Расчет подогревателей в резервуарах

14.5.1 Расчет производится с целью определения требуемой поверхности подогревателей. Расчетом определяется также расход пара на работу подогревателей. Методика расчета приводится для условий подогрева нефти и нефтепродуктов водяным паром или перегретой водой. Принятые обозначения переменных, используемые в расчётах, приведены в таблице 14.10.

Таблица 14.10 - Принятые обозначения переменных используемых для расчетов

№ п/п	Наименование параметра	Обозна-чение	Единица измерения
	Температура нефти или нефтепродукта перед подогревом
	Температура нефти или нефтепродукта после подогрева
	Время подогрева нефти или нефтепродукта от температуры до температуры
	Температура пара
	Давление пара
	Дополнительное термическое сопротивление, принимаемое для нефти равным и нефтепродуктов равным
	Наружный диаметр труб подогревателя
	Теплосодержание насыщенного пара при температуре
	Теплосодержание конденсата при
	Коэффициент теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту
	Поверхность нагрева подогревателя
	Расчетная мощность нагревателей
	Полезная мощность подогревателей
	Потери мощности при подогреве
	Общий расход тепла на подогрев нефти
	Коэффициент теплоотдачи от стенок труб подогревателя к нефти или нефтепродукту
	Расход пара на подогреватели

 

Окончание таблицы 14.10

	Плотность нефти или нефтепродукта при
	Удельная теплоёмкость нефти
	Кинематический коэффициент вязкости нефти
	Коэффициент температурного расширения

 

14.5.2 При выполнении расчёта принимаются следующие допущения:

- начальная температура нефти одинакова по всему объёму резервуара;

- температура окружающей среды постоянна по высоте;

- теплопроводность, теплоёмкость и коэффициент термического расширения нефти не зависят от температуры;

- потерями тепла через боковую стенку, днище и крышу можно пренебречь.

14.5.3 Поверхность нагрева подогревателя определяется по формуле:

, (14.26)

где значение коэффициента , учитывающего переохлаждение конденсата до 100 ^оС, принимается на основе таблицы 14.11.

Таблица 14.11 – Значения коэффициента

Давление пара, атм
Температура пара, ^оС
Коэффициент при	До 20 ^оС	1,01	1,02	1,04	1,06	1,07	1,08
30 ^оС	1,01	1,02	1,04	1,06	1,08	1,09
40 ^оС	1,02	1,02	1,05	1,06	1,08	1,09

 

14.5.4 Средняя за период подогрева, температура нефти или нефтепродукта определяется по формуле:

(14.27)

 

14.5.5 Расчетная мощность нагревателей определяется по формуле:

(14.28)

 

14.5.6 Полезная мощность подогревателей определяется по формуле:

, (14.29)

 

где:

-общий расход тепла на подогрев нефти или нефтепродукта:

(14.30)

14.5.7 Потери мощности при подогреве определяется по формуле:

, (14.31)

где: - сумма произведений площадей поверхности боковой стенки, крыши и днища резервуара на соответствующие им коэффициенты теплопередачи от нефти или нефтепродукта в наружный воздух, определяется так же как в 14.3.3.2.

14.5.8 Коэффициент теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту определяется по формуле:

, (14.32)

где:

- коэффициент теплоотдачи от стенок труб подогревателя к нефти:

, (14.33)

коэффициент принимается по таблице 14.12.

Таблица 14.12 – Значения коэффициента

	1,00	0,99	0,98	0,97	0,96	0,95	0,94	0,93

 

14.5.9 Температура наружной стенки труб подогревателей определяется по формуле:

(14.34)

 

14.5.10 Расход пара на подогреватели определяется по формуле:

(14.35)

 

Пример расчета

Исходные данные, принятые для расчёта, приведены в таблице 14.13.

 

Таблица 14.13 – Исходные данные принятые для расчета

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Значение
	Температура нефти или нефтепродукта перед подогревом
	Температура нефти или нефтепродукта после подогрева
	Время подогрева нефти или нефтепродукта от температуры до температуры
	Температура пара
	Давление пара
	Дополнительное термическое сопротивление
	Наружный диаметр труб подогревателя
	Теплосодержание насыщенного пара при температуре
	Теплосодержание конденсата при
	Радиус резервуара РВСП – 5000
	Уровень нефти в резервуаре
	Высота резервуара РВСП – 5000
	Высота участка резервуара РВСП – 5000
	Наружная температура воздуха
	Коэффициент температурного расширения
	Удельная теплоёмкость нефти
	Плотность нефти или нефтепродукта при
	Кинематический коэффициент вязкости нефти или нефтепродукта при

Последовательность расчетов:

1) Проводим расчёт остывания резервуара РВСП – 5000.

2) Определим среднюю за период подогрева, температуру нефти или нефтепродукта по формуле (14.27):

3) Определим коэффициент теплопередачи от нефти или нефтепродукта в окружающую среду (принимаем температуру стенки резервуара )

- кинематическая вязкость при температуре :

;

- коэффициент теплоотдачи от нефти или нефтепродукта к боковой стенке резервуара по формуле (14.16):

;

- коэффициент теплопередачи от нефти или нефтепродукта к воздуху через стенку резервуара по формуле (14.15):

;

-проверяем правильность выбора температуры стенки по формуле (14.17)

;

-площадь поверхности днища по формуле (14.20):

;

- площадь поверхности кровли по формуле (14.21):

;

- площадь поверхности стенки по формуле (14.19):

;

- общая площадь поверхности резервуара:

;

-коэффициент теплопередачи от нефти или нефтепродукта в окружающую среду по формуле (14.18)

4) Определим массу нефти в резервуаре:

- плотность при температуре :

;

- масса нефти в резервуаре по формуле (14.23):

5) Определим мощность нагревателей:

- общий расход тепла на подогрев нефти или нефтепродукта по формуле (14.30):

;

- полезная мощность подогревателей по формуле (14.29)

;

- потери мощности при подогреве по формуле (14.31)

;

- расчетная мощность нагревателей по формуле (14.28)

6) Определим коэффициент теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту (принимаем температуру стенки труб подогревателя ):

- кинематическая вязкость при температуре

- коэффициент теплоотдачи от стенок труб подогревателя к нефти или нефтепродукту по формуле (14.33):

- коэффициент теплопередачи от пара к нефти или нефтепродукту по формуле (14.32)

- проверяем правильность выбора температуры стенки по формуле (14.34)

7) Определим поверхность нагрева подогревателя и расход пара по формулам (14.26) и (14.35):