Оценка возможности дооборудования печей нефтепереработки системами подавления окислов азота и рекуперации тепла дымовых газов

На предприятиях в блоке с печами эксплуатируются воздухоподогреватели следующих типов:

- трубчатые рекуперативные (ВТР) конструкции Гипронефтемаша (ВНИИнефтемаша), работающие с циркуляцией части нагретого воздуха;

- стальные трубчатые конструкции Гипронефтезаводов (ВНИПИнеф-ти) с предварительным подогревом атмосферного воздуха в калориферах горячей водой или отработанным паром;

- комбинированные из чугунных ребристых и ребристо-зубчатых труб конструкции Башоргэнергонефти.

Воздухоподогреватель типа ВТР включает в себя две вертикальные трубчатые секции, размещаемые на общей раме. Трубки секций изготовлены из углеродистой стали, имеют размер 51х 1,5 мм и длину 5 м. Сверху на каждой секции смонтирован переточный короб, верхняя крышка которого состоит из шести частей, легко открывающихся при чистке труб. Поскольку воздухоподогреватель является двухсекционным, условия работы трубок улучшаются. При нагреве исключаются коробление трубок и высокие температурные напряжения в местах соединения их с трубной решеткой; кроме того, обеспечивается правильное соотношение между скоростями топочных газов и воздуха при относительно небольшой длине трубок. К секциям обеих сторон присоединены раструбы. На вход ном раструбе, внутри которого имеются распределительные элементы, крепится смесительная камера.

Топочные газы подводятся в нижнюю часть секции, по вертикально расположенным трубкам поступают в короб, затем движутся во вторую секцию и направляются в дымоходы. Холодный воздух воздуходувкой нагнетается сначала в смесительную камеру, где смешивается с горячим воздухом рециркуляции, нагреваясь до 80 °С, а затем по распределительным элементам раструба равномерно проходит в межтрубное пространство секций. Нагретый топочными газами воздух выходит через раструб на противоположной стороне в воздуховод, поступает в коллектор и далее к горелкам. Часть горячего воздуха (до 40%) через патрубок по байпасному воздуховоду направляется воздуходувкой на рециркуляцию.

Количество подаваемого рециркулята в зависимости от температуры окружающего воздуха должно изменяться так, чтобы температура стенок воздухоподогревателя была не ниже 130 °С. Это достигается автоматическим регулированием через поворотную заслонку, снабженную исполнительным механизмом, электрическая схема которого соединена с термопарой, установленной на поверхности трубок воздухоподогревателя. При температуре атмосферного воздуха ниже -15 °С часть подаваемого дутьевым вентилятором холодного воздуха должна направляться в печь, минуя воздухоподогреватель, по резервной байпасной воздушной линии, где имеется заслонка, открываемая при необходимости вручную. Той же линией следует пользоваться при растопке печи для быстрого разогрева трубки воздухоподогревателя.

При конструировании воздухоподогревателя ВТР исходили из условий: скорость топочных газов 10 м/с; скорость воздуха 5 м/с; температура топочных газов 400 °С (на входе) и 200 °С (на выходе); температура на выходе из воздухоподогревателя 215 "С; температура окружающего воздуха 15 °С; расчетный коэффициент теплопередачи 23,2 Вт/(м²-К); количество рециркулируемого воздуха 40% от объема воздуха, проходящего через воздухоподогреватель.

Потери напора в воздухоподогревателе ВТР составляют: по газовому тракту 1,2 кПа, по воздушному - 0,8 кПа, по линии рециркуляции 0,5 кПа. Расчеты показывают, что эти потери значительно меньше, чем в воздухоподогревателях других конструкций при той же мощности. Наличие больших местных сопротивлений приводит к необходимости включать в схемы обслуживания воздухоподогревателей дутьевые воздуходувки и дымососы.

Принципиально иное решение, связанное с подогревом воздуха топочными газами, предложено в воздухоподогревателе конструкции Башорг-энергонефти. Секции аппарата собраны из чугунных труб двух типов: ребристых (оребрение только с внешней стороны) и ребристо-зубчатых (с внешней стороны оребрение, с внутренней - зубцы). Секции из чугунных труб компонуются так, чтобы теплообменная поверхность со стороны топочных газов была в несколько раз больше, чем со стороны холодного воздуха. Это позволяет иметь повышенную температуру стенки со стороны топочных газов (выше точки росы) и избегать конденсации серной кислоты.

Воздухоподогреватель - двухходовой аппарат по топочным газам и четырехходовой по воздуху. Топочные газы входят снизу в часть аппарата, состоящую из секций ребристо-зубчатых труб, поднимаются по межтрубному пространству и затем опускаются по секциям экономайзерных труб. Воздух, двигаясь противотоком к газам, входит сначала в нижнюю секцию этих труб, потом переходит в вышележащую секцию 'и далее поступает последовательно в верхнюю и нижнюю секции из ребристо-зубчатых труб.

Опытные образцы воздухоподогревателя конструкции Башоргэнер-гонефти испытывались на одном из НПЗ. Результаты испытаний подтвердили ранее выполненные расчеты и показали достаточную надежность аппаратов в эксплуатации. Однако широкое применение их на нефтеперерабатывающих заводах сдерживается вследствие значительных габаритных размеров и большой массы конструкции, трудностей очистки от отложений, больших аэродинамических потерь напора, сложности и трудоемкости ремонта.

Достаточной надежностью эксплуатации обладает воздухоподогреватель фирмы "Дека", позволяющий охлаждать дымовые газы до 110-120 °С. В первой по ходу дымовых газов секции установлены чугунные трубы четырехугольной формы с оребрением наружной и внутренней поверхностей. Во второй секции установлены чугунные трубы только с наружным оребрением. Низкотемпературная секция аппарата состоит из боросиликатных стеклянных труб, отличающихся малым коэффициентом термического расширения и стойкостью к резким изменениям температуры. Трубы опираются на чугунные решетки. Гнезда решетки, куда вставлены трубы, уплотнены тефлоновыми манжетами. В свою очередь, чугунные решетки защищены листовым тефлоном в зоне, имеющей температуру, близкую к температуре точки росы дымовых газов. В период эксплуатации воздухоподогревателя трубы периодически промывают водой, температура которой отличается приблизительно на 100 °С от рабочей температуры материала труб. По данным фирмы, срок службы аппарата 10-20 лет.

Для повышения температуры стенки трубы воздух предварительно подогревают в калориферах горячей водой или паром низкого давления. Это дает возможность снизить температуру уходящих дымовых газов до 170-180°С без конденсации влаги, что позволяет иметь высокий тепловой КПД печи (90%). Следует заметить, что применение калориферов не всегда экономически оправданно, так как требуется вводить теплоноситель со стороны, отчего степень утилизации тепла дымовых газов снижается. Воздух можно подогревать технологическими потоками продуктов, если их тепло не предназначено для других целей. В частности, для подачи в трубчатые печи можно использовать воздух, нагретый до температуры 80-100 °С в аппаратах воздушного охлаждения (типа АВО). Такое решение позволяет предотвратить (или значительно уменьшить) коррозию основных элементов конструкции воздухоподогревателей и снизить энергозатраты на 2%. Для этого необходимо объединить АВО с печами в один блок, что возможно только на стадии проектирования установки.

Разработка и внедрение агрегатов, являющихся одновременно холодильниками технологических потоков и подогревателями воздуха для печей, дает возможность снизить капитальные затраты, сделать установку более компактной и сократить расход энергоресурсов. Тенденция к увеличению единичных мощностей трубчатых печей делает неэкономичным применение трубчатых воздухоподогревателей, теплообменная поверхность которых возрастает до огромных размеров. Более перспективными представляются применяемые в промышленности регенеративные воздухоподогреватели с вращающимся ротором, перемещающейся лентой и движущимся теплоносителем.

Во ВНИИнефтемаше, ВНИПИэнергопроме, ИГАН Украины и других организациях разрабатываются конструкции трубчатых печей и воздухоподогревателей, работающих по принципу термосифонов (тепловых труб). Они обладают рядом преимуществ. Передача тепла осуществляется в результате кипения теплоносителя (например, воды) в секциях, контактирующих с дымовыми газами, и его конденсации в секциях, омываемых воздухом.

При этом сопротивление газового и воздушного трактов возрастает незначительно и нет необходимости в применении мощных вентиляторов и дымососов. Важным достоинством такого воздухоподогревателя является то, что температура стенки тепловой трубы (при квалифицированном выборе конструктивных характеристик и заполнении тепловой трубки теплоносителем) во время работы поддерживается значительно выше точки росы, что создает условия для надежной эксплуатации аппарата в коррозионной среде. В отличие от воздухоподогревателей обычных конструкций, где сквозная коррозия труб приводит к перетоку части воздуха в дымовые газы, разрушение стенки тепловой трубы мало отражается на работоспособности аппарата. При этом незначительно уменьшается поверхность теплопередачи.

Во вторичном контуре, кроме подогрева воздуха, подаваемого в технологические печи, можно подогревать воду для горячего водоснабжения, а при необходимости - генерировать пар. Один из первых воздухоподогревателей на тепловых трубах смонтирован на установке Л-35.-11/600 Новополоцкого НПЗ.

В экономическом отношении все рассмотренные воздухоподогреватели почти равноценны. В настоящее время для печей большой единичной мощности, по-видимому, наиболее рационально применять воздухоподогреватели регенеративного вращающегося типа с предварительным подогревом воздуха. На основе проведенного обследования печи, оснащенной таким агрегатом, сделан вывод, что годовой эффект от его использования в 1,5 раза выше по сравнению с трубчатыми рекуператорами.

Оптимизация систем утилизации тепла дымовых газов и определение области применения теплоиспользующей аппаратуры различных типов требует дальнейшей проработки, так как стоимость ее составляет от 15 до 30% от стоимости сооружения печи [7].

1.5 Принцип работы тепловой трубы

Тепловая труба - это замкнутое испарительно-конденсационное устройство, предназначенное для охлаждения, нагрева или терморегулирования объектов.

Перенос тепла в тепловой трубе осуществляется путем переноса массы теплоносителя, сопровождающегося изменением его фазового состояния. Простейшая тепловая труба - это герметически закрытая с обоих концов металлическая труба, в которой находится небольшое количество воды и из которой откачен воздух. Такая тепловая труба называется термосифоном, идеально работает при вертикальном положении в пространстве в условиях гравитационного поля.

Простейший термосифон (рис.1.1) работает следующим образом. Нижний конец трубы, где находится вода (зона испарения) подвергается нагреву. Вода превращается в пар, поглощая при этом тепло равное скрытой теплоте парообразования. Водяной пар поднимается вверх по трубе (через зону теплопередачи), затем на другом конце трубы (зона конденсации) происходит обратный переход из пара в жидкое состояние с выделением в процессе конденсации скрытой теплоты парообразования. Так как скрытая теплота фазового перехода у многих веществ достаточно высока, то при реализации этого процесса обеспечивается высокая плотность теплового потока. Возврат жидкости из зоны конденсации в зону испарения происходит за счет сил гравитации, т.е. сконденсировавшееся вода стекает вниз по стенкам трубы.

Термосифоны сохраняют работоспособность при условии расположения зоны испарения ниже зоны конденсации, поэтому область их применения ограничена.

6 июля 1944г в США был зарегистрирован патент №2350348. Автором изобретения был Гоглер, сотрудник американской фирмы General Motors Corporation (GMC). Как указывал автор, целью изобретения было «…обеспечение поглощения теплоты, или, другими словами, испарение жидкости в точке, лежащей выше области конденсации или зоны отвода теплоты, без дополнительных затрат на подъем жидкости от уровня конденсатора.» В качестве возврата жидкости из зоны конденсации в зону испарения была предложена капиллярная структура. То есть Гоглер придумал тепловую трубу, которая могла работать *вверх ногами*.

Значение этого изобретения для развития техники трудно переоценить.



Рис.1.1. Принцип работы термосифона

В октябре 1973г в Штутгарте была проведена первая международная конференция по тепловым трубам, после которой можно считать, что тепловые трубы получили общее признание.

В настоящее время нет альтернативы тепловой трубе. Более эффективного устройства для передачи тепловой энергии не существует. Цилиндрическая тепловая труба, рабочей жидкостью которой является вода, при t =150°С будет иметь теплопроводность в сотни раз больше чем у меди.

Тепловые трубы на литии при t = 1500°С В осевом направлении может передать тепловой поток до 20 кВт/см². Современные тепловые трубы работают в интервале температур от 4 до 2300 К, их длина может быть от нескольких сантиметров до десятков метров, диаметр от 2-3мм. до нескольких метров.

По виду теплоносителей различают металлические (калий, натрий, цезий и т.д.) и неметаллические теплоносители (вода, аммиак, ацетон, фреоны и т.д.) Для возврата конденсата в зону испарения могут быть использованы гравитационные, капиллярные, центробежные, электростатические, магнитные, осмотические силы.

Современные тепловые трубы могут работать при любой ориентации. Многочисленные фирмы, работающие в разных странах, создали сотни модификаций тепловых труб всевозможной конфигурации [8].

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание технологической схемы производственного процесса

Процесс переработки нефти на установке атмосферно-вакуумной трубчатки состоит из следующих стадий:

предварительный нагрев сырой нефти в теплообменниках за счет тепла отходящих продуктов;

фракционирование нагретой в теплообменниках нефти в первой ректификационной колонне К-1 с целью ее отбензинивания;

нагрев полуотбензиненной нефти в трубчатых печах П-1, П-2;

фракционирование нагретой полуотбензиненной нефти во второй ректификационной колонне К-2 с получением верхнего продукта - бензина прямогонного, боковых погонов - фракции прямогонной для производства РТ, топлива дизельного прямогонного и мазута;

фракционирование мазута в вакуумной колонне К-5 с получением вакуумных дистиллятов и гудрона;

защелачивание бензинов первой и второй ректификационных колонн К-1 и К-2.

Для защиты оборудования от коррозии предусмотрена подача аммиачной воды в шлем колонны К-2 и 1-2 % щелочного раствора в нефть. Щелочной раствор и аммиачная вода подаются в зависимости от водородного показателя рН в дренажных водах емкостей Е-1а, Е-2.

2.1.1 Блок теплообменников

Обессоленная и обезвоженная нефть с установок ЭЛОУ поступает на прием сырьевых насосов Н-1, Н-36 и прокачивается через теплообменники, где нагревается до температуры 180-220 С за счет регенерации тепла получаемых нефтепродуктов.

I-й поток нефти проходит теплообменники: Т-6/1; Т-6/2; Т-6/3; Т-6/4;

Т-6/5; Т-6/6; Т-7/1, Т-7/2; Т-7/3,Т-7/4, где теплоносителем является:

Т-6/1; Т-6/5 - 1 погон К-5

Т-6/2; Т-6/6 - II ц.о. К-2

Т-6/3; Т-7/3,4 - ц.о. К-5

Т-6/4; Т-7/1,2 - II погон К-5

II-й поток нефти проходит теплообменники: Т-1/1; Т-2/1,2; Т-2/3; Т-3/1,2; Т-8/1; Т-8/2; Т-8/5; Т-8/6; Т-8/7, где теплоносителем является:

Т-1/1; Т-2/3 - фракция прямогонная для производства РТ

Т-2/1,2; Т-8/2 - топливо дизельное прямогонное

Т-3/1,2; Т-8/1; Т-8/7 - гудрон из К-5

Т-8/5; Т-8/6 - затемненная фракция (слоп) К-5

III-й поток нефти проходит теплообменники: Т-6/0; Т-1; Т-4/3,4; Т-4/1,2; Т-5/1,2; Т-5/3,4; Т-8/3; Т-8/4; Т-8/7, где теплоносителем является:

Т-6/0 - топливо дизельное прямогонное

Т-8/3; Т-8/4; Т-8/7; Т-1 - гудрон из К-5

Т-4/1,2; Т-5/3,4 - III погон К-5

Т-4/3,4; Т-5/1,2 - I ц.о. К-2

Нефть, пройдя теплообменники, объединяется и поступает на 16 тарелку колонны К-1..

В нефтяной трубопровод перед сырьевыми насосами Н-1, 36 из емкости А-6 насосом Н-34а подается щелочной раствор.

2.1.2 Ректификационная колонна К-1

Температура верха, С - не выше 150

Температура низа, С - не выше 245

Давление, кгс/см² - не более 3,0

Ректификационная колонна К-1 имеет 28 односливных тарелок желобчатого типа. В колонне К-1 происходит выделение из нефти бензиновой фракции НК-175С и газа. Парогазовая смесь из К-1 по шлемовой трубе двумя параллельными потоками поступает в аппараты воздушного охлаждения 1ХВ-1,2; 1АВГ-1-8, где конденсируется, охлаждается и поступает в газоводоотделитель Е-1а.

Температура низа колонны поддерживается подачей горячей струи отбензиненной нефти из П-2 или П-1, нагретой до температуры не выше 365С. Жирный газ из Е-1а выводится в каплеотбойник А-7, а затем выводится с установки. Конденсат из каплеотбойника А-7 насосом Н-34 откачивается в отстойники А-1, А-4. При недостаточном количестве топливного газа жирный газ может быть направлен в сепаратор топливного газа К-4, откуда через теплообменник Т-19/1,2 поступает на форсунки печей П-1,2. Избыток бензина из Е-1а проходит блок защелачивания или выводится с установки. Отбензиненная нефть с низа колонны К-1 насосами Н-2,3 прокачивается четырьмя потоками через печь П-1 и двумя потоками через печь П-2.

2.1.3. Печь П-1

Правая сторона.

I-й поток проходит 32 трубы камеры конвекции, 8 труб над камерой конвекции и 11 труб вдоль перевальной стены.

II-й поток проходит 23 трубы подового экрана, 27 труб потолочного экрана.

Левая сторона.

III-й поток проходит 33 трубы камеры конвекции, 8 труб над камерой конвекции и 13 труб вдоль перевальной стены.

IV-й поток проходит 23 трубы подового экрана и 27 труб потолочного экрана. Диаметр печных труб - 152х8 мм.

На выходе из П-1 потоки объединяются и по двум трансферным линиям подаются на 6-ю тарелку ректификационной колонны К-2. В конвекционной камере печи П-1 смонтирован пароперегреватель, состоящий из 4 труб 159х10, в котором водяной пар нагревается до температуры не выше 420С и подается в колонны К-1, К-2, К-3/1,2.

2.1.4 Ректификационная колонна К-2

Температура верха, С - не выше 150

Температура низа, С - не выше 350

Давление, кгс/см² - не более 1,4

В атмосферной колонне К-2 смонтировано 11 желобчатых тарелок и 23 клапанных тарелки фирмы «Sulzer»:

19 однопоточных типа BDH (тарелки с 14 по 22, с 25 по 34);

4 двухпоточных типа MVG (тарелки 12, 13, 23, 24).

Пары бензина по шлемовой трубе из К-2 поступают в аппараты воздушного охлаждения 2ХВ-1,2; 2АВГ-1-4; АВЗ-2; АВЗ-2а, где конденсируются, охлаждаются и поступают в водоотделитель Е-2. В шлемовую линию подается аммиачная вода.

Бензин из Е-2 насосами Н-6,7,8 подается на орошение в К-2, а избыток откачивается на защелачивание в А-1, 4 или выводится с установки.

Схемой предусмотрен раздельный вывод I и II бензина с установки. клапан установлен на линии откачки бензина. В целях наиболее полного извлечения светлых нефтепродуктов в низ колонны под первую тарелку подается перегретый водяной пар из пароперегревателя П-1.

Избыточное тепло колонны К-2 снимается двумя циркуляционными орошениями:

I-е циркуляционное орошение выводится с 23-й тарелки проходит тепло-обменники Т-19/1,2, поступает на прием насосов Н-18,18а; охлаждается в теплообменниках Т-5/1,2; Т-4/3,4; аппаратах воздушного охлаждения ХВ-3 (3 секции) и возвращается в К-2 на 24-ю тарелку.

II-е циркуляционное орошение выводится с 12 тарелки насосами Н-12,13, охлаждается в теплообменниках Т-6/6; Т-6/2, в аппарате воздушного охлаждения ХВ-4/1,2 (3 секции) и возвращается в К-2 на 13-ю тарелку.

Фракция прямогонная для производства РТ и топливо дизельное прямогонное выводятся из колонны К-2 в виде боковых погонов в отпарную колонну К-3 с 25 и 14 тарелки соответственно. Колонна К-3 разделена 2-мя глухими перегородками на 2 секции. В каждой секции по 6 желобчатых тарелок. С низа К-3/1 фракция прямогонная для производства РТ поступает на прием насосов Н-14,15 и после охлаждения в теплообменниках Т-2/3; Т-1/1, холодильнике ХВ-3 (3 секции) выводится с установки.

Фракция дизельного топлива с низа К-3/2 поступает на прием насосов Н-16,17 и после охлаждения в теплообменниках Т-8/2; Т-2/1,2; Т-6/0, в холодильнике ХВ-4/1,2 (3 секции) выводится с установки

Для отпарки легких фракций в К-3/1 и К-3/2 подается водяной пар, пары возвращаются в К-2.

2.1.5 Печь П-2

С низа колонны К-2 мазут с температурой не выше 350 С насосами Н-4,5 прокачивается через печь П-2. Вакуумная печь П-2 предназначена для подогрева мазута до температуры не выше 420 С.

Мазут проходит печь двумя потоками:

1-й поток проходит 10 труб вдоль перевальной стены, 16 труб потолочного экрана, 8 труб подового экрана 152х8 и 4 трубы 210х10.

II-й поток проходит 10 труб вдоль перевальной стены, 16 труб потолочного экрана, 8 труб подового экрана 152х8 и 4 трубы 219х10.

Отбензиненная нефть (горячая струя) проходит печь П-2 двумя потоками:

1-й поток проходит 22 трубы 152х8 нижней части конвекции, 10 труб 152х8 дополнительно над конвекцией и 4 трубы 152х8 в верхней части бокового экрана.

II-й поток проходит 22 трубы 152х8 нижней части конвекции, 10 труб 152х8 дополнительно над конвекцией и 4 трубы 152х8 в верхней части бокового экрана.

Оба потока горячей струи объединяются и поступают на 5-ю тарелку колонны К-1 с температурой не выше 365С.

2.1.6 Вакуумная колонна К-5

Температура верха, С - не выше 240

Температура низа, С - не выше 380

Остаточное давление, мм рт. ст. - 40-60

Мазут из печи П-2 по двум трансферным линиям поступает в колонну К-5.

В период капитального ремонта 1993 г. в вакуумной колонне К-5 смонтировано 5 слоев насадки "Меллапак" фирмы "Зульцер" взамен желобчатых тарелок.

Кроме того, в верхней части колонны смонтирован орошаемый Т-образный каплеотбойник с регулярной насадкой.

В нижней части смонтированы три винтовых регулярных насадочных тарелки, над которыми в зоне ввода сырья расположен зигзагообразный отбойно-ректификационный блок и глухая тарелка слоя №5.

Характеристика насадочных слоев:

1. Насадочный слой №1

Верхняя часть (внутренний диаметр 4400 мм)

распределитель жидкости;

слой структурно - уложенных насадок;

жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой;

патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

2. Насадочный слой №2

Разделительная часть (внутренний размер 4400 мм)

распределитель жидкости;

слой структурно - уложенных насадок;

жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;

патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

3. Насадочный слой №3

Нижняя насосная часть (внутренний диаметр 6400 мм)

распределитель жидкости;

слой структурно - уложенных насадок;

жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;

4. Насадочный слой №4

Разделительная часть (внутренний диаметр 6400 мм)

распределитель жидкости;

слой структурно - уложенных насадок;

жидкостный коллектор с интегрированной опорной системой насадки;

5. Насадочный слой №5

Секция промыва (внутренний размер 4400 мм)

распределитель жидкости;

слой структурно-уложенных насадок;

глухая тарелка;

патрубок колонны (внутренний диаметр 4400 мм).

Из кармана жидкостного слоя 1 выводится вакуумный газойль, который насосами Н-22,23 прокачивается через теплообменники Т-6/5; Т-6/1, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-5 (2 секции) и по двум линиям возвращается на орошение К-5 на отбойное устройство и первый слой насадки. Избыток вакуумного газойля выводится с установки.

Из кармана жидкостного слоя 2 выводится средневязкий дистиллят, который насосами Н-24,25 прокачивается через теплообменники Т-7/1,2;Т-6/4 и после охлаждения в 2-х секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-5/1,2 выводится с установки.

Для регулирования температурного режима колонны из кармана 3-го слоя насадки выводится циркуляционное орошение, которое насосами Н-26,27 прокачивается через теплообменники Т-7/3,4; Т-6/3, охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-6 и возвращается в колонну на орошение 3-го слоя насадки.

Из кармана 4-го слоя насадки выводится вязкий дистиллят, который насосами Н-28,29 прокачивается через теплообменники Т-5/3,4 и Т-4/1,2, охлаждается в двух секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-5 и выводится с установки. Часть вязкого дистиллята с выкида насосов Н-28,29 возвращается в колонну на 5-й слой в качестве горячего орошения.

Расход горячего орошения на 5 слой насадки регулируется клапаном поз.FIRC 3035, установленным на линии возврата III погона в К-5.

Из кармана 5-го слоя выводится затемненная фракция (слоп), который насосами Н-30,31 прокачивается через теплообменники Т-8/5; Т-8/6, охлаждается в 3-х секциях аппарата воздушного охлаждения ХВ-6 и выводится с установки.

С низа колонны К-5 выводится гудрон, который насосами Н-32/1,2 прокачивается через теплообменники Т-8/7;Т-8/4;Т-8/3;Т-8/1;Т-3/1,2;Т-1;Т-32 и выводится с установки. Для регулирования температурного режима низа колонны К-5 часть гудрона (кулинг) после T-1 подается в низ колонны.

2.1.7 Вакуумсоздающая аппаратура

Газы разложения из вакуумной колонны К-5 по шлемовым трубам поступают под нижнюю тарелку баромконденсатора, конденсируются в межтарельчатом пространстве на пакетах регулярной насадки за счет контакта с охлаждающей жидкостью (дизельным топливом).

За счет тепло - и массообмена конденсируется и поглощается основная масса вносимого из вакуумной колонны нефтепродукта.

Подача дизельного топлива после аппарата воздушного охлаждения ХВ-4 осуществляется на верхнюю тарелку баромконденсатора А-10. Насыщенное дизельное топливо из баромконденсатора откачивается насосами Н-10,11.

Не сконденсировавшаяся в баромконденсаторе часть газов разложения отсасывается 3-х ступенчатым пароструйным эжектором А-18, дополнительно конденсируется в 2-х промежуточных конденсаторах-холодильниках эжектора и сбрасывается в канализацию.

Оставшаяся часть газов разложения после третьей ступени эжектора сбрасывается в печь П-1 на дожиг в камеру сгорания или атмосферу.

Дизельное топливо из баромконденсатора охлаждается в аппарате воздушного охлаждения ХВ-6 (2 секции) и выводится с установки. Для создания подпора на насос и исключение прохвата воздуха в вакуум- создающую систему, столб гидравлического затвора на приеме насосов Н-10,11, откачивающих абсорбент из А-10, устанавливается не менее 11 метров. Вода на охлаждение промежуточных холодильников эжектора подается насосами с водоблока № 313.

2.1.8 Блок защелачивания

Защелачивание предназначено для очистки бензина от сернистых соединений, вызывающих коррозию трубопроводов и аппаратуры. Процесс защелачивания бензина осуществляется 10-12% раствором щелочи в отстойнике А-1 с последующим отделением воды в отстойнике А-4.

Для нейтрализации действия сернистых соединений, а также кислот образующихся в результате гидролиза хлористых солей предусмотрено защелачивание нефти щелочным раствором. Концентрация рабочего раствора защелачивающего реагента должна составлять 1-2%. Подача реагента осуществляется насосом Н-34а в трубопровод нефти перед сырьевыми насосами Н-1, 36 . Дренажные воды из Е-1а должны иметь pH в пределах от 7 до 9,5 ед.

Кроме того, для нейтрализации сероводорода (H₂S) и хлористого водорода (HCl) в шлемовую линию К-2 перед аппаратом воздушного охлаждения с реагентного хозяйства подается водный аммиачный раствор концентрацией 1-2% масс. Дренажные воды из Е-2 должны иметь pH в пределах от 7 до 9,5 ед.

2.1.9 Блок откачки кислых стоков

Вода из Е-1а и Е-2 поступает в емкость Е-4. В емкости Е-4 происходит дополнительное отделение нефтепродукта от воды. Вода из Е-4 поступает на прием насосов Н-35,35а и откачивается на блок отпарки АВТ-5.

2.1.10 Сепаратор топливного газа

Сухой газ с ГРП поступает в сепаратор топливного газа К-4. Газ из К-4 поступает в теплообменник Т-19/1,2, где нагревается за счет тепла I-го ц.о. К-2 и поступает на форсунки печей. Конденсат с низа К-4 периодически откачивается насосом Н-34 в линию бензина с установки.

2.1.11 Факельная система установки

Для обеспечения безопасной эксплуатации аппаратов установки при повышении давления выше рабочего, сброс избыточного давления осуществляется:

- из колонн К-1,2,4 и емкости Е-1а через факельную емкость Е-3 на факел ВД;

- из А-1, А-4, А-7 в отстойник А-5.

Технологической схемой предусмотрен сброс избыточного давления из емкости Е-2 в факельную емкость Е-3.

Конденсат из Е-3 периодически откачивается насосом Н-33,33а в линию некондиции на прием сырьевых насосов, либо по линии некондиции в парк ЭЛОУ. Уровень в А-5 контролируется визуально. Конденсат из А-5 откачивается в линию бензина насосом Н-34. [9]

2.2 Задание на проектирование

Целью дипломного проекта является дооборудование печей П-1 и П-2 установки АВТ-1 системами подавления окислов азота и регенерации тепла дымовых газов. В данной дипломной работе проведен поверочный расчет трубчатых печей П-1 и П-2, кинетический расчет степени очистки дымовых газов от окислов азота для одной из радиантных камер, проектный расчет испарительного устройства и расхода аммиачной воды, проектный расчет рекуператоров на тепловых трубах для обеих печей.

2.3 Поверочный расчет печи П-1

2.3.1 Исходные данные для расчета

проектная тепловая нагрузка печи: Q_пр = 16 Гкал/ч = 1,862 • 10⁷ Вт;

расход сырья: G_с = 3000 т/сут = 125000 кг/ч;

наружный диаметр труб в камере конвекции: d = 0,152 м.

Определим поверхности нагрева труб исходя из следующих данных: количество труб в обеих радиантных камерах 124, в конвекционной камере 81, полезная длина 11,75 м:

поверхность нагрева радиантных труб: H_р = 686,5 м²;

поверхность нагрева конвективных труб: H_к = 448,5 м².

Согласно данным о температурном режиме печи:

температура на перевале: t_п = 680°С;

температура сырья (отбензиненной нефти) на входе в печь: t_с = 222°С;

приведенная температура исходной системы в случае работы печи без циркуляции дымовых газов: t₀ = 20°С;

коэффициент полезного действия топки (принят согласно рекомендаций [7]):

з_т = 0,95.

Рассчитаем энтальпию сырья на входе в печь при температуре 222°С.

плотность сырья при 20°С по данным установки: с₂₀ = 0,865 г/см³;

плотность сырья при 15°С:

с₁₅ = с₂₀ + 5б, (2.1)

где б поправочный коэффициент, б = 0,000686 [10];

с₁₅ = 0,868 г/см³;

температура сырья на входе:

Т_с = t_с + 273 = 495 К; (2.2)

энтальпия сырья [10]:

кДж/кг.

Рассчитаем среднюю теплоемкость и энтальпию дымовых газов на выходе из камеры радиации при температуре перевала 680°С (953 К):

теплоемкости дымовых газов при t_п [11]:

средняя теплоемкость дымовых газов при температуре перевала:

энтальпия дымовых газов при температуре перевала:

q_T = C_ср t_п, (2.5)

q₉₅₃ = 21146 кДж/кг.

Принимаем температуру дымовых газов после конвекции согласно [7]: t_k = 400°С (673 К). Рассчитаем энтальпию дымовых газов на выходе из камеры конвекции при t_k:

теплоемкости дымовых газов при t_k [11]:

энтальпия дымовых газов при температуре борова:

q_ух = У C_{p I} • m_i • t_k, (2.6)

q_ух = 11905 кДж/кг.

2.3.2 Расчет процесса горения

Двухскатная печь шатрового типа с факельным сжиганием топлива работает на комбинированном топливе, при этом топливный газ является основным видом ввиду его дешевизны, кроме того, мазут может быть использован в ряде других технологических процессах с получением ценных продуктов. Однако по правилам эксплуатации печей в каждой радиантной камере печи должно гореть по одной мазутной форсунке, но в этом случае доля мазута в виде топлива значительно меньше, чем доля мазута в виде топлива значительно меньше, чем доля топливного газа. Таким образом, в технологических расчетах будем считать, что основным топливом для печи является топливный газ.

По данным с ГРП топливный газ имеет следующий состав (табл.2.1):

Таблица 2.1

Состав топливного газа

Компонент	H2S	H2	N2	CH4	C2H6	C3H8	C3H6	n-C4H10	i-C4H10	C4H8	C5 и выше
Содержание, об. %	0,01	60,90	0,89	14,42	9,69	8,47	0,17	2,42	1,48	0,17	1,39

В табл.2.2 представлены теплоты сгорания компонентов топлива, необходимые для расчета его низшей теплоты сгорания [7]:

Таблица 2.2

Теплоты сгорания компонента топлива

Компонент	H2S	H2	N2	CH4	C2H6	C3H8	C3H6	n-C4H10	i-C4H10	C4H8	C5 и выше
Объемная теплота сгорания, кДж/м3	25,14	10,8	-	35,84	63,8	91,32	86,06	118,73	109,3	113,5	146,1

Низшая теплота сгорания топлива:

где - теплота сгорания компонентов топлива, кДж/м³;

- объемная доля компонента топлива.

Найдем среднюю молекулярную массу топлива:

где - молекулярная масса компонента топлива;

- мольная (объемная) доля компонента топлива.

Тогда плотность топливного газа:

Рассчитываем элементарный состав топлива:

где C, H, S, N - объемное (мольное) процентное содержание атомов углерода,

водорода, серы и азота в топливном газе соответственно;

- число атомов соответственно в молекулах отдельных компонентов, входящих в состав топливного газа.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива:

Объемный расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:

Действительный расход воздуха:

где - коэффициент избытка воздуха (принимаем 1,5 согласно данным по технологическим показателям работы трубчатых печей установок АВТ [10]).

Массовый состав дымовых газов:

(2.17)

(2.18)

(2.19)

(2.20)

(2.21)

Общее количество продуктов сгорания:

. (2.22)

Объемный состав продуктов сгорания:

Суммарный объем дымовых газов:

Плотность дымовых газов при нормальных условиях:

2.3.3 Расчет радиантных камер

Тепловая напряженность в радиантной и конвективной камерах не известна, поэтому задаемся условием (исходя из эмпирических данных), что 77% тепла передается в радиантной камере и 23% - в конвективной.

Тепло, передаваемое в камере радиации:

Q_р = 0,77Q_пр = 1,434 • 10⁷ Вт = 5,161 • 10⁷ кДж/ч. (2.30)

Тепло, передаваемое в камере конвекции:

Q_k = Q_пр Q_р = 4,283 • 10⁷ Вт = 1,542 • 10⁷ кДж/ч. (2.31)

Полезное количество тепла:

Q_пол = Q_р + Q_k = 6,703 • 10⁷ кДж/ч. (2.32)

Находим часовой расход топлива:

B = 1782 кг/ч.

Потери тепла в окружающую среду (обычно принимаются равными 0,05-0,07 от низшей теплоты сгорания топлива):

q_пот = 0,06 = 3164 кДж/ч. (2.34)

Вычисляем коэффициент полезного действия печи:

Плоская поверхность, эквивалентная поверхности радиатных труб для одного ряда:

Фактор формы, учитывающий неравномерность облучения поверхности труб и их затенение друг другом определяется по графику Хоттеля [10]:

К = 0,92.

Эффективная лучевоспринимающая поверхность:

H_л = H • K = 402,1 м². (2.37)

Суммарная неэкранированная поверхность кладки (рассчитана по чертежу):

F = 106 м².

Степень экранирования кладки:



Максимальная расчетная температура горения вычисляется при средней теплоемкости продуктов горения:

.

Общее количество тепла, вносимого в печь:

8,931 • 10⁷ кДж/ч = 21,3 Гкал/ч.

Рассчитанное полезное тепло:

6,379 • 10⁷ кДж/ч = 15,2 Гкал/ч.

Расхождение между фактическим и расчетным полезным теплом составляет:

Значение эквивалентной абсолютно черной поверхности H_S определяется, если известны степень черноты экрана е_H и кладки е_F, которые могут быть приняты равными 0,9, а степень черноты поглощаемой среды е_V вычисляют по уравнению, где б коэффициент избытка воздуха:

е_V = 0,473.

Функция (t), используемая в формуле (2.44), в среднем равна 0,85. Коэффициент вычисляем по уравнению:

= 0,45.

Таким образом:

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи к радиантным трубам. Для этого задаемся средней температурой наружной поверхности радиантных труб (с последующей проверкой): t_cт = 227°С (500 К). Коэффициент теплоотдачи:

Величина температурной поправки теплопередачи в топке:

где у постоянная Стефана-Больцмана, у = 5,67 Вт/(м² • К⁴);

.

Для расчета температуры на перевале необходимо вычислить характеристику излучения _S и аргумент излучения x:

x = 2,019;

Тогда расчетная температура перевала t_пр составит:

Невязка по температуре перевала:

Коэффициент прямой отдачи:

Количество тепла, полученного радиантными трубами:

Невязка по количеству тепла:

Теплонапряженность радиантных труб:

2.3.4 Расчет камер конвекции

Рассчитаем массовый расход дымовых газов:

Среднее живое сечение камеры конвекции (определено по чертежу) f_к = 9,2 м².

Массовая скорость дымовых газов:

u = G_к / f_к = 1,453 кг/(с • м²) . (2.58)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией можно определить, если известна величина Е, которая зависит от средней температуры дымовых газов t_ср :

E = 14,597 + 1,794 • 10^-2 • t_ср - 9,9 • 10^-6 • t_ср + 2,6 • 10^-9 • t_ср , (2.59)

E = 21,807;

Для шахматного расположения пучка труб коэффициент теплоотдачи излучением трехатомных газов приближенно может быть рассчитан по формуле Нельсона:

б_р = 0,0256 t_ср - 2,33 = 11,494 Вт/(м² • К). (2.61)

Суммарный коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности труб с учетом 10% добавки от излучения стенок камеры составит:

б_к = 1,1(б_р + б_к) = 34,964 Вт/(м² • К). (2.62)

При разогреве жидкого продукта теплопередача лимитируется в основном теплоотдачей снаружи труб, поэтому можно считать, что коэффициент теплопередачи k приблизительно равен б_к:

k = б_к = 34,964 Вт/(м² • К). (2.63)

Энтальпия нефти на выходе из камеры конвекции:

этому значению соответствует температура t_к = 268°С [11].

Средняя движущая сила процесса теплопередачи:

где Дt_б - большая разница температур, Дt_б = t_пр - t_к = 445°С;

Дt_м - меньшая разница температур, Дt_м = t_k - t_c = 178°С;

Дt_ср = 291,5°С .

Необходимая поверхность теплообмена конвективных труб:

Невязка по поверхности теплообмена:

Теплонапряженность конвективных труб:

Поверочный расчет печи П-1 показал, что невязки по конвективной поверхности теплообмена, теплоте, передаваемой в камере радиации, температуре перевала и полезному количеству тепла находятся в пределах 10%, что свидетельствует об удовлетворительной работе печи.

2.4 Поверочный расчет печи П-2

2.4.1 Исходные данные для расчета

проектная тепловая нагрузка печи: Q_пр = 8 Гкал/ч = 9,311 • 10⁶ Вт;

расход сырья: G_с = 2243 т/сут = 93470 кг/ч;

наружный диаметр труб в камере конвекции: d = 0,152 м.

Определим поверхности нагрева труб исходя из следующих данных: количество труб в радиантных камерах 84, в конвективной камере 64, полезная длина 11,6 м. В радиантной камере 76 труб имеют наружный диаметр 152 мм и 8 труб имеют наружный диаметр 219 мм; в камере конвекции все трубы имеют наружный диаметр 152 мм:

поверхность нагрева радиантных труб: H_р = 491 м²;

поверхность нагрева конвективных труб: H_к = 359 м².

Согласно данным о температурном режиме печи:

температура на перевале: t_п = 730°С.

Через печь проходят четыре потока, два из которых служат для нагревания мазута перед подачей в вакуумную колонну К-5, а другие два для подачи горячей струи отбензиненной нефти в низ колонны К-1. По данным о температурном режиме установки на входе в печь мазут имеет температуру 343°С, а отбензиненная нефть входит с температурой 222°С. Для упрощения расчетов в качестве температуры сырья примем среднее значение:

температура сырья на входе в печь: t_с = 282,5°С;

приведенная температура исходной системы в случае работы печи без циркуляции дымовых газов: t₀ = 20°С;

коэффициент полезного действия топки (принят согласно рекомендаций [7]): з_т = 0,95.

Рассчитаем энтальпию нефти на входе в печь при температуре 222°С.

плотность нефти при 20°С по данным установки: с₂₀ = 0,865 г/см³;

плотность нефти при 15°С:

с₁₅ = с₂₀ + 5б, (2.70)

где б поправочный коэффициент, б = 0,000686 [10];

с₁₅ = 0,868 г/см³;

температура нефти на входе:

Т_с = t_с + 273 = 495 К; (2.71)

энтальпия нефти [10]:

кДж/кг.

Рассчитаем энтальпию мазута на входе в печь при температуре 343°С.

плотность мазута при 20°С по данным установки: с₂₀ = 0,921 г/см³;

плотность мазута при 15°С:

с₁₅ = с₂₀ + 5б, (2.73)

где б поправочный коэффициент, б = 0,000607 [10];

с₁₅ = 0,924 г/см³;

температура мазута на входе:

Т_с = t_с + 273 = 616 К; (2.74)

энтальпия мазута [10]:

кДж/кг.

Для упрощения расчетов примем среднее значение энтальпии сырья:

Рассчитаем среднюю теплоемкость и энтальпию дымовых газов на выходе из камеры радиации при температуре перевала 730°С (1003 К):

теплоемкости дымовых газов при t_п [11]:

средняя теплоемкость дымовых газов при температуре перевала:

энтальпия дымовых газов при температуре перевала:

q_T = C_ср t_п, (2.78)

q₉₅₃ = 22827 кДж/кг.

Принимаем температуру дымовых газов после конвекции согласно [7]: t_k = 400°С (673 К). Рассчитаем энтальпию дымовых газов на выходе из камеры конвекции при t_k:

теплоемкости дымовых газов при t_k [11]:

энтальпия дымовых газов при температуре борова:

q_ух = У C_{p I} • m_i • t_k, (2.79)

q_ух = 11905 кДж/кг.

2.4.2 Расчет процесса горения

Для работы печи П-2 используется топливный газ того же состава, что и для П-1, поэтому все параметры процесса горения, найденные в расчете П-1, имеют те же значения и для П-2:

Низшая теплота сгорания топлива:

Средняя молекулярная масса топлива:

Плотность топливного газа:

Элементарный состав топлива:

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива:



Объемный расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива:

Действительный расход воздуха:

Массовый состав дымовых газов:

Общее количество продуктов сгорания:

.

Объемный состав продуктов сгорания:

Суммарный объем дымовых газов:

Плотность дымовых газов при нормальных условиях:

2.4.3 Расчет радиантных камер

Как и при расчете печи П-1, задаемся условием (исходя из эмпирических данных), что 77% тепла передается в радиантной камере и 23% - в конвективной.

Тепло, передаваемое в камере радиации:

Q_р = 0,77Q_пр = 7,169 • 10⁶ Вт = 2,581 • 10⁷ кДж/ч. (2.80)

Тепло, передаваемое в камере конвекции:

Q_k = Q_пр Q_р = 2,142 • 10⁶ Вт = 7,710 • 10⁶ кДж/ч. (2.81)

Полезное количество тепла:

Q_пол = Q_р + Q_k = 3,352 • 10⁷ кДж/ч. (2.82)

Находим часовой расход топлива по формуле (2.33):

B = 946 кг/ч.

Потери тепла в окружающую среду по формуле (2.34):

q_пот = 3164 кДж/ч.

Вычисляем коэффициент полезного действия печи по формуле (2.35):

Плоская поверхность, эквивалентная поверхности радиатных труб для одного ряда по формуле (2.36):

Фактор формы, учитывающий неравномерность облучения поверхности труб и их затенение друг другом определяется по графику Хоттеля [10]:

К = 0,92.

Эффективную лучевоспринимающую поверхность находим по формуле (2.37):

H_л = 287,6 м².

Суммарная неэкранированная поверхность кладки по данным о конструкции печи П-2:

F = 87,2 м².

Степень экранирования кладки по формуле (2.38):

.

Максимальная расчетная температура горения вычисляется при средней теплоемкости продуктов горения по формуле (2.39):

.

Общее количество тепла, вносимого в печь по формуле (2.40):

4,741 • 10⁷ кДж/ч = 11,3 Гкал/ч.

Рассчитанное полезное тепло по формуле (2.41):

3,386 • 10⁷ кДж/ч = 8,1 Гкал/ч.

Расхождение между фактическим и расчетным полезным теплом определяется по формуле (2.42):

Степень черноты поглощаемой среды е_V вычисляем по формуле (2.43):

е_V = 0,473.

Функция (t), используемая в формуле (2.44), в среднем равна 0,85. Коэффициент вычисляем по формуле (2.44):

= 0,45.

Таким образом, H_S по формуле (2.45) составит:

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи к радиантным трубам по формуле (2.46). Для этого задаемся средней температурой наружной поверхности радиантных труб (с последующей проверкой): t_cт = 300°С (573 К). Коэффициент теплоотдачи:

Величина температурной поправки теплопередачи в топке по формуле (2.47):

.

Для расчета температуры на перевале необходимо вычислить характеристику излучения _S (формула (2.49)) и аргумент излучения x (формула (2.48)):

x = 2,377;

Тогда расчетная температура перевала t_пр составит (формулы (2.50) и (2.51)):

Невязка по температуре перевала (формула (2.52)):

Коэффициент прямой отдачи рассчитываем по формуле (2.53):

Количество тепла, полученного радиантными трубами (формула (2.54))::

Невязка по количеству тепла по формуле (2.55):

Теплонапряженность радиантных труб (по формуле (2.56)):

2.4.4 Расчет камер конвекции

Рассчитаем массовый расход дымовых газов по формуле (2.57):

Среднее живое сечение камеры конвекции: f_к = 7,8 м².

Массовая скорость дымовых газов по формуле (2.58):

u = G_к / f_к = 0,91 кг/(с • м²) .

Коэффициент теплоотдачи конвекцией можно определить по формуле (2.60), если известна величина Е, которая зависит от средней температуры дымовых газов t_ср (формула 2.59):

E = 22,042;

Для шахматного расположения пучка труб коэффициент теплоотдачи излучением трехатомных газов приближенно может быть рассчитан по формуле Нельсона (2.61):

б_р = 12,134 Вт/(м² • К).

Суммарный коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности труб с учетом 10% добавки от излучения стенок камеры составит (формула (2.62)):

б_к = 1,1(б_р + б_к) = 30,383 Вт/(м² • К).

Коэффициент теплопередачи k приблизительно равен б_к:

k = б_к = 30,383 Вт/(м² • К).

Энтальпия сырья на выходе из камеры конвекции (по формуле (2.64)):

этому значению соответствует температура t_к = 309°С [11].

Средняя движущая сила процесса теплопередачи определяется по формуле (2.65):

Необходимая поверхность теплообмена конвективных труб по формуле (2.66):

Невязка по поверхности теплообмена по формуле (2.67):

Теплонапряженность конвективных труб по формуле (2.68):

Поверочный расчет печи П-2 показал, что невязки по конвективной поверхности теплообмена, теплоте, передаваемой в камере радиации, температуре перевала и полезному количеству тепла находятся в пределах 10%, что свидетельствует об удовлетворительной работе печи.

2.5 Результаты исследования и математической обработки температурного поля радиантных камер печей П-1 и П-2

С целью нахождения степени подавления окислов азота в дымовых газах по кинетическому уравнению данного процесса возникла необходимость в уравнении, которое описывало бы температуру в плоскости подачи аммиачной воды. В связи с этим было проведено исследование температурного поля печей П-1 и П-2 по следующей методике.

Температуру дымовых газов в радиантных камерах определяли зондовым методом. В качестве датчика выступала гибкая хромель-алюмелевая термопара, имеющая длину 6 м., при диаметре проводов 1,2 мм. Производитель термопары - компания «РЭЛСИБ» (г. Новосибирск), представившая гарантии по чувствительности прибора, и соответствие материала термопары стандартной таблице калибровок. Тип термопары: ТП ХА(К)-К12.н.1,2Ч6000. В качестве измерительного прибора был использован термометр контактный, цифровой с зондом типа ТК-5.09/3ВТ9, заводской № 733876/746821, свидетельство о поверке № 02-9205/03, действительное до 19 сентября 2008 г.

Термопара была помещена в металлический чехол длиной 5 м., чувствительный элемент термопары - шарик спая проводов - был открытым. Измерение температур проводили при введении шарика термопары через «гляделки» печей в зону измерения. При этом длительность замера в каждой точке определялась динамикой прогрева или охлаждения шарика, и составляла примерно 2-3 мин. За это время температура шарика практически сравнивалась с равновесной температурой окружающей среды, что проявлялось прекращением изменений показаний прибора в данной точке.

Замеры проводили при различной глубине погружения термопары: 1,2,3,4 м (рис.2.1). Плоскости замеров обозначены как Pijg, где i-индекс печи, j- индекс секции, g- индекс глубины погружения термопары (м). Плоскости измерения со стороны колонн установки обозначены дополнительным индексом “k”: Pijkg. На диаграммах и в таблицах “x” соответствует расстоянию от перевальной стенки, а “y”- высоте точки над нижним экраном. Результаты исследований приведены в приложении 1.



Рис.2.1. Схема исследования температурного поля печей