Министерство образования Российской Федерации

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра нефтехимии и химической технологии

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу «Основные процессы и аппараты химической технологии»

на тему «Технологический расчет трубчатой печи»

Выполнил:

Проверил: доцент, к.т.н.

Зиганшин Г.К.

Уфа 2001

Содержание

1. Введение. 3

1.1 Назначение и основные характеристики огневых нагревателей. 3

1.2 Теплообмен в трубчатой печи. 4

1.3 Основные показатели работы трубчатых печей. 10

2. Расчетная часть. 12

2.1 Расчет процесса горения топлива. 12

2.2 Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива. 14

2.3 Выбор типоразмера трубчатой печи. 18

2.4 Упрощенный расчет камеры радиации. 20

2.5 Расчет диаметра печных труб. 25

2.6 Расчет камеры конвекции. 27

2.7 Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи. 32

2.8 Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы.. 40

Заключение. 46

Список использованных источников. 47

1. Введение

 

1.1 Назначение и основные характеристики огневых нагревателей

Трубчатая печь является аппаратом, предназначенным для передачи нагреваемому продукту тепла, выделяющегося при сжигании топлива, непосредственно в этом же аппарате.

Трубчатые печи широко распространены в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях, они являются составной частью многих установок и применяются в различных технологических процессах, таких как перегонка нефти, мазута, каталитический крекинг и риформинг, гидроочистка, очистка масел и др.

В начальный период развития нефтеперерабатывающей промышленности для нагрева сырья использовались кубы; однако, они имели много существенных недостатков и поэтому теперь не применяются.

Трубчатые печи получили широкое распространение благодаря следующим своим особенностям. Их работа основывается на принципе однократного испарения, что обеспечивает либо более глубокий отгон при данной конечной температуре нагрева сырья, либо заданный отгон при более низкой температуре нагрева. Они обладают высокой тепловой эффективностью, так как в дополнение к основной части тепла, которая передается излучением, существенная часть передается конвекцией вследствие сравнительно высокой скорости движения дымовых газов. Помимо этого, трубчатые печи являются компактными аппаратами, их коэффициент полезного действия высок, они могут обеспечивать высокую тепловую мощность. Продолжительность пребывания нагреваемого сырья в зоне высоких температур не превышает нескольких минут, что уменьшает возможность его разложения и коксоотложения в трубах, вследствие чего при необходимости сырье можно нагревать до более высокой температуры. Печи удобны в эксплуатации, позволяют осуществлять автоматизацию.

В зоне нагрева трубчатых печей единовременно находится относительно небольшое количество нефтепродукта, что снижает пожарную опасность. В случае прогара труб пожар легче устранять.

1.2 Теплообмен в трубчатой печи

Трубчатая печь имеет камеры радиации и конвекции. В камере радиации (топочная камера), где сжигается топливо, размещена радиантная поверхность (экран), поглощающая тепло в основном за счет радиации.

В камере конвекции расположены трубы, воспринимающие тепло главным образом путем конвекции – при соприкосновении дымовых газов с поверхностью нагрева.

Сырье последовательно проходит через конвекционные и радиантные трубы и поглощает тепло; обычно радиантная поверхность воспринимает большую часть тепла, выделяемого при сгорании топлива.

Тепло эффективно передается излучением при охлаждении дымовых газов до 1000-1200 К. ............