Міністерство освіти Російської Федерації
Уфимський державний нафтовий технічний університет
Кафедра нафтохімії та хімічної технології
Пояснювальна записка до курсового проекту
за курсом В«Основні процеси та апарати хімічної технології В»
на тему В«Технологічний розрахунок трубчастої печіВ»
Виконав: p> Перевірив: доцент, к.т.н.
Зиганшин Г.К.
Уфа 2001
Зміст
1. Введення. 3
1.1 Призначення та основні характеристики вогневих нагрівачів. 3
1.2 Теплообмін у трубчастої печі. 4
1.3 Основні показники роботи трубчастих печей. 10
2. Розрахункова частина. 12
2.1 Розрахунок процесу горіння палива. 12
2.2 Тепловий баланс трубчастої печі. Розрахунок коефіцієнта корисної дії і витрати палива. 14
2.3 Вибір типорозміру трубчастої печі. 18
2.4 Спрощений розрахунок камери радіації. 20
2.5 Розрахунок діаметра пічних труб. 25
2.6 Розрахунок камери конвекції. 27
2.7 Гідравлічний розрахунок змійовика трубчастої печі. 32
2.8 Спрощений аеродинамічний розрахунок димової труби .. 40
Висновок. 46
Список використаних джерел. 47
1 . Введення
1.1 Призначення і основні характеристики вогневих нагрівачів
Трубчата піч є апаратом, призначеним для передачі нагрівається продукту тепла, що виділяється при спалюванні палива, безпосередньо в цьому ж апараті.
Трубчасті печі широко поширені в нафтопереробної і нафтохімічної промисловостях, вони є складовою частиною багатьох установок і застосовуються в різних технологічних процесах, таких як перегонка нафти, мазуту, каталітичний крекінг і риформінг, гідроочищення, очищення мастил та ін
У початковий період розвитку нафтопереробної промисловості для нагріву сировини використовувалися куби; проте, вони мали багато суттєвих недоліків і тому тепер не застосовуються.
Трубчасті печі набули широкого поширення завдяки наступним своїм особливостям. Їх робота грунтується на принципі одноразового випаровування, що забезпечує або більш глибокий відгін при даній кінцевій температурі нагріву сировини, або заданий відгін при більш низькій температурі нагріву. Вони мають високу тепловою ефективністю, так як в додаток до основної частини тепла, яка передається випромінюванням, істотна частина передається конвекцією внаслідок порівняно високій швидкості руху димових газів. Крім цього, трубчасті печі є компактними апаратами, їх коефіцієнт корисної дії високий, вони можуть забезпечувати високу теплову потужність. Тривалість перебування нагрівається сировини в зоні високих температур не перевищує декількох хвилин, що зменшує можливість його розкладання і коксоотложеній в трубах, внаслідок чого при необхідності сировину можна нагрівати до більш високої температури. Печі зручні в експлуатації, дозволяють здійснювати автоматизацію.
У зоні нагріву трубчастих печей одноразово знаходиться відносно невелика кількість нафтопродукту, що знижує пожежну небезпека. У разі прогара труб пожежу легше усувати. br/>
1.2 Теплообмін в трубчастої печі
Трубчата піч має камери радіації і конвекції. У камері радіації (топкова камера), де спалюється паливо, розміщена радіантній поверхню (екран), що поглинає тепло в основному за рахунок радіації.
У камері конвекції розташовані труби, сприймають тепло головним чином шляхом конвекції - при зіткненні димових газів з поверхнею нагріву.
Сировина послідовно проходить через конвекційні і радіантні труби і поглинає тепло; зазвичай радіантній поверхню сприймає більшу частину тепла, що виділяється при згорянні палива.
Тепло ефективно передається випромінюванням при охолодженні димових газів до 1000-1200 К. Зниження температури димових газів до більш низьких значень часто буває невиправданим, тому що при цьому радіантній поверхню працює із зниженою теплонапряженностью поверхні нагрівання.
Ефективність теплопередачі конвекцією в меншій мірі залежить від температури димових газів, тому таким способом тепло передається, коли передача тепла випромінюванням виявляється недостатньо ефективною. Таким чином, конвекційна поверхню використовує тепло димових газів та забезпечує їх охолодження до температури, при якій величина коефіцієнта корисної дії апарату буде економічно виправданою.
Якщо тепло димових газів може бути використано для інших цілей, наприклад, для підігріву повітря або для виробництва водяної пари, то або наявність конвекційної поверхні для нагріву сировини не є обов'язковим, або розміри цієї поверхні можуть бути істотно зменшені. При невеликій продуктивності іноді застосовують печі без конвекційної по...
