5.6.Расчет трубчатой печи.

Трубчатая печь предназначена для нагрева и частичного испарения нефти. В качестве топлива в трубчатых печах может использоваться газ или мазут.

Температурный режим печи.

Температура сырья на входе в печь соответствует температуре низа отбензинивающей ко­лонны К-1 установки АТ с двукратным испарением и двукратной ректификацией, т.е. Т_вх.=350⁰C.

Температура сырья на выходе из печи соответствует температуре его на входе в колонну К-2, Т_вых.= 350⁰C.

Исходя из практических данных давление в печи принимают 0,2-0,3 МПа. Принимаем Р = 0,3МПа.

Температура насыщенного водяного пара на входе в пароперегреватель печи соответствует температуре насыщения его при выбранном давлении. Следовательно, Тнас.вп=133⁰C при давлении Р = 0,3МПа [4].

Температура перегретого водяного пара на выходе из пароперегревателя соответствует температуре поступления его в колонну, т.е. 400⁰С.

Температура дымовых газов на входе в конвекционную секцию составляет 800-850⁰С (по заводским данным). Примем 850⁰С.

Температура уходящих из печи дымовых газов на 120-150⁰С выше температура сырья, подаваемого в печь, т.е. Т=350 + 120 = 470⁰С.

Полезная тепловая нагрузка, кпд и расход топлива.

Топливом для современных печей служит газ. Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, расходуется на нагрев сырья и испарение той его части, которая соответствует доле светлых нефтепродуктов (полезное тепло), а также теряется в окружающую среду и с уходящими дымовыми газами (потери).

Полезная тепловая нагрузка печи рассчитывается по следующей формуле:

Q_пол = Q_пол^с + Q_пол^вп или

Q_пол = G_с*[e*q_t1^п + (1-e)*q_t1^ж – q_t^ж] + G_вп*[(i_пер – i_нас) + xl] кДж/ч ,

где е - массовая доля отгона (доля светлых нефтепродуктов),

q_t1^п,q_t1^ж-теплосодержание нефтяных потоков на выходе из печи,кДж/кг;

q_t^ж -теплосодержание сырья на входе в печь, кДж/кг;

i_nep-теплосодержание перегретого водяного пара, кДж/кг;

i_нас -теплосодержание насыщенного водяного пара, кДж/кг,

х -доля влаги в насыщенном водяном паре (х = 0,04);

l – скрытая теплота парообразования воды [4];

Q_пол = 697794,16*[0,368*1140,02 + (1-0,368)*897,51 – 659,16] +

+6976,97*[(3280,62- 2700)+0,04*2262] = 233,36*10⁶ кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду составляет 4-8% от низшей теплотворной способности. Низшую теплотворную способность Q_р^н принимаем равной 47233,532 кДж/ч [5].

Потери тепла в окружающую среду составят:

4*47233,5

Qп = ————— = 1889,34 кДж/ч

100

Потери тепла с уходящими дымовыми газами устанавливается по графику в соответствии с выбранной температурой уходящих газов [6].

При температуре 850⁰С, Qд.г.= 8500 кДж/кг.

КПД печи устанавливается по формуле:

Q_р^н – Qп – Qд. 47233,53-1889,34-8500

КПД = ———————— = ———————— = 0,78

Q_р^н 47233,5

Расход топлива в печи:

Q_пол 233360462.4

В = ————— = ————— = 7214,9 кг/ч

КПД* Q_р^н 0,78*47233,5