Расчет полезной тепловой нагрузки печи.

Тепловая мощность печи или ее полезная тепловая нагрузка равна ко­личеству теплоты, необходимой для нагрева и частичного испарения сырья, а также для получения перегретого пара, подаваемого в куб колонны К-1.

В качестве топлива печи примем мазут, содержащий: 86,5 % углерода,

11,5 % водорода, и 2 % серы. Расход водяного пара на распыление топлива составляет 0,5 кг/кг. По методике [18] найдем состав дымовых газов.

Найдем мольное содержание углерода, водорода и серы в 1 кг мазута:

Теоретическое количество кислорода для горения:

где N_c, N_H, N_S, – содержание в топливе соответствующих элементов.

Теоретическое количество воздуха на горение 1 кг мазута:

Для сжигания жидкого топлива примем коэффициент избытка воздуха α=1,2, тогда практическое количество воздуха определяют по формуле:

Определяем состав продуктов сгорания:

Суммарное количество продуктов сгорания:

или 18,76 кг/кг топлива

температура уходящих дымовых газов по данным [18] принимается на 100 ˚C больше, чем температура водяного пара на входе в пароперегреватель печи:

ºС

где, t_c – температура пара на входе в печь

Энтальпию продуктов сгорания на 1 кг топлива при 300ºС найдем по формуле:

= 6390 кДж/кг

По формуле Менделеева [18] низшая теплота сгорания топлива:

где С, Н, S, O, W – содержание углерода, водорода, серы, кислорода, влаги, % мас.

кДж/кг

КПД печи:

где = 0,05 – потери тепла в окружающую среду.

Результаты расчета полезной тепловой нагрузки печи представлены в таблице 15:

Таблица 15 Расчет полезной тепловой нагрузки печи

Поток	Расход, кг/час	Температура, оС	Энтальпия пара Iп, кДж/кг	Энтальпия жидко­сти Iж, кДж/кг	Количество те­пла на поток Qi, кВт
Вход в печь:
Мазут-сырье				679,55	75505,56
Водяной пар на турбулизацию по­токов			3266,9		1088,97
Водяной пар в па­роперегреватель					3690,56
ИТОГО:	80285,2
Выход из печи:
Мазут-сырье			1093,73*0,6863(е)	883,35*0,3137(1-е)	114192,64
Водяной пар на турбулизацию по­токов			3221,1		1073,70
Водяной пар из пароперегревателя			3266,9		4718,86
ИТОГО:	119985,2
Полезная тепловая нагрузка печи:

 

Теплопроизводительность трубчатой печи (Q_Т­, МВт) определяется по уравнению:

где Q_пол - полезно затраченная теплота, МВт;

h=0,7 - КПД печи.

Qт=39,7/0,7 = 56,7 МВт

Расход топлива:

Принимаем среднефактическую теплонапряжённость радиантных труб для вакуумной печи q_р = 35 · 10³ Вт / м² [18]. Принимаем стандартную печь типа ВС4 со следующими параметрами:

Радиантные трубы

Поверхность нагрева – 1400 м²

Рабочая длина – 12,6 м

Количество секций – 4

Теплопроизводительность (при среднедопустимом теплонапряжении радиантных труб 31,32 кВт/м²) – 58,46 МВт

Габаритные размеры (с площадками для обслуживания)

Длина – 17,6 м

Ширина – 8,4 м

Высота – 20 м

Масса

Металла (без змеевика) – 85,2 т

Футеровки – 160 т