Расчет теплообменного оборудования

Расчет теплообменника Т1

Теплообменник предназначен для подогрева газопродуктовой смеси, поступающей в реактор R1. В качестве теплоносителя выступаеттяжелый бензин каталитического крекинга (126681,4кг/ч). В трубное пространство поступает газопродуктовая смесь, в межтрубное,водяной пар с параметрами: давление 0,5 Мпа и температура 152,20 °С. Холодны поток нагревается с температуры 25 ^оС до 122 ^оС. Расчет ведется по известной методике [4].

Значения энтальпиихолодного потока при начальной и конечной температурах рассчитаны по формуле(6) и равны:

h₂₅=51,14 кДж, h₁₂₂=323,45 кДж

Расчет тепловой нагрузки:

=109183 (323,45 -51,14)=

=29731623 кДж/ч

где - расход холодного потока, кг/ч;

- энтальпиихолодного потока при начальной и конечной температурах, кДж/кг.

Поверхность теплообмена рассчитывается по формуле:

(63)

где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(К∙м²);

Δt_ср – средняя разность температур, ^оС.

Среднюю разность температур определяют по формуле:

(64)

(65)

где Δt_м, Δt_б– меньшая и большая разность температур соответственно на концах теплообмена.

Δt_м = 152 – 122 = 12^оС

Δt_б = 152 – 25= 127^оС

Δt_б/ Δt_м = 125/114˃2

Средняя разность температур рассчитывается по формуле (64):

оС

Коэффициент теплопередачи принимается К = 200 Вт/(К ∙ м²) [4]

Ориентировочная поверхность теплообмена рассчитывается по формуле (63):

м²

По найденному значению площади теплообмена выбирается теплообменник типа ТП с плавающей головкой с параметрами [8]:

- поверхность теплообмена – 567 м²;

- число ходов – 4;

- диаметр труб – 20х2 мм;

- длина труб – 10,0 м;

- диаметр кожуха – 1000 мм

Берем два теплообменника

Выбранный теплообменники подходит с запасом 33,86 %.

Расчет воздушного теплообменника ХВ1

Теплообменник предназначен для охлаждения и конденсациипаровой смеси, поступающей из колонны К1. В качестве охлаждающего агента выступает воздух (448661,5кг/ч). Горячий поток охлаждается с температуры 111,85^оС до 85,23^оС. Холодны поток нагревается с температуры 18^оС до 60^оС. Расчет ведется по известной методике [4].

Значения энтальпии при начальной и конечной температурах рассчитаны по формуле(6) и равны:

Н₁₂₆=617,48кДж, h₉₈=199,46 кДж, =565,48 кДж.

Расчет теплосодержания потоков:

Q₁ =(G_п+G_ж) Н₁₂₆-G_ж h₉₈-G_п Н₉₈ (66)

Q₂=G_возд(с_р t_к-с_р t_н) (67)

По формулам (66,67) были рассчитаны теплосодержание потоков и тепловая нагрузка составила:

Q=49012799,52 кДж.

Δt_м = 111,85 – 60 = 51,85^оС

Δt_б = 85,23 – 18= 67,23^оС

Δt_б/ Δt_м = 67,23/51,85< 2

Средняя разность температур рассчитывается по формуле (64):

^оС

Коэффициент теплопередачи принимается К = 40 Вт/(К ∙ м²) [4]

Ориентировочная поверхность теплообмена рассчитывается по формуле (63):

м²

По найденному значению площади теплообмена выбирается теплообменник типа ХВ [8]:

- поверхность теплообмена – 4800 м²;

-количество труб в аппарате– 480;

- диаметр труб – 21х2 мм;

- коэффициент оребрения –14,6;

- количество рядов труб – 4

Выбранный теплообменник подходит с запасом 34,73 %.

5. 11Расчет емкостей

Расчет емкости Е1

Емкость Е1 является сырьевой емкостью, в нее поступает сырье для процесса гидроочистки с установки 1А-1М – бензин каталитического крекинга. Примем временной запас для этой емкости 1 час.

Вместимость емкости определяется по следующей формуле:

V= (68)

где G – расход жидкости, кг/ч;

t – время заполнения, ч;

- степень заполнения, 0,8 – 0,9;

- плотность, кг/м³.

По формуле (68) вместимость сырьевой емкости составит:

Для данного объема подбираем ёмкость со следующими характеристиками [9]

- тип емкости - ГЭЭ

- номинальная вместимость – 160 м³

- диаметр – 3400 мм

- материал исполнения – 09Г2С

Расчет емкости Е2

Емкость Е2 является флегмовой емкостью, в нее поступает дистиллят из колонны К1. Примем временной запас для этой емкости 15 мин.

По формуле (68) вместимость флегмовой емкости составит:

Для данного объема подбираем ёмкость со следующими характеристиками [9]

- тип емкости - ГЭЭ

- номинальная вместимость – 80 м³

- диаметр – 2800 мм

- материал исполнения - 09Г2С

Расчет и подбор насосов

Расчет и подбор насоса Н1

Насос предназначен для перекачивания газосырьевой смеси из емкости Е1 в теплообменник Т1.

Полный напор, развиваемый насосом рассчитывается по следующей формуле:

(69)

где Н – полный напор, развиваемый насосом, м ст. ж.;

Р₂ и Р₁ – давление в пространстве нагнетания и пространстве всасывания, МПа;

- плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h_п – напор, затрачиваемый на создание скорости и на преодоление трения и всех местных сопротивлений во всасывающей и нагнетательной линиях, м;

Н_г – геометрическая высота подъема жидкости, м.

Принимаем Н_г = 10 м, а h_п = 35 м.

Тогда, по формуле (69) получаем:

Объемный расход перекачиваемой жидкости рассчитывается по следующей формуле:

(70)

где Q – объемный расход перекачиваемой жидкости, м³/ч;

G – массовый расход перекачиваемой жидкости, кг/ч.

Массовый расход перекачиваемой жидкости составляет 60738,22 кг/ч.

Тогда, по формуле (70) получаем:

м³/ч

Мощность двигателя рассчитывается по следующей формуле:

(71)

где n – КПД насоса, n = 0,8 [10].

Тогда, по формуле (71) получаем:

К установке принят центробежный насос [11] с характеристиками:

- марка насоса – Х 90/49

- производительность – 30м³/ч

- напор, развиваемый насосом – 49м ст. ж.;

- тип электродвигателя – 4А180М2

- мощность электродвигателя – 30 кВт

- количество – 4шт. (в том числе два резервных).

Расчет и подбор насоса Н2

Насос предназначен для перекачивания кубового продукта из колонны К1 в печьП1.

Массовый расход перекачиваемой жидкости составляет 126681,4 кг/ч.

Тогда, по формуле (71) получаем мощность двигателя:

К установке принят центробежный насос [9] с характеристиками:

- марка насоса – НК280/45

- производительность – 241,7 м³/ч

- напор, развиваемый насосом – 45 м ст. ж.;

- тип электродвигателя – АО2-71-2

- мощность электродвигателя – 19,4 кВт

- количество – 2 шт. (в том числе один резервный).

Расчет и подбор насоса Н3

Насос предназначен для перекачивания кубового продукта из колонны К1 в печь П1.

Массовый расход перекачиваемой жидкости составляет 541259,95 кг/ч.

Тогда, по формуле (71) мощность равна:

К установке принят центробежный насос [9] с характеристиками:

- марка насоса – НК1100/45

- производительность – 1039,9 м³/ч

- напор, развиваемый насосом – 45 м ст. ж.;

- тип электродвигателя – АО2-92-4

- мощность электродвигателя – 100 кВт

- количество – 2 шт. (в том числе один резервный).

Расчет и подбор насоса Н3

Насос предназначен для подачифлегмы из емкости Е2 на орошение колонны К1.

Массовый расход перекачиваемой жидкости составляет 117825,47кг/ч.

Тогда, по формуле (71) получаем:

К установке принят центробежный насос [11] с характеристиками:

- марка насоса – Х 90/49

- производительность – 30м³/ч

- напор, развиваемый насосом – 49м ст. ж.;

- тип электродвигателя – 4А180М2

- мощность электродвигателя – 30 кВт

- количество – 4шт. (в том числе два резервных).

Подбор трубчатой печи П1

Так как расчет трубчатой печи достаточно сложен, подберем печь по полезной тепловой нагрузке. В процессе расчета было выявлено, что понадобиться печь, которая может обеспечить тепловую нагрузку в 16,8 МВт.

Подбирается узкокамерная трубчатая печь [10] с верхним отводом дымовых газов и горизонтальным расположением труб с настильным факелом типа ГН2 с полезной тепловой нагрузкой 18,2 МВт, что удовлетворяет расчетной.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 491; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

Мы поможем в написании ваших работ!