.1 Назначение и краткая характеристика процесса 3
1.2 Устройство аппарата и обоснование его
конструкции 4
2 Расчётная часть 5
2.1 Определение полезной тепловой нагрузки печи 5
2.2 Расчёт процесса горения 6
2.3 Тепловой расчёт камеры радиации 11
2.4 Поверочный расчёт камеры радиации 16
2.5 Тепловой расчёт камеры конвекции 19
Литература

Введение

Нефть — это важное исходное сырье для химии и нефтехимии.
Она перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) и нефте¬химических комбинатах (НХК), где выпускается большое количество различных видов нефтепродуктов в виде светлого моторного топлива — бензина и керосина, и углеводородного сырья для промышленности органического синтеза и полимерной химии.
В 1995 г. первичная переработка нефти составила 180 млн т. К основ¬ным факторам, влияющим на размещение нефтеперерабатывающей промышленности, относятся: сырьевой (районы добычи нефти) и по¬требительский (районы потребления нефтепродуктов).
В нашей стране ведётся интенсивное строительство новых установок каталитического крекинга, коксования, висбрекинга, очистки масел и т.д

Фрагмент работы для ознакомления

По монограмме определяем содержание водорода, %масс./1/Н = 11,5%C=100-H+S, (3)C=100-11,5+1,5=87%2.2.3 Теплота сгорания топливаТеплота сгорания топлива Qpн , кДж/кгQpн=339 C+1030 H-109 O-S-W,(4)где С – содержание углерода в топливе, %;H - содержание водорода в топливе, %;O - содержание кислорода в топливе, %;S - содержание серы в топливе, %;W - содержание влаги в топливе, %.Qpн=339∙ 87+1030∙11,5-109∙(0-1,5)=41501,5 кДж/кг2.2.4 Теоретический расход воздухаТеоретический расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг жидкого топлива L0 , кг/кгL0= 2,67 C+8 H+S-O23,2,(5)где C, H, S, O – содержание в топливе углерода, водорода, серы и кислорода, в %масс.L0= 2,67∙87+8∙11,5+1,523,2 =14 кг/кгТеоретически необходимый объём воздуха V0 , м³/кг. V0=L01,293 ,(6)где 1.293 – плотность воздуха при Н.У., кг/м³V0=141,293=10,8 м³/кг808355152400Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист7КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист7КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ2.2.5 Действительный расход воздухаДля обеспечения полноты сгорания топлива требуются вести процесс горения в присутствии некоторого избытка кислорода. Коэффициентом расхода воздуха называется отношение действительного расхода воздуха к теоретическому.α= LL0=VV0Коэффициент избытка воздуха зависит от рода топлива и от метода сжигания. Для жидкого топлива α=1,2÷1,5/1/Принимаем α=1,2Действительный расход воздуха L, кг/кгL= α L0(7)L= 1,2∙14=16,8 кг/кгДействительный объём воздуха V, м3/кгV= α V0 (8) V=1,2∙10,8=12, 96м³/кг2.2.6 Состав продуктов горенияВычисляем количество продуктов горения: сумма углекислоты и сернистого газа NCO2+SO2 , кмоль/кг, определяется по формулеNCO2+SO2= C100 ∙ 12+S100 ∙ 32(9)NCO2+SO2= 87100 ∙ 12+1,5100 ∙ 32= 0,073 кмоль/кгСодержание водяных паров в продуктах горения NH2O, кмоль/кг определяют по формулеNH2O= H100 ∙ 2+Gф18+W100 ∙ 18 ,(10)786765167005Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист8КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист8КП.18.02.09.14-1.12.ПЗгде Gф – количество водяного пара, подаваемого на распыление топлива, кг/кг. Принимаем Gф = 0,3кг/кгNH2O= 11,5100 ∙ 2+0,318= 0,073 кмоль/кгОбщее содержание азота и избыточного кислорода в продуктах горения NN2+O2 кмоль/кг, находим по формуле NN2+O2= V0(α-0,21)22,4 (11)NN2+O2= 10,8(1,2-0,21)22,4= 0,5 кмоль/кгОбщее количество продуктов горения, кмоль/кг, находим по формуле Ʃ N= NCO2+SO2+ NH2O+ NN2+O2 (12)Ʃ N=0,073+0,073+0,5=0,646 кмоль/кгОбщий объём продуктов горения, м³/кгVп.г.=22,4Ʃ N (13)Vп.г.=22,40,646=14,5 м³/кгВес продуктов горения 1 кг топлива, кг/кгG= αL0+1+Gф(14)G= 1,2 ∙14+1+0,3= 18,1 кг/кг2.2.7 Коэффициент полезного действия и расход топливаТемпература отходящих газов является определяющей для коэффициента полезного действия печи и обычно её принимают на 100-150°C выше температуры продукта, поступающего в печь. t2=350℃Потери тепла с отходящими газами Q2 в кДж/кгQ2=(NCO2+SO2CCO2+SO2+NH2OCH2O+ NN2+O2CN2+O2)(t2-t0) (15) 807720167005Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист9КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист9КП.18.02.09.14-1.12.ПЗгде CCO2+SO2,CH2O, CN2+O2 – теплоёмкости продуктов горения при температуре отходящих дымовых газов, кДж/кмоль°K;/1/t0 – температура окружающего воздуха, °C (принимаем t0=20°C).CCO2+SO2=42,3 кДж/кг;CH2O=34,7 кДж/кг;CN2+O2=30,1 кДж/кг;Q2=0,073∙42,3+0,073∙34,7+ 0,5∙30,1∙350-20=6765 кДж/кгПотери тепла отходящими газами q2 , в %q2 = QQрн∙100 (16)q2 = 676541501,5∙100=16%Принимаем потери тепла излучением q5 , а также потери тепла камерой радиации q5ˈ от 2% до 5%. Потерями тепла от химической и механической неполноты горения пренебрегают q3=0 и q4=0.КПД топки – это доля полезного тепла, используемого в топке, ηT.Находится в пределах 0,950 – 0,988 и по формулеηT= 100-(q3+q4+q5ˈ)100 (17)ηT= 100-5100=0,95КПД печи – это доля полезного тепла, используемое в печи η.Находится в пределах 0,6 – 0,85 и по формулеη= 100-(q2+q3+q4+q5)100 (18)η= 100-(16+5)100= 0,79Расход топлива B, кг/с, находится по формуле813435123825Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист10КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист10КП.18.02.09.14-1.12.ПЗB= QполQрн ∙ η (19)B= 1630941501,5∙0,79= 0,5 кг/с2.2.8 Максимальная температура горенияПредварительно задаётся температура газов на перевале (700°C - 890°C); tп=800°CСредняя теплоёмкость продуктов горения 1кг топлива при температуре газов на перевале Cср , кДж/кг°KCср= NCO2CCO2+NSO2CSO2+NH2OCH2O+NN2+O2CN2+O2 ,(20)где CCO2, CSO2, CH2O, CN2+O2 – теплоёмкости продуктов горения при температуре перевала, кДж/кмоль°K./1/CCO2+so2=48,2 кДж/кг;CH2O=34,3 кДж/кг;CN2+O2=30,6 кДж/кг;Cср= 0,073∙48,2+0,08∙34,3+0,5∙30,6= 21,5 кДж/кг°K784225146685Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист11КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист11КП.18.02.09.14-1.12.ПЗМаксимальная температура горения tmax , °Ctmax=t0+Qрн ∙ ηTCср, (21)где t0– приведенная температура исходной системы, (принимаем 20°C).tmax=20+41501,5∙0,9521,5=1853,8 °C2.3 Тепловой расчёт камеры радиации2.3.1 Количество тепла, переданное сырью через радиантную поверхность Qp ,кВтQp=B∙Qрн∙ ηT-Cср∙ tп (22)Qp=0,5∙41501,5∙0,95-21,5∙ 800=11113,2 кВт2.3.2 Тепло, переданное через конвекционную поверхность Qк, кВтQк=Qпол-Qp (23)Qк=16309-11113,2=5195,8 кВт2.3.3 Энтальпия сырья на входе в радиантные трубы iк, кДж/кгiк=i1+QkG (24)iк=718,41+5195860,8=803,8 кДж/кгПо таблице зависимости энтальпии от температуры, находим температуру tк , которая отвечает значению iк/2/tк=610°K = 337°C2.3.4 Средняя температура экрана камеры радиации θ (температура стенки), °Cθ= tк+τ22+tˈ , (25)где τ2 – температура сырья на выходе из печи, °C;tˈ -разность температур между наружной поверхностью радиантных труб и температурой сырья. Принимается 30°C-60°C.θ= 337+3702+30=383,5°C=656,5 °К2.3.5 Скорость сырья на входе в печь798195166370Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист12КП.240134.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист12КП.240134.14-1.12.ПЗСечение труб S, м², вычисляют по формулеS= π∙d24, (26)где d – внутренний диаметр труб, м.S= 3,14∙(0,14)24=0,015 м²Секундный объём сырья Vсек , м³/сVсек= Gρ , (27)где ρ – плотность сырья, кг/ м³.Vсек= 60,8850=0,07 м³/сСкорость продукта на входе в печь при двух параллельных потоках ω, м/сω= Vсек2S(28)ω= 0,072∙0,015= 2,3 м/с2.3.6 Общее количество тепла, введённого в топку Q, кВтQ=BQрнηT+αL0Cвtв ,(29)где Cв – теплоёмкость воздуха, кДж/кг°K (принимается 1 кДж/кг°K);tв – температура воздуха, °C.Q=0,5∙41501,5∙0,95+1,2∙14∙1∙20=19881,2 кВт2.3.7 Тепловая напряжённость поверхности нагрева радиантных труб при температуре стенкиqst, кВт/м²778510133350Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист13КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист13КП.18.02.09.14-1.12.ПЗПо графику находим при Tmax и tpзначение qs200 ,кВт/м²/1/qs200=142 кВт/м²По графику находим при tp и θ поправочный коэффициент qstqs200, следовательно, qst , кВт/м², определяется по формулеqstqs200=0,83 qst= qstqs200∙qs200 (30)qst= 0,83 ∙142= 118 кВт/м²2.3.8 Эквивалентная абсолютно чёрная поверхностьHs, м²Hs= Qqst(31)Hs= 19881,2118= 168,5 м²770890140335Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист14КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист14КП.18.02.09.14-1.12.ПЗАбсолютно чёрная поверхность заменяет собой все источники излучения в камере радиации: факел, кладку печи и дымовой газ.2.3.9 Отношение HsHлДля печи с однорядным экраном одностороннего облучения предварительно задаёмся степенью экранирования кладки φ (принимается в пределах 0,3-0,5)/1/При известных значениях коэффициента избытка воздуха α степени экранирования φ, отношение HsHл находим по графику/1/φ= 0,3HsHл=0,872.3.10 Эффективная лучевоспринимающая поверхностьЭффективная лучевоспринимающая поверхность Hл, м², вычисляется по формулеHл= HsHs/Hл (32)Hл= 168,50,87= 193,7 м²2.3.11 Размер заэкранированной плоской поверхности, заменяющей трубыРазмер заэкранированной плоской поверхности, заменяющей трубы H, м², определяется по формулеH=HлК(33)где К – фактор формы, показывающий, какая доля тепла поглощается трубами от общего количества тепла, поглощаемого всей поверхностью. Находится по справочнику или принимается К=0,87H=193,70,87=222,6м²2.3.12 Поверхность радиантных трубПоверхность радиантных труб Hpmp , м², вычисляют по формулеHpmp= π2∙H (34)Hpmp= 3,142∙222,6=349,5 м²2.3.13 Поверхность одной трубыПоверхность одной трубы Fmp ,м², вычисляют по формулеFmp= πdl ,(35)78041595250Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист15КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист15КП.18.02.09.14-1.12.ПЗгде d – наружный диаметр трубы, м;l – полезная длина трубы, м. l=lпол-2a , (36) l=15-2∙0,2=14,6 м,где a – часть трубы, заделанная в кладку печи, a≈0,2м.Fmp= 3,14∙0,152∙14,6=7 м²2.3.14 Число труб в радиантной камереЧисло труб в радиантной камере n, шт., вычисляют по формулеn= HpmpFmp (37)n= 349,57=50 шт791210123825Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16КП.18.02.09.14-1.12.ПЗ2.4 Поверочный расчёт камеры радиации2.4.1 Величина неэкранированной поверхностиВеличина неэкранированной поверхности F, м², вычисляют по формулеF=1φ-1Hл (38)F=10,3-1∙193,7=445,5 м²2.4.

Список литературы

Литература
1. Адельсон С. В. Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии. М., Гостоптехиздат, 1963г, 310с;
2. Кузнецов А. В., Кагерманов С. М. Расчёты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. Химия, 1974г, 344с;
3. Сарданашвили А. Г., Львова А. И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. М., Химия, 1980г, 256с;
4. Рудин М. Г., Драбкин А. Е. Краткий справочник нефтепереработчика. Л.Химия, 1980г, 328с;
5. Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа. Л., Химия, 1985г, 408с;
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2021