ВАКУУМНЫЕ КОЛОННЫ. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. ВАКУУМСОЗДАЮЩИЕ СИСТЕМЫ, КОНСТРУКЦИИ.
Вакуумные ректификационные колонны используются в основном для разделения высококипящих нефтяных остатков, имеют небольшое число контактных устройств ( тарелок) из-эа необходимости обеспечения минимального перепада давления. Большая часть ректификационных тарелок используется в качестве теплообйенншс я конденсационных.
Тарелка колонны Алко.| Распределение уровня жидкости на тарелке без перегородки. Вакуумные ректификационные колонны применяются в установках прямой гонки для фракционировки и ректификации масляных дестиллатов. Вакуумная колонна отличается от колонн прямой гоики большими размерами в силу бблыпего объема паро-в лри разгонке под вакуумом.
Вакуумные ректификационные колонны применяются в установках прямой гонки для фракционировки и ректификации масляных естиллатов.
Производительность вакуумных ректификационных колонн может быть увеличена за счет применения конструкций внутренних устройств, обеспечивающих меньшее гидравлическое сопротивление паровому потоку и создающих небольшой унос жидкости.
Усовершенствование вакуумных ректификационных колонн позволяет уменьшить унос жидкости и в какой-то мере улучшить качество вакуумного дистиллята - сырья для установок каталитического крекинга. Мягкий термический крекинг сырья вакуумной перегонки может уменьшить летучесть металлов и таким образом позволит осуществить более глубокий; отбор вакуумного дистиллята.
|
|
|
В вакуумных колоннах давление ниже атмосферного (создано разрежение), что позволяет снизить рабочую температуру процесса и избежать разложения продукта (разделение мазута, производство стирола, синтетических жирных кислот и др.). Величина остаточного давления в колонне определяется физико-химическими свойствами разделяемых продуктов и главным образом допустимой максимальной температурой их нагрева без заметного разложения. общем случав можно считать, что вакуумные колонны характеризуются малыми нагрузками по жидкости (малые объемные расходы жидкости); атмосферные колонны–умеренными нагрузками по пару и жидкости; колонны, работающие под давлением– малыми нагрузками по пару и большими по жидкости.
Вакуумсоздающие системы и оборудование
На установках АВТ и ВТ для создания вакуума в вакуумных колоннах используются пароэжекторные вакуум-насосы различных модификаций.
Пароэжекторные насосы широко внедрены во многих областях техники: производства холода путем испарения воды, для уплотнения материалов путем удаления из них газов, для удаления растворителей из масел селективной очистки, для дистилляции синтетических жирных спиртов и кислот и т.п.
|
|
|
+ простота их конструкции и эксплуатации, связанная с отсутствием движущихся частей, долговечностью, небольшой стоимостью и простотой ремонта
Конструктивное оформление пароэжекторных вакуум-насосов
Схема простейшего одноступенчатого пароэжекторного вакуум-насоса , состоящего только из пароструйного эжектора, который создает незначительное разрежение представлен на рисунке 1.2 / 1 /. Для создания более глубокого вакуума применяются несколько последовательно включенных пароэжекторов.
Рисунок 1.2- Одноступенчатый пароэжекторный вакуум-насос. 1 - паровое сопло; 2 - головка; 3 - диффузор, 4 - патрубок
К материалам вакуумсоздающей системы на установках АВТ и ВТ НПЗ предъявляют следующие требования:
-малое газовыделение; -химическая стойкость;
- стабильность физических и технолог-х характеристик;
-надежность; -износостойкость -герметичность;
-малое гидравлическое сопротивление;
17. ТРУБЧАТЫЕ ПЕЧИ. НАЗНАЧЕНИЕ, ИХ МЕСТО И РОЛЬ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Трубчатая печь — высокотемпературное термотехнологическое устройство с рабочей камерой, огражденной от окружающей атмосферы. Печь предназначена для нагрева углеводородного сырья теплоносителем, а также для нагрева и осуществления химических реакций за счет тепла выделенного при сжигании топлива непосредственно в этом аппарате. Трубчатые печи используются при необходимости нагрева среды (углеводородов) до температур более высоких, чем те, которых можно достичь с помощью пара, т. е. примерно свыше 230 °С. В качестве топлива могут применяться продукты отходов различных процессов, в результате чего не только используется тепло, получаемое при их сжигании, но часто устраняются и затруднения, связанные с обезвреживанием этих отходов. Трубчатая печь относится к аппаратам непрерывного действия с наружным огневым обогревом.
|
|
|
Современная печь представляет собой синхронно работающий печной комплекс, т. е. упорядоченную совокупность, состоящую из непосредственно печи, средств обеспечения печного процесса, а также систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом и средствами его обеспечения. Несмотря на большое многообразие типов и конструкций трубчатых печей, общими и основными элементами для них являются рабочая камера (радиация, конвекция), трубчатый змеевик, огнеупорная футеровка, оборудование для сжигания топлива (горелки), дымоход, дымовая труба .
|
|
|
Печь работает следующим образом. Мазут или газ сжигается с помощью горелок, расположенных на стенах или под у камеры радиации. Газы сгорания из камеры радиации поступают в камеру конвекции, направляются в дымоход и по дымовой трубе уходят в атмосферу. Продукт одним или несколькими потоками поступает в трубы конвективного змеевика, проходит трубы экранов камеры радиации и нагретый до необходимой температуры, выходит из печи. Тепловое воздействие на исходные материалы в рабочей камере печи, является одним из основных технологических приемов, ведущих к получению заданных целевых продуктов. Главной частью трубчатой печи является радиационная секция, которая одновременно является и камерой сгорания. Передача тепла в радиационной секции осуществляется преимущественно излучением, вследствие высоких температур газов в этой части печи.
18. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ И ИХ ТИПЫ
Рассмотрим классификацию трубчатых печей.
Главными и естественными по степени существенности основаниями для классификации печей в логической последовательности являются следующие признаки :
— технологические;
— теплотехнические;
— конструктивные.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
По технологическому назначению различают печи нагревательные и реакционно-нагревательные.
В первом случае целью является нагрев сырья до заданной температуры. Это большая группа печей, применяемых в качестве нагревателей сырья, характеризуется высокой производительностью и умеренными температурами нагрева (300…500 °С) углеводородных сред (установки АТ, АВТ, ГФУ). Во втором случае кроме нагрева в определенных участках трубного змеевика обеспечиваются условия для протекания направленной реакции. Эта группа печей многих нефтехимических производств одновременно с нагревом и перегревом сырья используется в качестве реакторов. Их рабочие условия отличаются параметрами высокотемпературного процесса деструкции углеводородного сырья и невысокой массовой скоростью (установки пиролиза, конверсии углеводородных газов и др.).
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИПо способу передачи тепла нагреваемому продукту печи подразделяются:
— на конвективные; — радиационные;
— радиационно-конвективные.
Конвективные печи — это один из старейших типов печей. Они являются как бы переходными от нефтеперегонных установок к печам радиационно-конвективного типа.
В радиационной печи все трубы, через которые проходит нагреваемое вещество, помещены на стенах камеры сгорания. Поэтому у радиационных печей камера сгорания значительно больше, чем у конвективных.
Радиационно-конвективная печь имеет две отделенные друг от друга секции: радиационную и конвективную. Большая часть используемого тепла передается в радиационной секции (обычно 60…80 % всего использованного тепла), остальное –в конвективной секции. Конвективная секция служит для использования физического тепла продуктов сгорания, выходящих из радиационной секции обычно с температурой 700…900 °С, при экономически приемлемой температуре нагрева 350…500 °С (соответственно температуре перегонки).
По конструктивному оформлению трубчатые печи классифицируются:
— по форме каркаса:
а) коробчатые ширококамерные , узкокамерные б) цилиндрические; в) кольцевые; г) секционные;
— по числу камер радиации: а) однокамерные; б) двухкамерные ;в) многокамерные;
— по расположению трубного змеевика: а) горизонтальное б) вертикальное
— по расположению горелок: а) боковое;б) подовое;
— по топливной системе:
а) на жидком топливе (Ж);б) на газообразном топливе (Г);в) на жидком и газообразном топливе (Ж+Г);
— по способу сжигания топлива:
а) факельное; б) беспламенное сжигание;
— по расположению дымовой трубы: а) вне трубчатой печи над камерой конвекции
— по направлению движения дымовых газов:
а) с восходящим потоком газов; б) с нисходящим потоком газов; г) с горизонтальным потоком газов.
19. ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ: ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ, ПОЛЕЗНАЯ ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА, КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ, ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТЬ ТРУБ И ТОПОЧНОГО ПРОСТРАНСТВА. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТЕПЛОВУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕЧЕЙ.
Каждая трубчатая печь характеризуется тремя основными показателями:
— производительностью, — полезной тепловой нагрузкой,
— коэффициентом полезного действия.
Производительность печи выражается количеством сырья, нагреваемого в трубных змеевиках в единицу времени (обычно в т/сутки). Она определяет пропускную способность печи, т. е. количество нагреваемого сырья, которое прокачивается через змеевики при установленных параметрах работы (температуре сырья на входе в печь и на выходе из нее, свойствах сырья и т. д.). Таким образом, для каждой печи производительность является наиболее полной ее характеристикой.
Полезная тепловая нагрузка — это количество тепла, переданного в печи сырью (МВт, Гкал/ч). Она зависит от тепловой мощности и размеров печи. Тепловая нагрузка большинства эксплуатируемых печей8…16 МВт.
Перспективными являются более мощные печи с тепловой нагрузкой 40…100 МВт и более.
КПД печи характеризует экономичность ее эксплуатации и выражается отношением количества полезно используемого тепла Qпол к общему количеству тепла Qобщ, которое выделяется при полном сгорании топлива. Полезно использованным считается тепло, воспринятое всеми нагреваемыми продуктами (потоками): сырьем, перегреваемым в печи паром и в некоторых случаях воздухом, нагреваемым в рекуператорах(воздухоподогревателях). Значение коэффициента полезного действия зависит от полноты сгорания топлива, а также от потерь тепла через обмуровку печи и с уходящими в дымовую трубу газами.
Трубчатые печи, эксплуатируемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, имеют КПД в пределах 0,65…0,87.Повышение коэффициента полезного действия печи за счет более полного использования тепла дымовых газов возможно до значения, определяемого их минимальной температурой. Как правило, температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру, должна быть выше начальной температуры нагреваемого сырья не менее чем на 120…180 °С.
Эксплуатационные свойства каждой печи наряду с перечисленными показателями характеризуются:
— теплонапряженностью поверхности нагрева;
— тепловым напряжением топочного объема;
— гидравлическим режимом в трубном змеевике при установившейся работе
От комплекса этих показателей зависят эффективность работы трубчатых печей и срок их службы.
Футеровка печей— это конструкция из огнеупорных, кислотоупорных, теплоизоляционных и облицовочных материалов и изделий, ограждающая рабочую камеру, в которой протекают печные процессы, от взаимодействия с окружающей средой. Футеровка предохраняет металлоконструкции печи, а также обслуживающий ее персонал от воздействия высоких температур и печной среды. Она обеспечивает необходимую газоплотность в рабочей камере печей, т. е. полную герметизацию при работе под высоким давлением, либо достаточную газоплотность при давлениях, близких к атмосферному. Футеровка – один из основных конструктивных элементов печей, который дает возможность осуществления высокотемпературных термотехнологических и теплотехнических процессов в печной среде при наличии механических нагрузок с сохранением в течение длительного времени геометрической формы рабочей камеры, механической и строительной прочности.
Огнеупорная футеровка Конструктивно блок комбинируется из сборных теплоизоляционных плит, защищаемых с огневой стороны слоем жаростойкого бетона .Значительное уменьшение массы футеровки способствует распространению новых конструкций печей с облегченным каркасом. Огнеупорная футеровка должна удовлетворять следующим требованиям:
— обеспечивать длительную работоспособность печей в течение 6…8 лет;
— создавать условия высокой теплоотдачи в радиантных секциях печи с тем, чтобы уменьшить теплопотери в окружающую среду, обеспечивать нормальные санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала;
— исключать присосы воздуха в топку, камеру конвекции, газоходы и боров печи;
— обладать достаточной термостойкостью и прочностью, чтобы выдерживать значительные колебания температуры в топке;
— иметь минимальную массу и хорошую ремонтоспособность, обеспечивающую минимальные затраты на ремонт;
— стоимость материалов и их монтаж должны быть экономически оправданы.
Вследствие невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон
Требования , предъявляемых к изоляции объекта:
- защита от солнечной радиации;
- соблюд-е норм тепловых и холодопотерь (норм плотности теплового потока) изолированными поверхностями;
-предотвращение конденсации влаги на поверхности изоляции;
- предотвращение замерзания веществ; обеспечение заданной температуры на поверхности изоляции; сохранение заданной конечной температуры вещества (теплоносителя), в том числе со специальным обогревом изолируемого объекта и т.д.;
- виды теплоизоляционной конструкции: однослойная, многослойная из однородных или разнородных материалов, в том числе с внутренней футеровкой, с пароизоляционным слоем, сборно-разборная, в том числе полносборная;
СТЕНЫ, как и вся обмуровка, предназначены для герметизации топки и камер трубчатой печи, а также образования поверхности для размещения экранов радиантных труб и отражения лучистой энергии. Стены должны быть прочными в условиях высоких температур, герметичными и обладающими незначительной теплопроводностью.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 985; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!