Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Описание технологического процесса происходящего в аппарате (машине)

2. Обоснование выбора конструкции проектируемого аппарата (Задание по УИРС)

3. Описание конструкции основного объекта

4. Расчеты по основному объекту

4.1 Технологический расчет

4.2 Расчеты на прочность, устойчивость узлов и деталей

5. Инструкция по технике безопасности

6. Охрана окружающей среды

Заключение

Список литературы

Аннотация

Сокрашения и обозначения



Введение

Основными задачами нефтеперерабатывающей промышленности являются наиболее полное удовлетворение потребностей народного хозяйства в высококачественных нефтепродуктах и обеспечение сырьем смежных производств. Дальнейшее улучшение качества нефтепродуктов - это требование нашего времени. Продукты получаемые в процессе прямой перегонки как правило не являются товарными продуктами поскольку без дополнительной обработки они не удовлетворяют требования эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и других машин и механизмов. Для приготовления товарных нефтепродуктов дистилляты и остатки , получаемые в различных процессах, подвергают очистке, разделению.

Использование нефти ориентировано на ее глубокую переработку с максимальным отбором всех светлых нефтепродуктов и сырья для нефтехимического синтеза.

Для отрасли в целом стоит задача повышения абсолютного объема переработки нефти, повышение отбора светлых нефтепродуктов и их качества.

Этого можно достичь только при широком применении вторичных процессов. Естественно, что прямая перегонка дает лишь тот выход светлых, который обусловлен природными свойствами нефти. Применение термокаталитических процессов позволяет получать дополнительное количество светлых из тяжёлых нефтяных фракций. Например, каталитический крекинг вакуумного газойля может дать до 10-15% бензина в перерасчёте на нефть. Одновременно получается фракция светлого газойля, который после соответствующей обработки может, использоваться в качестве дизельного топлива.

Вторичные процессы являются также источником сырья для нефтехимии, на основе которого производят пластические массы, синтетический каучук, синтетические волокна и другие материалы. Значительное повышение эффективности переработки нефти дает использование комбинированных установок, работающих по «жестким связям». В этом случае дистиллятное или остаточное сырьё вторичного процесса поступает в виде горячего потока непосредственно с установки подготавливающей это сырьё.

На случай остановки какого-либо звена «цепочки», составляющей комбинированную систему, предусмотрен небольшой парк промежуточных резервуаров.

Если имеется несколько комбинированных блоков, «жесткие связи» могут быть предусмотрены не только внутри каждой системы, но и между блоками.

На данном предприятии запроектировано два комбинированных комплекса типа ЛК-6у, включающих первичную перегонку нефти, каталитический риформинг бензина, гидроочистку дизельного топлива и керосина, газофракционирование.

Истощение в ряде стран нефтяных ресурсов, рост цен на нефть , а также все возрастающая роль нефти как сырья для органического синтеза заставляют обратится к новым источникам получения моторных топлив и в первую очередь автомобильных бензинов. Размещение предприятий нефтеперерабатывающей промышленности зависит от размеров потребления нефтепродуктов в разных районах, техники переработки и транспортировки нефти, территориальных соотношений между ресурсами и местами потребления жидкого топлива.

Добытая из недр земли нефть содержит большое количество песка, солей и воды. Нефть нужно очистить, поэтому она сначала поступает на нефтеочистительные заводы, которые строят обычно в районах ее добычи. Затем очищенная нефть поступает на нефтеперерабатывающие заводы, которые строятся в районах потребления нефтепродуктов.

Нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает нефтепродукты (мазут, бензин, керосин, дизельное топливо, смазочные масла), которые непосредственно используются потребителями. Технический прогресс в транспортировке нефти привел к отрыву нефтеперерабатывающей промышленности от нефтедобывающей.

Переработка нефти чаще сосредотачивается в районах массового потребления нефтепродуктов. Отсталость технологии и изношенность основного производственного оборудования на НПЗ стран СНГ обусловливает необходимость срочной модернизации большинства заводов. Проекты реконструкции многих предприятий были разработаны еще в советское время, но развал СССР и последовавший за этим экономический кризис сделал выполнение этих планов невозможным.

В условиях рыночной экономики проводить модернизацию самостоятельно заводам было не под силу, и следующий всплеск интереса к программам реконструкции совпал с вхождением НПЗ в состав нефтяных компаний. Средства для проведения модернизации компании получают из разных источников.

Прежде всего, это средства, полученные от размещения еврооблигаций, АДР или проведения дополнительных выпусков акций. Нередко для осуществления программ модернизации привлекаются целевые кредиты от местных, российских и иностранных банков. При современном финансовом состоянии НПЗ у них нет средств для проведения модернизаций.

Новые технологии и большая часть оборудования для реконструкции заводов закупаются У ведущих иностранных инжиниринговых фирм, так как проекты, предлагаемые отечественными разработчиками в большинстве случаев не удовлетворяют возросшим стандартам качества и не соответствуют современным экологическим требованиям. Большинство проводящихся в настоящий момент реконструкций НПЗ должно привести не к увеличению объемов нефтепереработки, а к улучшению технологических параметров предприятий и повышению качества продукции.

Очевидно, что даже после проведения запланированных модернизаций не все заводы выйдут на современный международный уровень, но, по крайней мере, будут удовлетворять мировым стандартам.

Некоторые нефтяные компании не останавливаются на реконструкции старых предприятий. При поддержке региональных властей рассматриваются вопросы строительства новых НПЗ.

Еще одним направлением развития нефтеперерабатывающей отрасли является строительство малотоннажных нефтеперерабатывающих установок и мини-НПЗ. Идея строительства мини-НПЗ находит поддержку у правительства многих стран СНГ. При невысоких объемах переработки такие установки имеют ряд преимуществ, а именно возможность монтировать их в непосредственной близости от добывающих предприятий и невысокий объем инвестиций в строительство.

Таким образом, положение в нефтяной промышленности достаточно сложное, но выход существует - реформирование отрасли.

Актуальность курсового проекта заключается в проектировании конструкции трубчатой печи усовершенствованной. Так как трубчатые печи широко используются в нефтеперерабатывающей промышленности Казахстана.

Цель курсового проекта - усовершенствование проведя литературно - патентный обзор выбрав актуальную конструкцию печи и произвести необходимые расчеты.



1. Описание технологического процесса происходящего в аппарате (машине)

Процесс депарафинизации и гидроочистки дизельного топлива разработан для переработки прямогонного сырья.

Расчётная производительность секции - 1 млн. тонн в год.

Процесс гидроочистки и гидродепарафинизации дизельного топлива включает в себя следующие блоки:

реакторный - предназначен для депарафинизации, изомеризации нормальных и парафиновых углеводородов и очистки дизельного топлива от серы в атмосфере водорода;

стабилизации нестабильного депарафинизата и бензина-отгона;

моноэтаноламиновой очистки водородсодержащего и углеводородного газов.

Химизм процессов гидроочистки и депарафинизации.

Процесс гидроочистки основывается на реакциях умеренной гидрогенизации, в результате которой соединения серы, кислорода и азота превращаются в присутствии водорода и катализатора в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака, олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового или нафтенового рядов изостроения в зависимости от природы олефинов в исходном сырье.

Относительная скорость и глубина протекания реакций зависит от условий процесса, физико-химических свойств перерабатываемого сырья, применяемого катализатора и его состояния.

Ниже приведены схемы основных реакций гидроочистки.

Реакции сернистых соединений.

В зависимости от своего строения меркапнаны, сульфиды ациклического или циклического строений: дисульфиды или простые тиофены - сернистые соединения при гидроочистке превращаются в парафиновые, нафтеновые или ароматические углеводороды с выделением сероводорода.

1. Меркаптаны

RSH + Н2 -> RH + H2S

2. ???????? - ????????????

RSR, + 2Н2 -> RH + R,H + H2S

3 Дисульфиды

RSSR + ЗН2 -> 2RH +2 H2S

4. Тиофены НС СН

4Н2 -> СН3 -- СН2 -- СН2-- СН3 + H2S

5. Бензотиофены

С -- СН + ЗН2 -+ Н5С6 - С2Н5 + H2S

Из сернистых соединений легче всего гидролизуются меркаптаны, сульфиды, труднее всего - тиофены. При одних и тех же условиях первые гидролизуются на 95%, степень гидрирования тиофенов составляет 40-50%.

Скорость гидрообессеривания уменьшается с увеличением молекулярного веса нефтяных фракций. Лёгкие прямогонные фракции: бензин, керосин очищаются значительно легче, чем фракции дизельного топлива, характеризующиеся более высоким молекулярным весом и содержанием сернистых соединений близких к гяофену.

Установлено, что пиридин, пиррол удаляются сравнительно легко, хинолин, м-крезол и анилин - более стойкие соединения.

Природа металл органических соединений в различных нефтяных фракциях и их реакции в процессе гидроочистки изучены мало. Металлы, содержащиеся в сырье, практически полностью отлагаются на катализаторе. Ванадий удаляется на 100-98%, никель - на 98-93%.

Реакции углеводородов.

1. Депарафинизация

А) гидрокрекинг

R, - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - R2 -> К, - СН2 - СН3 + R2 - СН = СН2

Б) изомеризация

ri - СН2 - СН3+ R2 - СН - СН2 -> R, - СН2 - СН2 -- СН - R2

Насыщение непредельных углеводородов (олефинов)

R2 - СН = СН2 + Н2 -> R2 - СН - СН3

Изомеризация парафинов нормального строения

ri - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - R2 -> ri - СН - СН2 - СН2 - R2

Основные условия проведения процессов

Условия проведения процессов гидроочистки и гидродепарафинизации зависят от фракционного и химического состава сырья, требуемой степени превращения, применяемого катализатора и его состояния.

Основными параметрами, характеризующими процессы, являются: температура, давление, объёмная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водород - содержащего газа по отношению к сырью и активность катализатора.

Температура.

Подбор оптимальных температур процессов гидроочистки и гидродепарафинизации зависит от качества исходного сырья, условий ведения процесса, потери активности катализатора с течением времени и осуществляется в пределах 320-410°С. При подъеме температуры выше 410°С усиливаются реакции неселективного гидрокрекинга, что приводит к уменьшению выхода жидких продуктов и увеличению отложения кокса на катализаторе.

Реакции гидроочистки экзотермичны, реакции гидродепарафинизации - эндотермичны.

Давление.

С повышением общего давления повышается степень гидроочистки и гидродепарафинизации. При совместном проведении этих процессов оптимальным является давление 40-45 кгс/см2.

Объёмная скорость подачи сырья.

Объёмной скоростью называется отношение объёма сырья, подаваемого в реактор в час, к объёму катализатора.

С увеличением объёмной скорости уменьшается время пребывания сырья в реакторе и, наоборот, с уменьшением объёмной скорости увеличивается время контакта паров сырья с катализатором и, следовательно, углубляется степень гидроочистки и гидродепарафинизации. Однако, с уменьшением объёмной скорости уменьшается количество пропускаемого через реактор сырья, т.е. уменьшается производительность установки.

Поэтому для каждого вида сырья определяется максимально допустимая объёмная скорость. При подборе объёмной скорости учитывается не только фракционный и химический состав, но и состояние катализатора, а также другие показатели (давление, температура).

При совместном проведении процессов гидродепарафинизации и гидроочистки рекомендуется объёмная скорость не выше 6ч.

Кратность циркуляции водородсодержащего газа к сырью.

Кратность циркуляции ВСГ к сырью - это отношение расхода водородсодержащего газа, в нм3/ч, к расходу сырья, в м3/ч.

При увеличении кратности циркуляции до определённого значения увеличивается скорость процессов гидроочистки и гидродепарафинизации, выше этого предела скорость процессов растёт незначительно.

Для совместного проведения процессов гидроочистки и гидродепарафинизации рекомендуется кратность циркуляции ВСГ к сырью не менее 300.

Активность катализатора.

Чем выше активность катализатора, тем с более высокой объёмной скоростью можно проводить процесс, тем ниже температура инициирования реакций и тем большей глубины достигают депарафинизация и обессеривание.

С течением времени активность катализатора падает за счёт отложения кокса на его поверхности.

Снижение парциального давления водорода в циркулирующем газе и ужесточение режима способствует закоксовыванию катализатора. Поэтому периодически, по мере снижения активности, производится регенерация катализатора, в результате которой выжигается кокс, отложившийся на катализаторе, и активность катализатора восстанавливается. Постепенно катализатор «стареет» за счёт рекристаллизации и изменения структуры (снижение активной поверхности). Происходит адсорбция на поверхности катализатора металлорганических и других веществ, блокирующих активные центры. В этом случае каталитическая активность снижается безвозвратно, и катализатор заменяется на свежий.



2. Обоснование выбора конструкции проектируемого аппарата (Задание по УИРС)

Процесс гидроочистки основывается на реакциях умеренной гидрогенизации, в результате которой соединения серы, кислорода и азота превращаются в присутствии водорода и катализатора в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака, олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового или нафтенового рядов из за строения в зависимости от природы олефинов в исходном сырье.

Относительная скорость и глубина протекания реакций зависит от условий процесса, физико-химических свойств перерабатываемого сырья, применяемого катализатора и его состояния. В зависимости от строения сернистых соединений: меркапнаны, сульфиды ациклического или циклического строений, дисульфиды и простые тиофены при гидроочистке превращаются в парафиновые или ароматические углеводороды с выделением водорода. Из сернистых соединений легче всег гидролизуются меркаптаны, сульфиды, труднее всего - тиофены. Скорость гидрообессеривания уменьшается с увеличением молекулярного веса нефтяных фракций. Лёгкие прямогонные фракции бензин, керосин очищаются значительно легче, чем фракции дизельного топлива, характеризующиеся более высоким молекулярным весом и содержанием сернистых соединений близких к тиофену.

Природа металлорганических соединений в различных нефтяных фракциях и из реакции в процессе гидроочистки изучены мало. Металлы, содержащиеся в сырье, практически полностью отлагаются на катализаторе. Условия проведения процессов гидроочистки зависит от фракционного и химического состава сырья, от требуемой степени превращения, применяемого катализатора и его состояния. Основными параметрами характеризующими процессы являются: температура, давление, объёмная скорость подачи сырья, кратность циркуляции водородсодержащего газа по отношению к сырью и активность катализатора. Подбор оптимальных температур процессов гидроочистки зависит от качества исходного сырья, условий ведения процесса, потери активности катализатора с течением времени и лежит в пределах 320-410°С.

Трубчатая печь - один из наиболее сложных видов оборудования многих технологических установок на нефтеперерабатывающих предприятиях. Данная печь является подогревателем сырья. Поэтому не мало важное значение в конструкции технологической печи имеет инжекционная горелка. Горелка предназначена для сжигания газообразного топлива. На газообразном топливе горелка работает следующим образом: газ поступает сначала в кольцевой канал , затем равномерно распределяется по газовым соплам и отдельными струями входит в цилиндрический канал горелки. Струя газа, двигаясь с большой скоростью вблизи стенки канала, инжектирует необходимое для горения количество атмосферного воздуха и хорошо с ним перемешивается, что обеспечивает хорошее сгорание топлива. Выбираем наиболее оптимальную конструкцию горелки.

Описание изобретения RU 2 395 034 C1

Формула изобретения

Газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, отличающаяся тем, что патрубок подвода газа размещен вблизи одного из крайних ряда смесительных стволов, а газовая камера снабжена перегородкой, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов от второго и имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.

Газовая инжекционная горелка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит третий ряд смесительных стволов, герметично установленных в газовой камере со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой, имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа.

Рисунок 2.1 Газовая инжекционная горелка

1-газовая камера, 2-патрубок, 3-смесительные стволы, 4-газовые сопла, 5-перегородка, 6-проходное отверстие,

Описание изобретения RU 2030682 C1

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Инжекционная горелка, содержащая последовательно расположенные конфузор, смеситель, диффузор, газовое сопло, установленное на входе в конфузор, отличающаяся тем, что вокруг смесителя и концентрично ему размещена электромагнитная система, включающая магнитопроводы с многофазными обмотками, с внешней стороны смесителя в местах его сопряжения с конфузором и диффузором установлены постоянные магниты, кроме того, смеситель снабжен системой ввода-вывода магнитной жидкости.

Горелка по п.1, отличающаяся тем, что система ввода-вывода магнитной жидкости состоит из бака магнитной жидкости, насоса и Т-образной трубки, введенной в полость смесителя.

Рисунок 2.2 Инжекционная горелка

1-конфузор, 2-смеситель, 3-диффузор,4-газовое сопло, 5-магнитопроводы 6- многофазные обмотки, 7-постоянные магниты, 8-система ввода-вывода МЖ, 9- бак, 10-насос, 11- Т-образной трубки, 12- кран, в

13- поток горючего газа показан стрелками, 14- поток воздуха стрелками.

Описание изобретения SU 1560912 А1

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Инжекционная горелка, содержащая наружный инжектор с регулятором расхода воздуха на входе, центральный инжектор с диффузором, коаксиально установленные по оси горелки внутреннюю и внешнюю выпускные трубы, делитель потока, установленный в контакте с входным торцом внутренней выпускной трубы, и газовый коллектор, расположенный во входном участке наружного инжектора перед центральным инжектором, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов горелки при сохранении ее производительности, газовый коллектор выполнен в виде камеры с радиальными патрубками и газовыпускными соплами, размещенными на этих патрубках и по оси камеры, а внешняя выпускная труба установлена с примыканием к камере, центральный инжектор с диффузором размещен внутри внешней выпускной трубы и на выходном торце диффузора снабжен шайбой с центральным и периферийными отверстиями, при этом на боковой поверхности внешней трубы выполнены размещенные выше и ниже шайбы окна, а делитель потока установлен в ее центральном отверстии.

Рисунок 2.3 Инжекционная горелка

1-наружный инжектор, 2- регулятор, 3- центральный инжектор, 4- диффузор,

5 - шайба, 6- центральное перфорированное отверстие, 7 -внутренняя выпускная труба, 8- внешняя выпускная труба, 9 - делитель потока, 10- камера, 11 - радиальные патрубки, 12- газовыпускное сопло

Описание изобретения RU 2 379 588 C1

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Инжекционная горелка, содержащая центральное конфузорное воздушное сопло и, по меньшей мере, один канал для подвода газообразного топлива, отличающаяся тем, что выходное сечение сопла сопряжено с цилиндрической камерой смешения, сопряженной на выходе с диффузором, канал подвода газообразного топлива подключен к цилиндрической камере смешения, причем эффективная площадь выходного сечения канала для подвода газообразного топлива в 17-20 раз меньше эффективной площади выходного сечения центрального конфузорного воздушного сопла, а газообразное топливо подводят в поток воздуха в цилиндрической камере смешения под давлением, составляющем от 0,46 до 0,65 давления воздуха на входе в воздушное сопло.

Рисунок 2.4 Инжекционная горелка

2- канал для подвода газообразного топлива. 1-сечение сопла,

3- цилиндрическая камера смешения, 4-диффузор.

Описание изобретения RU 135769 С1

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружност и, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, и воздушный вентилятор, цилиндрическую и радиальную перегородки, отличающаяся т ем, что стволы газовой горелки выполнены в виде конусов и наклонены к центру горелочного устройства под углом не менее 20°.



Рисунок 2.5. Газовая инжекционная горелка

1-газовая камера, 2-цилиндрическая боковая стенка, 3-торцевая стенка, 4-патрубок подвода газа, 5-ряд смесительных стволов, 6-газовые сопла, 7-осевой вентилятор, 8-цилиндрическая перегородка, 9-центральной зона, 10-радиальная перегородка.

Справка о поиске

Задание на проведение патентных исследований шифр темы

Дата и номер регламента поиска _______________________

Начало поиска_________15.09.14 г.____________________

Окончание поиска______15.10 14.г._____________________

Таблица 2.1 Поиск проведен по следующим материалам

Предмет поиска (объект и его составные части)	Страна поиска (начиная с СССР)	Классификационные индексы	По фонду какой организации проведен поиск	Источник информации
				НТД, наименование, дата публикации, выходные данные с указанием пределов просмотра.	Патентная док-ция, наименование патентного бюллетеня, журналов, охранных документов.
1	2	3	4	5	6
Газовая инжекционная горелка	РФ	F23D14/02	Государст-венная научно-техническая библиотека	1. Газовая инжекционная горелка Гнедочкин Ю. М.	1. RU 2395 034 C1 Газовая инжекционная горелка
Инжекционная горелка трубчатой печи	РФ	F23D14/00 F23D21/00	Гос.науч.техн.библ.	2.Трубчатые печи под редакцией Карминский В.Д.	2. RU 2030682 С1 Инжекционная горелка
Инжекционная горелка трубчатой печи	СССР	F 23 D 14/08	Гос.науч.техн.библ.	3.Печи химической промышленности М.Ш Исламов	3. SU 1560912 А1 Инжекционная горелка
Инжекционная горелка	РФ	F 23 D 14/02	Гос.науч.техн.библ.	4. Процессы и аппараты нефтегазоперереработки Ю. К. Молоканов	4. RU 2379 588 C1 Инжекционная горелка
Газовая инжекционная горелка	РФ	F23D14/02F23D14/62	Гос.науч.техн.библ.	5 Печи химической промышленности М.Ш Исламов	RU 135769 C1 Газовая инжекционная горелка

Подпись автора проекта

Таблица 22 Анализ новизны и эффективности создаваемых решений.

Перечень технических решений подлежащих правовой охране	Существенные признаки технических решений	Номер охранного документа	Страна поиска	Автор (фамилии, заявитель)	Номера поданных заявок, дата приоритета	Источник, в котором обнаружена информация
1	2	3	4	5	6	7
Газовая инжекционная горелка	Изобретение позволяет повысить коэффициент рабочего давления газа горелки до 25-100%	№ 2395034	РФ	Гнедочкин Ю. М.	№ 2395034 кл. F23D14\02. 2010г.	Бюл №22 АК 2395034 С1
Инжекционная горелка	Состоит из бака с МЖ, насоса и Т-образной т рубки, введенной в полость смесителя - эти признаки определяют новизну данного технического	№ 2030682	РФ	Карминский В.Д.	№ 2030682кл. F23D14/00 F23D21/00 1995г.	Бюл №33 АК 2030682 С1
Инжекционная горелка	Предназначена для сжигания газообразного топлива	№1384883,	СССР	Б.М Азизов. С.Р Шамилов	№1384883, кл. F23D14\04 1986 г.	Бюл №11 АК 1502039 А2
Инжекционная горелка	Предназначена для сжигания газообразного топлива в топках печей и котлов и камерах сгорания.	№ 2379588	РФ	Якимович К. А., Якимович Ю. К.	№2379 588, кл F 23 D 14/02 2008 г.	Бюл №43 АК 2379 588 С1
Газовая инжекционная горелка	Техническим результатом полезной модели является улучшенная работ агорелки, за счет меньшего расхода газа и воздуха при увеличении скорости выхода газо-воздушной смеси и температуры горения смеси	№ 135769	РФ	Альшанская А. А. Крименецкий С.С.	№135769 кл F23D14/02F23D14/62 2013 г.	Бюл №13 АК 135769 С1

Подпись автора проекта

Согласовано:

руководитель проекта

Таблица 2.3 Анализ применимости в разработке известных прогрессивных решений

Индекс классификации	Сущность технического решения с указанием решаемой задачи	Номер охранного документа
1	2	3
F23D14/02	Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в горелочных устройствах промышленных печей и топок. Газовая инжекционная горелка содержит газовую камеру, снабженную патрубком подвода газа и выполненную в виде параллелепипеда, и смесительные стволы, герметично установленные двумя рядами в газовой камере, проходящие через нее и имеющие газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере. Патрубок подвода газа размещен вблизи одного из крайних ряда смесительных стволов, а газовая камера снабжена перегородкой, отделяющей первый по ходу движения газа ряд стволов от второго и имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа. Горелка содержит третий ряд смесительных стволов, герметично установленных в газовой камере со стороны первого по ходу движения газа ряда, отделенного от третьего ряда дополнительной перегородкой, имеющей проходное отверстие, расположенное противоположно патрубку подвода газа. Изобретение позволяет повысить коэффициент рабочего давления газа горелки до 25 100%	RU 2395034 C1 Газовая инжекционная горелка
F23D14/00 F23D21/00	Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в технологических печах различных отраслей промышленности с целью повышения качества сжигания. Для сжигания газообразного топлива. Сущность изобретения: вокруг смесителя и концентрично ему размещена электромагнит наясистема, включающая магнит опроводы с магнитофазными обмот ками, с внешней стороны смесителя в местах его сопряжения с конфузором и диффузором установлены постоянные магниты, кроме того сместитель снабжен системой ввода-вывода магнитной жидкости.	RU 2030682 С1 Инжекционная горелка
F23D14/08	Изобретение относится к инжекционным горелкам и может быть использовано в химической промышленности. Горелка содержит наружный инжектор с регулятором расхода воздуха на входе, центральный инжектор с диффузором и шайбой на выходном торце диффузора с центральным и периферийными отверстиями, внутреннюю и внешнюю выпускные трубы и делитель потока, газовый коллектор, выполненный в виде камеры с радиальными патрубками и газовыпускными соплами размещенных на радиальных патрубках и по оси камеры. При этом внешняя выпускная труба выполнена с окнами и выше и ниже шайбы.	SU 1560912 А1 Инжекционная горелка
F23D14/02	Изобретение относится к энергетике и энергомашиностроению и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках печей и котлов и камерах сгорания газотурбинных установок, а также может быть использовано в качестве вспомогательной горелки для различных энергоустановок. Инжекционная горелка содержит центральное конфузорное воздушное сопло и, по меньшей мере, один канал для подвода газообразного топлива, при этом выходное сечение сопла сопряжено с цилиндрической камерой смешения, сопряженной на выходе с диффузором, канал подвода газообразного топлива подключен к цилиндрической камере смешения, причем эффективная площадь выходного сечения канала для подвода газообразного топлива в 17-20 раз меньше эффективной площади выходного сечения центрального конфузорного воздушного сопла, а газообразное топливо подводят в поток воздуха в цилиндрической камере смешения под давлением, составляющим от 0,46 до 0,65 от давления воздуха на входе в воздушное сопло. В результате достигается повышение эффективности работы инжекционной горелки.	RU 2379 588 C1 Инжекционная горелка
F23D14/02F23D14/62	Полезная модель от носится к теплоэнергетике и может быть использована в горелочных устройствах металлургических печей и топок. Техническим результат ом полезной модели является улучшенная работа горелки, за счет меньшего расхода газа и воздуха при увеличении скорости выхода газо-воздушной смеси и температуры горения смеси, а так же формирования безотрывного устойчивого целенаправленного горения факела с увеличенной длинной. Достигается это т ем, что газовая инжекционная горелка, содержащая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками и снабженную патрубком подвода газа, соединенным с одной из торцевых стенок газовой камеры, ряд смесительных стволов, герметично установленных в торцевых стенках газовой камеры по окружност и, проходящих через нее и имеющих газовые сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха и расположенные в газовой камере, воздушный вентилятор, цилиндрическую и радиальную перегородки, стволы газовой горелки выполнены в виде конусов и наклонены к центру горелочного устройства под углом не менее 20 градусов.	RU 135769 C1 Газовая инжекционная горелка

Подпись автора проекта

Согласовано:

руководитель проекта



3. Описание конструкции основного объекта

Вертикально-секционная печь состоит из двух параллельно работающих секций и имеет радиантную и конвекционную часть (рисунк 3.1). Радиантная часть каждой секции печи представляет собой металлическую футерованную изнутри камеру коробчатой формы, приподнятую над землей на стойках каркаса.

Радиантный продуктовый змеевик состоит из вертикальных труб, расположенных вдоль всех четырех стен камеры.

В поду радиантной камеры каждой вертикальной секционной печи расположены 8 инжекционных горелок (рисунк 3.2). Для наблюдения за горением топлива на стенках радиантной камеры расположены гляделки, доступ к которым обеспечивается с обслуживающих площадок.

Конвекционная часть секции вертикально секционной печи расположена над радиантной и представляет собой футерованную шахту прямоугольного сечения, заполненную горизонтальными ошипованными трубами змеевика, два нижних ряда конвекционных труб выполнены гладкими, для защиты шипов от прямой радиации. В одной из секций печи над конвекционным змеевиком имеется пароперегреватель для нагрева водяного пара, поступающего затем в колонну.

Основную, тепловую нагрузку в трубчатых печах воспринимают радиантные секции, конвекционные же трубы воспринимают значительно меньше тепла. Для увеличения количества тепла, воспринимаемого конвекционными трубами, их располагают очень близко друг к другу и заполняют ими весь объем камеры. Это повышает скорость движения и турбулентность дымовых продуктов.

Стены печи -- каркасные. Металлический каркас воспринимает нагрузку от основных элементов печи -- свода, труб, арматуры. Внутренний слой стен выкладывается из огнеупорного шамотного кирпича, средний слой из - теплоизоляционного кирпича или негорючего теплоизоляционного материала, а наружный слой -- из красного кирпича. Свод печи устраивается из огнеупорного подвесного кирпича. Отдельные кирпичи свода при помощи подвесок крепятся к каркасу.

Современные печи типа показанного в патентном обзоре достаточно надежны в работе, имеют до семи степеней защиты, аппаратуру контролирующую изменение параметров по давлению (Ратм) в трубопроводе - при поступлении нефтепродукта в печь и при выходе из нее; по температуре t(C) в радиантной и конвекционной камерах и пр. Обрыв пламени у горелок контролируется датчиками с фотоэлементами по инфракрасному излучению пламени.

Все трубы конвекционной и радиантной секций последовательно соединяются в один непрерывный змеевик.

Рисунок 3.1 Трубчатая печь

1-футеровка; 2- каркас кожуха; 3- продуктовый змеевик; 4- горелка инжекционная; 5- трубы; 6- гляделки; 7- конвекционная камера.

Диаметры применяемых труб колеблются в пределах от 76 до 159 мм, а общая длина змеевика в некоторых типах печей доходит до 200-250м.

Трубы секций соединены последовательно фасонными отливками- так называемыми двойниками или ретурбендами, вынесенными в специальные короба.

Двойники позволяют не только соединять концы двух соседних труб, но и производить очистку их внутренних поверхностей, а также заменять поврежденные трубы новыми, не нарушая соседних соединений. Двойники могут иметь различное устройство.

Корпус двойника имеет четыре отверстия. В два нижних отверстия ввальцовываются концы труб змеевика. Два противоположных отверстия конической формы плотно закрываются пробками и прижимаются болтом и распорной гайкой.

Из радиантной камеры дымовые продукты поступают в конвекционную камеру, а затем в боров и дымовую трубу. В зависимости от назначения печи температура в зоне сгорания топлива может доходить до 750-1400°С. Температура дымовых продуктов при выходе из радиантной камеры колеблется около 800--900° С, а при выходе из конвекционной камеры в боров она примерно на 150--200° выше температуры поступающего в печь сырья.

Очень часто тепло отходящих дымовых продуктов используют для подогрева воздуха, подаваемого в печь. Жидкость, подлежащая нагреву, специальными насосами подается в трубы конвекционной камеры и, проходя последовательно все трубы, нагревается до заданной температуры

Температурные режимы нагрева продукта и его давление в змеевиках зависят исключительно от назначения печи и меняются в весьма широких пределах.

Работа трубчатой печи характеризуется постоянной циркуляцией по змеевикам значительного количества горючей жидкости, нагреваемой до высоко температуры (очень часто выше температуры самовоспламенения нефти, которая находится в пределах от 250 до 320°С) и находящейся под большим внутренним давлением, а также наличием в топочном пространстве источников открытого огня.

Одновременно в змеевиках трубчатой печи (в зависимости от ее типа) может находиться до 3- 15т горючей жидкости. Так как продукт в трубах находится под большим давлением и при высокой температуре, каждая его утечка может привести к серьезному пожару, получению ожогов обслуживающим персоналом.

При выходе наружу из печи продукт сразу же воспламенится, если его температура превышает температуру самовоспламенения. В противном случае продукт может интенсивно испаряться и воспламенится после того, как пары его будут затянуты в топочное пространство. Растекаясь по площадке и попадая в траншеи и канализацию, горящий продукт приводит к распространению огня на соседние аппараты и даже на соседние установки.

Попадая из змеевиков внутрь печи, продукт вызывает интенсивное горение, которое может привести к деформации труб змеевика, обрушению стен и свода, повреждению дымовых каналов и дымовой трубы. В этом случае огонь и дым будут выбиваться из всех отверстий наружу и перегревать каркас, вызывая его деформацию. Убытки от повреждения при пожаре могут быть большими, так как сама печь является достаточно дорогостоящим сооружением.

При эксплуатации трубчатой печи, так же как и всех других печей, возможны: взрывы в топочном пространстве; пожары в топочном пространстве; пожары вне печи.

Остановка и пуск трубчатой печи.

Остановка трубчатой печи может быть: плановой на чистку; для ремонта; аварийной.

При остановке печи на ремонт или чистку медленно гасят форсунки и при непрерывной циркуляции продукта по трубам производят постепенное охлаждение конструкции печи. После этого выдавливают содержимое змеевиков и продувают их водяным паром до полного удаления продукта, что определяется через пробный краник по цвету и запаху.

Вскрытие пробок можно начинать через 30--35 мин после прекращения подачи пара. Сначала следует вскрывать контрольные пробки (верхние, по одной в каждой секции) для снижения давления в системе, а затем все остальные.

Очистка труб от кокса -- трудоемкая и длительная операция. Для сокращения ее продолжительности чаще всего производят очистку труб радиантной секции путем продувки их водяным паром при одновременном подогреве до безопасной температуры в течение 8 час.

Все ремонтные работы в борове и дымовой трубе выполняют только после тщательной продувки их водяным паром и последующего вентилирования.

Аварийная остановка печи требуется при прогаре труб, порче питающих насосов, прекращении подачи электроэнергии или пара, сильных утечках в двойниках, а также при авариях и пожарах соседних аппаратов.

В случае аварии необходимо сразу же потушить топливные форсунки и подавать пар во внутренний объем печи, приняв срочные меры к остановке питающих насосов. После снижения давления продукта следует выжать его из змеевиков водяным паром в аварийную емкость или в ректификационную колонну. Подачу пара в змеевик нужно продолжать и после удаления продукта, пока трубы не будут охлаждены.

При возникновении пожара необходимо немедленно потушить форсунки, закрыв общую задвижку на газовой и жидкостной линиях, подать в топочное пространство пар при полном открытии паровых вентилей, остановить сырьевой насос, принять срочные меры к выдавливанию продукта из змеевиков в аварийную емкость, закрыть все отверстия и окна в печи, закрыть шибер воздуха и дыма.

Для выдавливания нагреваемой жидкости из змеевика при остановке и аварии печь оборудуют системой паропроводов, присоединяемых к подводящей и отводящей линиям, а иногда и к промежуточным точкам змеевика.

Во избежание попадания нагреваемой жидкости в паровую линию необходимо, кроме вентиля, устанавливать на линии обратный клапан. Для контроля за состоянием обратного клапана и запорного вентиля служит спускной контрольный краник, всегда открытый в атмосферу.

При прогаре трубы в радиантной секции змеевик продувают паром сверху вниз, а при прогаре трубы в конвекционной секции -- снизу вверх. Пар пропускают по трубам в течение всего периода остывания печи. Перед пуском печи после очистки или ремонта необходимо тщательно осмотреть все ее части и произвести испытание на давление. Перед испытанием змеевик печи промывают водой по ходу продукта в течение нескольких часов.

Испытание и опрессовку можно производить водой или жидкостью, подлежащей нагреву. Давление в системе повышают медленно и в два-три приема. После каждой ступени повышения давления осматривают все соединения и отмечают дефекты. Продержав печь под испытательным давлением в течение 5 мин, его медленно снижают. Дефекты устраняют только после снижения давления до атмосферного. После испытания печь ставят на циркуляцию и разжигают горелками.

Рисунок 3.2 Горелка

1-наружный инжектор, 2- регулятор, 3- центральный инжектор, 4- диффузор,

5 - шайба, 6- центральное перфорированное отверстие, 7 -внутренняя выпускная труба, 8- внешняя выпускная труба, 9 - делитель потока, 10- камера, 11 - радиальные патрубки, 12- газовыпускное сопло.



4. Расчеты по основному объекту

4.1 Технологический расчет

Работу трубчатой печи характеризуют следующие основные показатели:

1)производительность; 2) полезная тепловая нагрузка; 3) теплонапряженность; 4) коэффициент полезного действия. [4]

Производительность печи по нагреваемому продукту Gп=3200 т/сут.

Начальная температура на входе в печь Т1 = 350 0С = 578К.

Конечная температура печи на выходе из печи Т2=400 0С=673К.

Плотность продукта сп=858 кг/м3.

Массовая доля отгона продукта на выходе из печи ? =0,68.

Топливо природный газ ( Qир = 40780 кДж/кг = 7592 ккал/м3).

Плотность топлива при н.у. сг = 0,78 кг/м3.

Определим к.п.д печи, ее полезную и полную тепловую мощность

К.П.Д печи (з) определим из теплового баланса печи

Qн р - теплота сгорания топлива;

Qпол - тепло, полезно используемое в трубчатой печи;

Qух - потери тепла с уходящими дымовыми газами при выбранной температуре дымовых газов на выходе из печи;

Qпот- потери тепла в окружающую среду.

При расчете Qух температуру уходящих газов принимаем на 100ч150 0С выше температуры продукта на входе в печь.



При Тух = 678К находим по графику потерю тепла с уходящими газами. Qух = Iт.ух. = 2050 ккал/м3. при сг = 0,78 кг/м3

Iт.ух= 2050/0,78 = 2630 ккал/кг =11019 кДж/кг

Теплота сгорания топлива - природного газа.

Qир = 7592 ккал/м3 = 7592/0,78 = 12478 ккал/кг = 40780 кДж/кг

Тогда потеря тепла с уходящими газами

Учитывая, что Qпот составляет (0,02ч0,06) Qир, принимаем

Qпот / Qн р = 0,02

При этом к.п.д печи составляет

з = 1- ( 0,27 +0,02) = 0,71

Определяем полезно используемое тепло в печи ( без пароперегревателя) по формуле:

для чего по таблицам определяем:

Jп.п = J673 = 1220 кДж/кг

Iж.п = J673 =1026,92 кДж/кг

Iп.ж = J578 = 714,6 кДж/кг

Тогда:

Qпол = 3200•1000/24 [0,68•1220 +(1- 0,68)•1026,92-714,6]= 59,1•106 кДж/ч = 16417 кВт.

Подставляя в формулу значения Qпол и з вычислим полную тепловую нагрузку:

При этом расход топлива составит

Gт = 59.1•106/ 40780•0.71 = 2041 кг/ч =2,04 т/ч

Gт= 2041/0,78 =2616 м3/ч

Рассчитываем основные размеры камеры радиации (топки) и скорость продукта на входе в змеевик.

Поверхность нагрева радиантных труб определяется по формуле [4]:

Qp- количество тепла, переданного продукту в камере радиации;

qp - теплонапряженность поверхности нагрева радиантных труб.

Для определения Qp находим Jвых.т, предварительно задаемся температурой Твых.т - температурой дымовых газов, попадающих в топку. В пределах 1000ч1200 К. Принимаем температуру дымовых газов Твых.т =1053 К.

Jвых.т = J1053 = 3800 ккал/м3

3800/0,780=4851 ккал/кг = 20326 кДж/кг

КПД камеры радиации (топки) составит:

зт = (1- (0,02ч0,06)), доли

зт = 1 - 0,05= 0,95.

Определим количество тепла, переданного продукту в камере радиации (прямая отдача топки).

Теплонапряженность вертикально-секционной трубчатой печи:

qp= 29100 ккал/м3ч

qp = 33,9 кВт/м2ч

Таким образом, поверхность нагрева радиантных труб будет равна:

Принимаем печь

Определим температуру продукта на входе в радиантные трубы (топку) Твых.т для чего из уравнения находим Jвых.т.



Искомая температура Твых.т=603 К.

Выбираем трубу диаметром 219Ч10мм с полезной длиной lтр=12,6 м (полезная длина трубы с учетом заделки концов в трубные двойники равна 13м). машина механический трубчатый печь

Число nр радиантных труб:

Количество труб по экранам, их размеры:

Экран „Юг”- 8 шт 219Ч10 l=12600 мм

Экран „ Север” -8 шт 219Ч10 l=12600 мм

Экран „Запад” - 12 шт 219Ч10 l=12600 мм

Экран „ Восток” - 12 шт 219Ч10 l=12600 мм.

По нормалям принимаем шаг размещения экранных труб Sр = 0,385 м.

Расстояние от излучающих стен до трубного экрана равно а =1,0 м. Разместим в камере радиации по вертикали с двух сторон по 12 труб в поду и потоке по 8 труб. Тогда высота радиантной камеры составит:

Ширина радиантной камеры:

При этом объем камеры радиации составит:

Определим скорость движения продукта в трубах змеевика:

при этом необходимо соблюдение условия:

0,5 ? V ? 2,5 м/с

0,5 ? 1,28 ? 2,5 м/с.

Как видно из условия, скорость входа продукта в трубы змеевика находится в допустимых пределах.

Рассчитаем действительную температуру дымовых газов покидающих топку.

Определим среднюю температуру продукта в радиантной камере:

Средняя температура наружной поверхности стенки радиантных труб (экрана) определяется по формуле:

б2 - коэффициент теплоотдачи от стенки труб к нагреваемому продукту, для печей нагревающих жидкое и газообразное сырье 600ч900 Вт/м2К.

Коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых газов к радиантным трубам определяется по формуле:

Определим количество тепла, переданного продукту в камере радиации конвекцией:

Из таблицы принимаем для выбранной печи ВС отношение Sp/Hs=3.8. Тогда величина эквивалентной абсолютно черной поверхности составит:

Hs=348/3,8=91,6 м2.

Коэффициент ш для печей типа ВС со свободным факелом ш=1,25.

При этом температура дымовых на выходе из топки составит:

Значение Твых.т отличается от принятой равной 1053 К в допустимых пределах, следовательно расчет считается окончательным.

Рассчитаем конвекционную камеру стандартной трубчатой печи.

Определим количество тепла, передаваемого продукту в конвекционных трубах.

Определим величину среднего температурного напора по формуле:

Для чего предварительно вычислим:

В камере конвекции также устанавливаются трубы диаметром 152Ч10 мм с длиной lтр=12,6 м, поверхность нагрева конвекционных труб Sр=348 м2.

Число конвекционных труб:

Sк=0,385 - шаг труб.

Для определения коэффициента теплопередачи от дымовых газов к продукту первоначально находим коэффициенты теплоотдачи от трех атомных газов бv и конвекцией бк. Для чего находим среднюю температуру дымовых газов.

Тогда:

Для определения бк из графика находим Е= 22,05. Е- коэффициент, зависящий от физических свойств топочных газов.

Находим Wг- массовая скорость движения дымовых газов.



f- площадь свободного сечения прохода дымовых газов.

тогда:

при этом:

тогда:

К=б1=1,2(11,08++52,8)=76,65 Вт/м2К

Таким образом, поверхность нагрева конвекционных труб:

Принимаем Sк=348 м2.

При числе труб по горизонтали в камере 4 шт, число рядов труб по вертикали будет:



Высота, занимаемая трубами в конвекционной камере, при шаге труб по глубине конвекционного пучка: S1=0,15м.

Ширина конвекционной камеры:

Гидравлический расчет

Рассчитаем давление продукта на входе в змеевик печи или гидравлическое сопротивление змеевика печи [4].

Для определения температуры начало однократного испарения Тн.о.и, , как раньше отмечалось, необходимо построить кривую зависимости.

Тнои от давления р. В нашем случае для нагрева нефтепродукта атмосферной переработки.

Пусть предварительно Рвх.и=6,13·106Па, тогда Тнои=678К, т.е температура начала однократного испарения больше температуры продукта на входе в радиантные трубы, значит испарение продукта начинается в радиантной камере. Находим расчетную длину участка испарения, считая, что испарение продукта происходит в камере радиации:

Тогда эквивалентная длина участка испарения:

Iвх.и- энтальпия продукта в начале участка испарения.

Iвх.т - энтальпия продукта на входе в радиантные трубы при температуре Твх.т.

Iвых.п- энтальпия продукта на выходе из печи.

Iвых.п=0,68·1220++(1-0,68)·1026,92=1158,21 кДж/кг

тогда:

Находим коэффициенты А и В:

Расчетное давление в начале участка испарения составит:



Расчетное давление не намного отличается от заданной. Поэтому принимаем Рвх.п=6,15·106Па.

Вычисляем потери напора в начале участка испарения.

Находим массовую скорость продукта в трубах радиационной камеры:

Тогда потери напора на участке нагрева радиантных труб:

Находим расчетную длину труб конвекционного змеевика:

Находим массовую скорость продукта в трубах (радиационной камеры) конвекционной камеры.

Потеря напора в конвекционном змеевике составит:

Статический напор в змеевике печи составит:

Таким образом, давление продукта на входе в змеевик печи или гидравлическое сопротивление змеевика печи будет:

Рассчитаем дымовую трубу трубчатой печи для нагрева нефтепродукта.

Принимаем величину разряжения в камере радиации ?Рр=30Па.

Находим линейную скорость дымовых газов в самом узком сечении пучка конвекционных труб.



V- количество продуктов сгорания 1 кг топлива (м3/кг).

Тср.к- средняя температура газов в конвекционной камере равная:

mп- число параллельно работающих камер.

Определим потери напора в конвекционном пучке труб.

Тогда статический напор в камере конвекции составит:

При этом потери напора в камере конвекции будет:

Для определения потери напора в борове (газоходы) печи воспользуемся схемой устройства борова (газохода) печи.



Рисунок 4.1. Схема устройства борова печи

Для расчета примем расчетную скорость дымовых газов в газоходе Vб=5 м/с. Тогда:

Wб=5·0,34=1,7 кг/м2·с

Определим площадь борова.

Принимаем высоту борова hб=2,15 м, ширину bб=1,42 м, длину lб=10 м.

При движении в газоходе (борове) дымовые газы совершают два поворота по 900 (один при входе в боров, другой при входе в дымовую трубу) проходят шибер открытый на половину.

Коэффициент местного сопротивления при повороте на 900

здесь берется по таблице , для тогда с=0,9.

Для двух поворотов (один при входе в боров, другой при входе в дымовую трубу).

Коэффициент местного сопротивления для открытого на половину шибера

Потери напора в борове на преодоление местных сопротивлений:

Коэффициент гидравлического сопротивления:

dэ- эквивалентный диаметр борова

При этом потери напора на прямолинейном участке борова (газохода) составит:



Итак

Для определения потери напора в дымовой трубе предварительно вычисляем диаметр трубы. Для чего:

- линейная скорость дымовых газов на входе в дымовую трубу м/с. Принимаем =7ч8 м/с.

-плотность газов при их температуре входа в дымовую трубу Твх.тр.

Диаметр дымовой трубы:

Принимаем

Потери напора при входе газов в трубу.

Коэффициент гидравлического сопротивления трения дымовой трубы:

Тогда:

Тогда:

Общая потеря напора по газовому тракту печи, или величина тяги дымовой трубы составит:



Т.к. величина общей потери напора по газовому тракту не превышает ?200ч300 Па, ограничиваемся естественной тягой, т.е. устанавливаем дымовую трубу без вентилятора.

Проверку высоты дымовой трубы осуществляем по формуле:

Рассчитанное значение H=22,5 м мало отличается от ранее принятой H=24 м, поэтому нет необходимости в пересчете.

4.2 Расчеты на прочность, устойчивость узлов и деталей

Расчет цилиндрического элемента на внутренне давление.

Максимальная температура стенки трубы конвекционной части = 380 0С.

Максимальная температура стенки трубы радиантной части = 440 0С.

Расчетная толщина [5].

расчетное давление, МПа.

допускаемое напряжение, МПа.



предел прочности при длительной эксплуатации = 1500 МПа.

предел текучести при длительной эксплуатации = 1000 МПа.

коэффициент запаса для ;

коэффициент запаса для ;

прибавка для рабочих условий = 3 мм = 0,003 м.

прибавка для коррекции = 0,8 мм = 0,0008 м.

отрицательный допуск на толщине = 2,5 мм = 0,025 м.

внутренний диаметр цилиндрического элемента = 337 мм = 0,337м.