Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

ТАБЛИЦА 6.35

Коэффициент теплоотдачи от нефти и нефтепродукта к стенке резервуаров, ккал/(м2. ч • °С), при различной высоте резервуаров

10 20 30 40 50

10 20 30 40 50

20 30 40 50

19,0 23,9 26,8 29,4 32,3

17,7 22,3 25,7 28,1 30,0

ft = 4м

3,2 4,1 4,7 5,1 5,5

2,4 3,0 3,4 3,7 4,1

А = 8 м

ft = 12 м

3,1 3,9 4,5 4,9 5,3

2,3 2,9 3,2 3,6 3,9

1,8 2,0 2,1

1,1 1.4 1,6 1,7 1,9

1,2 1,4 1,6 1,8 1,9

1,0 1,3 1,5 1,7 1,8

от

стенки иан средняя температура нефти или нефтепродукта и воздуха, •С; А - уровень аалива нефти.

л 4п " (<ст +273)4-«о+ 273)4 аз = Л.10 8-j-:-,

(6.31)

где А = 4,0 для резервуаров, окрашенных темной краской, и 3,7 ккал/(м* X X ч-С) для резервуаров, окрашенных алюминиевой краской. По упрощенной формуле

l/ai + l/a2 •

(6.32)

где «1 - коэффициент теплоотдачи от нефти или нефтепродукта к боковой стенке резервуара,ккал/(м2.ч-С); - коэффициент теплоотдачи от боковой стенки резервуара в воздух; принимается равным 23 ккал/(м2.ч-С).

ai = AiY(tcp-tcx)/Vn,.

(6.33)

где .41 - 39,5 - 0,0267р2о; <ст - температура стенки резервуара, С, кото-рои следует задаться и которую необходимо проверить по формуле

tcT=tcp-{fcp - to);

(6.34>

- кинематическая вязкость нефти или нефтепродукта, см»/с€к, при [ературе пограничного со стенкой слоя tn.c = 0,5 (<ср -f- *ст); pjo -

л п. с

плотность нефти или нефтепродукта при 20° С, кг/м».

l/ttiK4-«гАэкв 4-2 А) + /(«2 + аз)

(6.35)

а - коэффициент теплоотдачи от зеркала нефти или нефтепродукта в газовое пространство резервуара; принимается по табл. 6.36 в зависимости от

ТАБЛИЦА 6.36

Коэффициент теплоотдачи ajK от поверхности нефти и нефтепродукта в газовое пространство резервуара, ккал/(м2 . ч • °С)

разности температуры нефти или нефтепродукта и газового пространства; .; - толщина слоя газа пад нефтью и нефтепродуктом; s,- - толщина листа металла, теплоизоляции и т. д.; Xi - коэффициент теплопроводности листа металла, теплоизоляции и т. д.; Яэкв - эквивалентный коэффициент теплопроводности газовоздушной смеси; «2 - коэффициент теплоотдачи от поверхности покрытия в окружающий воздух.

Ал=-

(6.36)

где л2 - коэффициент теплопроводпости грунта, ккал/(м2ч-"С); d - диаметр дппща резервуара, м; о;]д - коэффициент теплоотдачи от нефтепродукта к днищу резервуара (принимается по табл. 6.38 с уменьшением на 30%) .

Для заглубленных вертикальных цилиндрических резервуаров полный коэффициент теплопередачи через стенку

kcr={JicT, вс-Аст. rprp)Z(B-b гр)

(6.37)

где Act. в п Аст. гр- полные коэффициенты теплопередачи через стенку в воздух п групт; Fb и Frp - иоверхность овнки резервуара, соприкасающаяся с воздухом и грунтом. Коэффициент теплопередачи

, 1 /л QO\

" i/ai+Si/Xi+H/2Krp + i/a2B

где Н - глубина погружения резервуара в грунт; Лгр - коэффициент теплопроводности грунта, окружающего степку резервуара; ав - коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в окружающий воздух; ав = 10 15 ккал/(м!!.ч-С).

тепл?п?редТчиТ™1резервуаров полный коэффициент

ксг =

(С.30)

сферный*жГздух теплоотдачи от поверхности резервуара через грунт в атмо-

2Хгр

(6.40)

2 гр=-

D 1п

/(.-глубина заложения осп резервуара в грунт; D - диаметр резервуара Коэффициепт теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту

где а - коэффициент теплоотдачи от стенок труб подогревателя к нефти или нефтепродукту, ккал/(м2-ч-°С); Д - дополнительное термическое сопротивление, принимаемое для нефти равным 0,003, для нефтепродуктов 0,002 м*-ч- С/ккал.

Коэффициент тенлоотдачи

. н - сг

diiVcT

(6.42)

где Л, = 26,1 - 0,0172р2о; <ст. н - температура наружной стенки труб подогревателей. С, которой следует задаться и которую необходимо проверить по формуле:

tcT.H-tcph-{ln - t,p), (6.43)

«ср - средняя температура за период подогрева, °С; - наружный диаметр труб подогревателя, м; Vct - кинематическая вязкость нефти или нефтепродукта, см/сек, при температуре наружной стенки. /

Общая длина труб подогревателя при принятом диаметре d змеевиков, м.

L = F/(nd).

(6.44)

Число секций подогревателя равно п = L/1. Длина отдельных секций аарозмеевикового подогревателя и общее число секций онределяется тепловыми и гидравлическими режимами подогревателей. Предельная длина отдельных параллельных ветвей подогревателя, м, по формуле В. И. 1ср-никина

п -к

(6.45)

где dn - внутренний диаметр труб подогревателя, м; с я« 0,00005 м-i; р, - давление пара нри входе в подогреватель, кгс/см; ~ давление пароводяной смеси прп выходе из подогревателя, кгс/см; Ясм - коэффициент теплопроводности смеси; g - ускорение свободного падения, м/сек; i„ и - среднее теплосодержание пара и конденсата, ккал/кг; к - коэффициент теплопередачи от пара к нефтепродукту, ккал/(см2-ч-С); /„ - средняя температура пара в секции подогревателя, "С; Up - средняя температура нефтепродукта, "С.

Расход пара яа работу подогревателей, кг/ч,

С„=7/(1п-1к), (6.40)

где q - расчетная теплопроизводительность подогревателей, ккал/ч.

Расчет теплообменников. Поверхность нагрева теплообменника, м2,

F=--q/[kAlT~tcp)], (6.47)

о я - расчетная теплопроизводительность теплообменника, ккал/ч; kj - «ппЛЛиниент теплопередачи от теплоносителя к пефти или нефтепродукту, -ял/Гм2-ч-°С); fT - расчетная температура теплоносителя, °С; «ср - средняя температура пефти или нефтепродукта в теплообменнике, "С; tcp = 0,5 X j1 /„) где t, - температура нефти или нефтепродукта перед теплообменником, "С; 2 - то же, после теплообменника, "С.

Расчетная теплопроизводительность теплообменника, ккал/ч,

q=Qpc(t2-h), (6.48)

где О - расход нефти или нефтепродукта, м/ч; р ~ плотность нефти или нефтепродукта, кг/м», при средней температуре; принимается по графику (см. рис. 6.24); с -теплоемкость пефти или нефтепродукта, ккал/(кг• "С), при средней температуре; принимается по графику (см. рис. 6.23).

При расчете теплообменника определяют ориентировочно его поверхность, зате.м по ней выбирают теплообменник из числа выпускаемых и ро-мыгаловпостью и выполняют поверочный расчет выбранного аппарата. Коэффициент теплопередачи от теплоносителя к нефти и нефтепродуктам можно брать по табл. 6.37. В качестве теплоносителя применяют пар и воду. Обычно по трубам теплообменника движется нефть или нефтепродукт, в межтрубном пространстве - теплоноситель. таблица е.37

Значение коэффициента теплопередачи от теплоносителя к нефти и нефтепродуктам, ккал/(м2 . ч • С)

Примечание. В числителе приведены коэффициентгы при > 50° С, в зна.ченателе - при (. < 50° С.

Поверочный расчет теплообменника, работающего па паре. Поверхность теплообменника определяется по формуле (6.47). Коэффициепт теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту

AT = l/(Va/f). (Р>-49)

Значения R принимаются те же, что и для подогревателя. Коэффициент теплоотдачи а определяется в зависимости от числа Рейнольдса

Пс = -

.10*,

(6.50)

где w - скорость движения нефти или нефтепродукта в трубах, м/сек; - внутренний диаметр трубок, м; v - вязкость нефти или нефтепродукта, см2/сек, при средней температуре нефти или нефтепродукта в теплообмен-Нике .

При Re < 2200

„ = Heo.33:2fi(££Jpi£P)!l- (,/,,)в... (6.51)

где Вп = 2,75-0,0012р2о; коэффициент Р определяется по табл. 6.38; 1ст с - температура внутренней стенки труб, "С; задается и затем проверяется по формуле <ст. п = <ср + (А:т/а) (<т - ср); Vct - вязкость нефти или нефтепродукта, cMVceK, при температуре стенки <ст. в.

ТАБЛИЦА 6.38 Значение ко.эффициента

ст.в ср

20 40 60

ст. в ср

а Л;оэффициент теплоотдачи от воды к наруилшй стене труб тепло-пбмепипиа, ккал/(м2-ч-°С); «а - коэффициент теплоотдачи от внутренней стевки труб теплообменника к нефти или нефтепродукту.

Расход воды в теплообменнике, мз/ч,

<?..-?/[Рз («П1-В2)]. (6.56)

g д расчетная теплопроизводительность теплообменника, ккал/ч; рв -

птотность воды, кг/мЗ, для средней температуры; ini и <В2 - температура воды соответственно на входе в тсплообмеппик и на выходе из него, °С, численно равная теплосодерл(анию воды, ккал/кг.

1,00 0,99 0,98 0,97

80 110 120 140

0,96 0,95 0,94 0,93

tu. ср = 0.5(<„1+<р.2).

(6.57)

Коэффициент теплоотдачи от воды к наружным стенкам труб теплообменника, ккал/(м3.ч-»С),

,,,0,8

аг~~ВБ

При 2200 <3 Re <3 10 ООО

V0,43

"jKB

(6.58>

(6.52)

»де Ко принимается по табл. 6.39; Вп = 3,45-0,001р2о; Р определяется по табл. 6.38.

ТАБЛИЦА 6.3!)

.{начеиия коэффициента К(,

где В к Б - коэффициенты, принимаемые по табл. 6.40 {В в зависимости от ta.cp, Б - or «ст. н); имтр - скорость ВОДЫ в межтруйном пространстве, м/сек; isKB - эквивалентный диаметр менотрубного пространства, м; и «2 --

ТАБЛИЦА 6.40

Значения коэффициентов В в Б

При Не>> 10 000

V0,43

(6.53)

где Вт (7,15-0,002Рао)-10-2.

При малых скоростях пефти и нефтепродукта в трубках теплообменника необходимо проверять значения коэффициента по формуле

(6.54)

где А

«2 = 26,1-0,0172р20. Из

1з двух значений а следует принимать большее. Расход пара на работу теплообменника определяется так же, как для подогревателя.

Поверочный расчет теплообменника, работающего на воде. Поверхность теплообменника определяется по формуле (6.47). Коэффициент теплопередачи от воды к нефти или нефтепродукту, ккал/(м2.ч-°С),

l/ai-H/aa-l-R

(6.5.5)

расстояние между осями трубок, м; <ст. н - наружная температура стенок теплообменника, "С, которую следует задать и проверить по формуле

ст.н = в.ср- (в.ср-<ср). (6.59)

1/мтр = в/(/„тр-3600), (6.60)

где /„тр - площадь сечения межтрубного пространства теплообменника, м.

<гэкв = 4/„тр/х, (6.61)

гдех - смоченный периметр межтрубного пространства, м.

х = л(Дк-1-"<г„), (6.62)

где - внутренний диаметр кожуха теплообменника, м; п - число трубок; "н - наруншый диаметр трубы, м.