Описание работы:
Краткая характеристика процесса комплексной подготовки нефти и печей, используемых в нём.
Обзор и анализ существующих методов построения математических моделей, применяемых для получения модели печи в установках комплексной подготовки нефти.
Построение математической модели печи установки аналитическим методом.
Построение статических характеристик.
Установках комплексной подготовки нефти предусматривается её обезвоживание, обессоливание и стабилизация. Схема такой подготовки представлена на рис.1 . На ней подробно рассмотрен процесс стабилизации, поэтому участок УПН, где происходят обессоливание и стабилизация упрощён и представлен блоком 2.
Итак, нефть с промысла поступает в теплообменник 1, а затем, пройдя блок 2, в печь 3, в которой нагревается от 40°С до 150°С, откуда направляется в трапы-стабилизаторы 5, работающие под давлением 6 – 10 кГс/см2. Широкая фракция поступает в ректификационную колонну 4. С верха колонны отводятся пары верхнего продукта. Парогазовая смесь, пройдя теплообменник снижает свою температуру. При этом часть её смеси конденсируется. Смесь несконденсировавшегося газа и жидкости поступает в сепаратор 8, где
осуществляется их разделение. Газовый остаток через теплообменник 6 отводится с установки для использования на внутренние нужды или подаётся на газобензиновый завод. Для поддержания температуры низа колонны часть тяжёлого остатка рециркулируется через подогреватель 9, другая часть подаётся в нефть, выходящую из трапа-стабилизатора, восполняя таким образом утраченный ею бензиновый потенциал. Далее нефть под остаточным давлением проходит сырьевые теплообменники, отдав в которых тепло, поступает в резервуары товарной нефти.
Теперь рассмотрим печь, используемую в данной установке. Трубчатая печь является аппаратом, предназначенным для передачи нагреваемому продукту тепла, выделяющегося при сжигании топлива в топочной камере печи.
Печи классифицируют по технологическим признакам (нагревательные, реакционно-нагревательные), по теплотехническим признакам (конвекционные, радиантно-конвекционные, радиантные), по конструктивным признакам ( по конфигурации печи: коробчатого типа, цилиндрические, печи с наклонным сводом, вертикальные печи; по количеству камер: однокамерные, двухкамерные, многокамерные; по расположению камеры конвекции: камера конвекции располагается сбоку или в центре печи, камера конвекции располагается над радиантной камерой, камера конвекции располагается под радиантной камерой), по группе гидравлических признаков (по схеме движения газов в камере радиации: печи с движением газового потока в пределах ограничивающих поверхностей, печи с прохождением газового потока через экран; по схеме движения газов в камере конвекции: печи с нисходящим движением газов, печи с восходящим движением газов, печи с прямолинейным движением газов).
В соответствии с выбранной классификацией печь рассматриваемую в данной работе можно представить как нагревательную печь с конвекционным способом передачи тепла нефтепродукту, коробчатого типа, однокамерную (камера конвекции) с восходящим движением газов.
Таблица 1
Основные технологические характеристики:
Температура сырья на входе в печь
40°С
Температура сырья на выходе из печи
150°С
Температура дымовых газов на входе в камеру конвекции
180°С
Расход дымовых газов на входе в камеру конвекции
0.0029 м3/с
Расход сырья в змеевике
0.03 м3/с
Плотность сырья
850 кг/м3
Плотность дымовых газов в конвекционной камере
1.52 кг/см3
Диаметр конвекционных труб (змеевика)
0.14 м
Диаметр трубки горелки
0.0076 м
Длина змеевика
12 м
Длина камеры
11.5 м
Ширина камеры
3 м
Высота камеры
0.9 м
Сырьё – нефть с промысла.
Часть 2. Обзор и анализ существующих методов построения математических моделей, применяемых для получения модели печи в установках комплексной подготовки нефти.
Существующие методы расчёта трубчатых печей можно разбить на эмпирические и аналитические.
Эмпирические методы, основанные на обобщении экспериментальных данных, имеют широкое распространение вследствие простоты расчётов и удовлетворительной сходимости с данными практики. Однако они применимы только для строго определённых условий.
Аналитические методы расчёта отличаются сложностью, но поскольку базируются на основных законах теплообмена, то их можно применять в широких пределах. Они обеспечивают вполне удовлетворительную сходимость с данными практики. Учитывая, что технологический процесс теплообмена в рассматриваемой модели печи подробно изучен и имеются аналитические зависимости, характеризующие его, наиболее адекватным методом получения модели является аналитический метод.
Часть 3. Построение математической модели печи установки аналитическим методом.
На основе анализа технологии процесса работу печи можно представить в виде следующей упрощённой схемы (рис.2)...
|
Файл: Скачать работу: по дисциплине МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
- был проверен антивирусом Kaspersky Antivirus . Вирусов не обнаружено! 