Выбор типоразмера трубчатой печи

Выбор типоразмера трубчатой печи осуществляется по каталогу [3] в зависимости от ее назначения, теплопроизводительности, вида топлива.

Так как в ходе расчетов стала известна теплопроизводительность Q_пол =20,86 Гкал/ч, то по каталогу выбираем печь типа СКГ1_.

Печь — свободного вертикально-факельного сжи­гания комбинированного топлива, коробчатая, с го­ризонтальным расположением труб змеевика в од­ной камере радиации. Горелки типа ГП-2 расположены в один ряд в поду печи. На каждой боковой стороне камеры радиации установлены однорядные настенные трубные экраны, которые об­лучаются рядом вертикальных факелов. Трубный экран может быть однорядным и двухрядны; стенным.

При изменении теплопроизводителыности горелок практически не меняется характер эпюры подводимыхх тепловых потоков на трубный экран.

Так как в печи сжигается комбинированное топливо, на печи предусмотрен газосборник, через который газы сгорания отводятся в отдельно стоящую дымовую трубу.

Таблица 1 – Техническая характеристика печи типа СКГ1

Радиантные трубы: поверхность нагрева, м^2 рабочая длина, м Теплопроизводительность(при среднедопускаемом теплонапряжении радиантных труб 40,6 кВт/ м^2 (35 ), МВт (Гкал/ч) Габаритные размеры (с площадками для обслуживания), м: длина L ширина высота Масса, т: металла печи (без змеевика) футеровки

12,5 26,8(23,1)     18,6   81,3 140,8

 

 

В соответствии с сжигаемым топливом – газ, подбираем по каталогу [5] горелку ГП-2 (ТУ 26-02-68-78).

Краткая характеристика горелки ГП-2

Предназначена для сжигании в трубчатых печах типов ГС1, ВС1, ГН2 и ЦС1 газообразного или жидкого топлива (или того и другого одновременно) при распыливании водяным паром.

Горелка состоит из газовой, жидкостной и воздушной частей, скомпонованных и единый агрегат. Газовая часть горелки представляет собой коллектор с двумя рядами отверстий (для выхода газа) и газоподводящей трубой. Жидкостная часть горелки - форсунка, расположенная внутри корпуса горелки. Воздушная часть горелки состоит воздуховода для воздуха от вентилятора и корпуса, который имеет регистр с окнами для поступления атмосферного воздуха.

Конструкцией горелки предусмотрена подача в нее воздуха от вентилятора через воздуховод. Необходимость подачи воздуха в горелку может быть вызвана двумя и причинами: недостаточным разрежением в топке, при котором не обеспечивается подсос требуемого количества воздуха, я также использование подогретого воздуха при сжигании топлива.

Горелка работает устойчиво присовместном сжигании жидкого и газообразного топлива (в любых соотношениях). При этом обеспечивается номинальная тепловая мощность горелки.

 

 

Таблица 2 – Техническая характеристика горелки ГП-2

 

Тепловая мощность, Qгорелки (номинальная), МВт (Гкал/ч): Производительность при сжигании: газа (Q=8200 ккал/м^3), м^3/ч мазута (Q=9500ккал/кг), кг/ч Давление перед горелкой: газа, кПа (кгс/см^2) мазута и пара, МПа (кгс/см^2) Разряжение в камере сгорания, Па (кгс/см^2) Температура перед горелкой,^0С газа мазута Удельный расход пара на распыление топлива, кг пара/кг топлива Коэффициент избытка воздуха при сжигании: газа мазута Диапазон рабочего регулирования по расходу: газа, м^3/ч мазута, кг/ч Коэффициент рабочего регулирования Габаритные размеры, мм Масса, кг

2,4 (2,1)     1,5 (150) 0,26 (2,6) 150 (15)   До 250 0,11     1,08 1,1   52-250 45-216 4,8 665х495х470 70,4

 

Число горелок, шт:

n= шт

 

Расчет диаметра печных труб

 

На данном этапе по результатам расчета выбираются стандартные размеры труб (диаметр, толщина и шаг). При этом используется следующий алгоритм расчета.

 

Определяется объемный расход нагреваемого продукта, м³/с:

, (37)

где G_с– производительность печи по сырью, т/сут;

- плотность продукта при средней температуре t_ср, кг/м³.

, (38)

.

Площадь поперечного сечения трубы определяется уравнением:

, (39)

где n – число потоков;

W – допустимая линейная скорость продукта, м/с,

d_вн – расчетный внутренний диаметр трубы, м.

Оптимальная скорость при нагреве нефти может быть принята [2] Принимаем скорость линейную скорость нефти

Из уравнения рассчитывается внутренний диаметр трубы:

, (40)

Конструкция выбранного типоразмера печи такова, что эффективнее разделить поток сырья на кратное двум число потоков, поскольку в камере радиации установлена стена, делящая камеру на две.

Разделим поток сырья на два параллельных потока, что обусловлено не только конструкционными особенностями трубчатой печи, но и снижением общего гидравлического сопротивления.

Округляя значение расчетного диаметра трубы, учитывая толщину стенки, и выбирая в соответствие с этим остальные размеры труб, получим:

d_нар= 0,152м, d_вн= 0,152-2·0,008= 0,136м; [2].

Шаг между осями труб: фитинги S₁= 0,275м, толщина стенки труб σ= 0,008м.

Тогда фактическая скорость движения потока, м/с:

(41)

 

При выборе диаметра печных труб, принимаем по ГОСТу большее значение. Таким образом, увеличивается поверхность теплообмена и снижается гидравлическое сопротивление потоку сырья. С другой стороны, линейная скорость потока сырья будет ниже, следовательно, турбулентность потока тоже уменьшится. Это приведет к снижению коэффициента теплопередачи, т.е. интенсивность теплообмена будет ниже.

Но поскольку в камере радиации происходит испарение сырья, то поток нефти, двигающийся по змеевику сверху вниз, будет барботироваться парами, что увеличит поверхность теплообмена (за счет поверхностей пузырьков пара).

Фактическая скорость оказалась меньше расчетной вследствие округления диаметра трубы в большую сторону.