|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Промышленное значение горючих газовСтр 1 из 22Следующая ⇒
КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине «СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ Донецкий национальный технический университет
Кафедра промышленной теплоэнергетики
КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине «СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»
для студентов специальностей 7.090510 «Теплоэнергетика» 7.090521 «Тепловые электрические станции» 7.000008 «Энергетический менеджмент» очной и заочной форм обучения
Утверждено на заседании кафедры «Промышленная теплоэнергетика» протокол № ___ от «___» _____________2007 г.
Утверждено на заседании учебно-издательского совета ДонНТУ протокол № 4 от «19» мая 2008 г.
Донецк, ДонНТУ, 2008
УДК 620.9
Методические указания по лекционному курсу по дисциплине «Система производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов специальностей 7.090521, 7.090510, 7.000008 дневной и заочной форм обучения. / Сост.: С.М. Сафьянц, Е.К. Сафонова, Г.Е. Константинов, А.Л. Попов, Д.Л. Безбородов. Компьютерная верстка: И.А. Мазурина, О.П. Карандашева, О.С. Фирсаева, И.Н. Щелкунов. Донецк: ДонНТУ, 2007, – 183 с.
Составители: С.М. Сафьянц, д.т.н., проф. Е.К. Сафонова, к.т.н., доц. Г.Е. Константинов, ст.преп. А.Л. Попов, к.т.н., доц. Д.Л. Безбородов, асс. Компьютерная верстка: И.А. Мазурина, ст. гр. ТП-03 О.П. Карандашева, ст. гр. ТП-03 О.С. Фирсаева, ст. гр. ТП-03 И.Н. Щелкунов, ст. гр. ТП-03
ã Сафьянц С.М., Сафонова Е.К., Константинов Г.Е., Попов А.Л., Безбородов Д.Л. ã Донецкий национальный технический университет, 2008 г.
СОДЕРЖАНИЕ 1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСА……………9 2 СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ………………………………………..9 2.1 Промышленное значение горючих газов……………………………9 2.2 Классификация и характеристика горючих газов…………………10 2.3 Добыча и обработка природного газа………………………………12 2.4 Структура и состав газового промысла………………….…………12 2.5 Добыча и обработка природных газов……………………………...13 2.6 Транспортировка газа на большие расстояния…………………….15
3 ПЕРЕКАЧИВАЮЩИЕ КОМПРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ………….17 4 ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОВ СУХОЙ ПЕРЕГОНКИ ТОПЛИВА…20 4.1 Газы безостановочной газификации…………………………….….21 4.2 Газификация топлива…………………………………………...…...21
5 ГАЗООБРАЗНОЕ ТОПЛИВО……………………………………………24 5.1 Горючие и негорючие газы…………………………………..……..23 5.2 Схема процесса коксования в камере коксовой печи…………..…26 6 МАГИСТРАЛЬНЫЕ ГАЗОПРОВОДЫ………………………………...26 6.1 Классификация и прокладка газопроводов……………………..….27 6.2 Установки системы распределения газов………………………......30 6.3 Газораспределительные пункты и газораспределительные установки (ГРП и ГРУ)……………………………………………………....32 6.4 Расчет и подбор регуляторов давления……………………….…....33
7 СХЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ……………………………………………………………..34 7.1 Одноступенчатая схема газоснабжения предприятия с сетью низкого давления.............................................................................................................35 7.2 Двухступенчатая схема газоснабжения.............................................36 7.3 Объем потребления.............................................................................37 7.4 Схема снабжения металлургического предприятия доменным и коксовым газами................................................................................................38
7.5 Схема снабжения газопотребляемых объектов природным газом............................................................................................................39 7.6 Газовые балансы предприятий...........................................................39 7.7 Управление газовым хозяйством предприятия................................41 7.8 Потребление и нормы расхода газа...................................................43 7.9 Годовой график потребления газа промышленным узлом, включающим несколько предприятий и населенных пунктов.....................44 7.10 Техника безопасности в газовом хозяйстве....................................46
8 ВИДЫ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ЕГО ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ………………………………………………………..48 8.1 Мазут и смола………………………………………………………..49 8.2 Вязкость………………………………………………………………50 8.3 Газификация мазута………………………………………………….52 8.4 Схема и общая характеристика мазутного хозяйства ТЭС……….55 8.5 Золовое хозяйство пылеугольной ТЭС……………………………..58 8.6 Золоотвалы. Защита водоемов от загрязнения сточными водами системы ГЗУ…………………………………………………………………...62 9 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И АЗОТА………………….65 10 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК…………….66 10.1 Цикл Линде………………………………………………………….67 10.2 Цикл Линде с дополнительным охлаждением сжатого воздуха...70 10.3 Цикл Клода (среднего давления, Р=2-4 МПа)……………………71 10.4 Технические процессы разделения воздуха (резерв)……………80 10.5 Разделение воздуха методом низкотемпературной ректификации………………………………………………………….………83 10.6 Однократная ректификация………………………………..………84 10.7 Двукратная ректификация…………………………………...…….88
11 СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ КИСЛОРОДНЫХ УСТАНОВОК….91 11.1 Установки высокого давления…………………………………….92 11.2 Установки среднего давления……………………………………..93 11.3 Установки низкого давления………………………………………98 12 ПРОИЗВОДСТВО КИСЛОРОДА И АЗОТА………………………..101 12.1 Промышленное разделение воздуха……………………………..103 12.2 Очистка воздуха от механических примесей……………………104 12.3 Очистка воздуха от СО2…………………………………………..105 12.4 Трубопроводы……………………………………………………..110 12.5 Станции производства продуктов разделения воздуха металлургического предприятия……………………………………………111 12.6 Производственные опасности и техника безопасности на станциях разделения воздуха……………………………………………….114 13 ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТИРОВКИ АЗОТА И КИСЛОРОДА……………………………………………………………….116 14 ИСКУССТВЕННЫЙ ХОЛОД………………………………………...117 14.1 Область использования…………………………………………...119 14.2 Классификация…………………………………………………….121 14.3 Холодильные агенты паровых компрессорных установок……..122
15 СХЕМЫ И СОСТАВ ОСНОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ……………………...124 15.1 Система прямоточного водоснабжения………………………….124 15.2 Система последовательного водоснабжения……………………126 15.3 Схема оборотного водоснабжения………………………………128 15.4 Смешанная или оборотно-последовательная схема водоснабжения……………………………………………………………….130 16 БАЛАНС ВОДЫ В СИСТЕМАХ ОБРАТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ……………………………………………………....131 17 ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ОБРАТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ…………………………………………………....…134 17.1 Пруды-охладители………………………………………………...135 17.2 Брызгальные бассейны…………………………………………….136 17.3 Градирни……………………………………………………….….137 17.3.1 Открытая брызгальная градирня………………………...…137 17.3.2 Открытая капельная градирня……………………………...138 17.3.3 Башенная градирня………………………………………….138 17.3.4 Вентиляторные градирни…………………………………..139 18 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОХЛАДИТЕЛЕЙ…………….140 19 СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА……………………………………………………………..146 19.1 Направления и масштабы использования сжатого воздуха на промышленных предприятиях……………………………………………...146 19.2 Воздуходувные станции…………………………………………..148 19.3 Устройство и схемы воздухопроводов доменных печей………..149 19.4 Компрессорные станции…………………………………………..153 19.5 Выбор компрессоров……………………………………………...154 19.6 Компоновка оборудования……………………………………….155 19.7 Воздухосборники………………………………………………….156 19.8 Сети компрессорного воздуха……………………………………159
20 СЖАТЫЙ ВОЗДУХ…………………………………………………….161 20.1 Транспортировка сжатого воздуха. Воздухопроводы…………..161 20.2 Экономика выработки сжатого воздуха…………………………163 . 21 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА…………………………………………………………………….164 21.1 Физические явления, используемые для осуществления искусственного охлаждения……………………………………………...…164 22 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИЙ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДА…………………………………………………………………….169 22.1 Определение нагрузок на холодильное оборудование…………169 22.2 Выбор холодильного оборудования……………………………..173 23 ПРОИЗВОДСТВО ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ…………………………….176 ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК………………………………………………….....182 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Пригодные для экономически выгодного использования виды энергии имеются не везде. Поэтому транспорт энергии одна из сложнейших задач. Некоторые виды энергии, например, энергии ветра, солнца, воды, транспортировать нецелесообразно. Наиболее целесообразным является транспорт энергии в виде топлива, особенно транспорт по трубам (нефтепроводам и газопроводам). В настоящее время 2/3 полученной человеком энергии реально не используется, а теряется. Из полезно использующей энергии (35 %) 18 % тепловой энергии используется в промышленности, 10 % - в быту, 7 % - в виде работы. Исходя из этого основной перспективой совершенствования энергетического мирового баланса является снижение потерь энергии, прежде всего, при ее транспортировке и распределении, а также увеличении доли возобновляемых источников энергии. Целью изучаемой дисциплины является изучение общих принципов, структуры и функционирования систем производства и распределения энергоносителей, а также отличительных особенностей их основных элементов: газотранспортных, жидко- и твердотопливных систем, станций и установок по производству сжатого воздуха, продуктов разделения воздуха, систем водоснабжения, станций по производству и транспортировке искусственного холода и т. п.
СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ Газификация топлива 1. газификация кислородом (воздухом) С + 0, 5 О2 → СО 2. горение в кислороде С + О2 → СО2 3. газификация углекислым газом – реакция Будуара С + СО2 → 2СО 4. газификация водяным паром – реакция водяного газа С + Н2О → СО + Н2 5. газификация водородом – гидрогазификация С + 2Н2 → СН4 Доменный газ – побочный продукт производства чугуна, после коксования кокс направляется в доменную печь. Получается при сжигании кокса в доменной печи. Состав: Сжиженные газы. Общим свойством является то, что они состоят из пропана С3Н8 и бутана С4Н10. Общим свойством, кроме этого, является возможность их перевода в жидкое состояние при умеренных температурах и сравнительно небольшом повышении давления. Это обеспечивает их транспортировку в жидком состоянии, а сжигание – в газообразном. С3Н8 имеет tкип = - 42оС, теплоту сгорания Сжиженный газ производится при переработке попутного нефтяного газа, в котором 25% пропанобутановых фракций. Состав товарного газа определяется климатическими условиями, давление паров сжиженного газа должно быть достаточным для транспортировки, но не превышать безопасности. Р=0, 02÷ 1, 6 МПа. В средней полосе в зимнее время в газе должно быть не менее 75% газа пропана-пропилена. А в летнее – 34%.
Рисунок 4.1 - Схема переработки попутных газов
В компрессионном отделении 1 очищенный сырой газ сжижается с выделением полупереработанного газа и сырого компрессионного бензина. В отделении 2 происходит окончательное отбензинивание газа методом сорбции или глубокого охлаждения. Сорбция может происходить в маслосорбционных (абсорбционных) и углесорбционных (адсорбционных) установках. Сухой газ направляется к потребителю, а сырой бензин поступает в 3 отделение (газофракционирующую установку) для окончательной переработки. В этом отделении получают узкие фракции. Сорбция может происходить или в абсорбционной или в адсорбционной установках. Абсорбционная установка происходит в маслосорбционных установках, адсорбция – в углесорбционных установках. Сырой бензин поступает в 3 для окончательной переработки. В этом отделении получаются узкие фракции. На газораздаточную станцию сжиженный газ поступает в цистернах, потребителю – в баллонах. Давление цистерны с пропаном 2 МПа, с бутаном 0, 8 МПа. Цистерна выполнена в виде термоса, верхняя половина покрыта кожухом металлическим, зазор между стенками 60 мм. Крышка люка имеет предохранительный клапан и контролирующее устройство, наполнение и опорожнение, контроль уровня и т. д. Сжиженные газы применяются для снабжения населенных пунктов и небольших предприятий, удаленных от газовых месторождений и магистралей газопровода. При перевозе в сжиженном состоянии объем газа уменьшается приблизительно в 250 раз. Газы, полученные из природных, состоят в основном из пропана C3H8 и бутана (изобутана) С4Н10, газы, полученные из жидкого продукта содержат пропилен, этилен и более тяжелые углеводороды. Общим свойством (кроме этана и этилена) этих газов является возможность перевода их в жидкое состояние при умеренных температурах и сравнительно небольшом увеличении давления. Это позволяет транспортировать в жидком состоянии, а сжигать в газообразном состоянии. Характеристика основных элементов: C3H8 tкип = -42º С, Q
С4Н10 tкип = -1…-10º С, Q
Сжиженный газ производят в основном при переработке попутного нефтяного газа, в котором содержится до 25% пропан - бутановых фракций. Состав товарного газа определяется климатическими условиями потребления. Давление паров сжиженного газа должно быть достаточным для транспортировки его к газо – используемым устройствам, но не превышать предел безопасной работы, что составляет обычно Р = 0, 02…1, 6 МПа В зимнем газе средней полосы должно содержаться не менее 75% пропана – пропилена, а в летнем – 34%.
ГАЗООБРАЗНОЕ ТОПЛИВО Горючие и негорючие газы Горючие газы используются для газоснабжения городов и промышленных предприятий. К ним относятся углеводороды СnHm, водород и оксид углерода СО. К негорючим газам относятся: N2, CO2, O2 – балласт газообразного топлива. Примеси: водяные пары, сероводород, пыль. Горючие газы. Н2 – водород, имеет СО – угарный газ, образуется в процессе сгорания угля при недостатке О2. В промышленности получают СО пропуская СО2 над раскаленной поверхностью углерода при высокой температуре. СО2 + С → СО Газ ядовитый, без цвета, без запаха, синее пламя, допустимое содержание СО в производственных помещениях 0-0, 3 мг в мл воздуха. Очень сильный восстановитель. В реакциях восстанавливается углерод переходит в четырехвалентное состояние, т. е. изменяет степень окисленности от +2 до +4. При солнечном освещении СО присоединяет Cl CO + Cl2 → COCl2 - фосген СО входит в состав доменного, генераторного и водяного газа. Метан – СН4, газ без цвета и запаха, легче воздуха, растворим в воде СН4 + 2О2→ СО2 + 2Н2О При неполном сгорании СН4 образуется сажа, т. к. он выделяется со дна болот при медленном разложении органических веществ при недостатке воздуха (болотный, рудничный газы). Получение: 1) СН3СООNa + NaOH→ Na2CO3 + CH4 ↑ 2) Al4C3 + 12H2O→ 4Al(OH)3 + 3CH4↑ 3) нагрев С в Н2 при катализаторе С + 2Н2→ СН4↑ 4) Синтез на основе водяного пара по реакции СО + 3Н2 → СН4 + Н2О
Ацетилен – С2Н2, если он горит в О2 – смесь взрывоопасна, ослепительный белый цвет. Природный газ – в основном состоит из метана 90-96 %. До 6 % тяжелых углеводородов. Может содержать до 4 % азота, СО2 – 0, 1-0, 2 %, теплота сгорания может быть 35-37, 4 в зависимости от %-ого содержания. Преимущества газообразного топлива: · Себестоимость добычи природного газа в 10-15 раз меньше, чем угля в шахте, и в 3-4 раза меньше открытым способом. · Транспортировка газа по трубопроводам значительно дешевле, чем угля ж/д транспортом. · Освобождается большое количество рабочей силы и подвижного состава. · При использовании газа упрощается топливное хозяйство предприятия. · Повышение производительности агрегата при переводе на газообразное топливо. · Отсутствие серы в газе повышает качество продукции и делает процессы экономичными и чистыми.
· Облегчение процесса производства и поддержания заданного температурного режима. · Облегчение автоматизации процесса. · При использовании газа в доменном производстве, повышается производительность доменных печей и расход кокса. · Перевод мартеновских печей на отопление природным газом вместо мазута позволяет значительно повысить выплавку стали и сократить расход топлива на 10%. · При переводе печей цементной промышленности с твердого топлива на газообразное, производительность их увеличивается на 7-10%. Рентабельность предприятий повышается более чем на 30%. · На 10-12% повышается производительность нагревательных печей металлообрабатывающей промышленности. · Возможность создать высокие санитарно – гигиенические условия труда.
Недостатки: · Повышенные требования к герметичности газопроводов и к устройствам сжигания топлива. · Взрывоопасность. Искусственные горючие газы. В них примеси могут быть в виде пыли, цианистых соединений и аммиака. Для газоснабжения применяют сухие газы, содержание влаги в которых не должно превышать количество, насыщающего газ при температурах -20оС зимой и +35оС летом. При транспортировке газа на большие расстояния его предварительно осушивают. Искусственные газы имеют резкий запах. Природный газ запаха не имеет, его одорируют. Этот резкий неприятный запах ощущается при концентрации газа 1 %. Искусственные газы делятся на 3 основные группы в зависимости от способов перегонки: 1. газы сухой перегонки; 2. газы безостановочной газификации; 3. сжиженные газы.
Газы сухой перегонки получают при нагревании твердого или жидкого топлива без доступа воздуха. Побочным продуктом производства чугуна может быть доменный газ, кокса – коксовый газ. Состав коксового газа: 57 % Н2, 22% СН4, 7 % СО, остальное – негорючие. Доменный газ: ≈ 30 % СО + Н2, остальное – негорючие. МАГИСТРАЛЬНЫЕ ГАЗОПРОВОДЫ Магистральные газопроводы предназначены для транспортирования газа из района его добычи или производства в отдаленный район потребления. В зависимости от величины рабочего давления согласно СНиП II-45-75 различают следующие классы магистральных газопроводов: Ι класс – 2, 5-10, 0 МПа; II класс – 1, 2-2, 5 МПа; В зависимости от диаметра и способа прокладки магистральные газопроводы делятся на следующие категории: В – трубопроводы внутри зданий; I – переходы через судоходные и водные преграды и железнодорожные пути – диаметр произвольный; II – переходы через автомобильные дороги и болота – диаметр произвольный; III – все виды прокладок, диаметр трубопровода более 1200 мм; IV – трубопроводы диаметром менее 1200 мм. Объем потребления I. Аглофабрики. II. Воздухонагреватели доменных печей (кауперы) III. Доменная печь IV. Производство стали V. Прокатное производство VI. Вспомогательное и буферные потребители Аглофабрики осуществляют спекание железорудной шихты, в состав которой входит концентрат железных руд, железная руда, известь, коксик и т.д. Спекание шихты осуществляется при горении входящего в ее состав коксика, а зажигания и предварительный нагрев за счет горелок, работающих на смеси коксового газа, доменного и природного или чистого природного газа. При производстве окатышей газообразное топливо используется для обогрева печей, где происходит процесс обжига окатышей. Температура обжига составляет 900-11000С и для ее создания могут использовать различные виды газообразного топлива. В доменном производстве газообразное топливо используется воздухонагревателями и доменными печами. Воздухонагреватели предназначены для подогрева воздушного дутья перед подачей его в доменную печь, и представляют собой теплообменные аппараты регенеративного типа. Нагрев дутья достигает 1000-14000С. Для отопления используют доменный газ с добавлением коксового или природного. Доменные печи потребляют природный газ, который подается в нижнюю часть печи вместе с воздушным дутьем и, служит для замены дорогостоящего и дефицитного кокса. Изменение расхода природного газа сразу же сказывается на тепловом состоянии печи через 3-8 часов, поэтому изменение расхода кокса следует осуществлять значительно раньше, чем изменение расхода газа. Сталеплавильный процесс производства стали носит цикличный характер. Этот процесс включает несколько этапов: ¯ завалка шихты, заливка чугуна; ¯ плавление; ¯ рафинирование; ¯ выпуск стали. Расход газообразного топлива по периодам неравномерный. Наибольший за период разогрева и плавления, нулевой расход в конце плавки. Колебания расхода газа на одной печи значительны, а в цехе из-за большого количества печей-5-20%. Для отопления чаще всего используется природный газ. Прокатный цех: газообразное топливо используется, прежде всего, в нагревательных устройствах при подготовке металла к прокатке. Различны по конструкции, мощности и виду используемого газа. Вспомогательное производство – ТЭЦ, кузнечные, литейные, термические и др. обычно работают по прерывному графику. К большинству из них предъявляются требования буферных производств, т.е. возможность перехода на другой (резервный) вид топлива. Правильная и четкая организация использования всех ресурсов газа как естественных, так и поступающих со стороны, а также смежные предприятия определяет надежность газоснабжения металлургического предприятия. Газовые балансы предприятий
Газовый баланс позволяет сопоставить приход газообразного топлива с расходом его потребителями и характеризует надежность газоснабжения. В реальных условиях всегда существует некоторый дебаланс, минимальная величина которого равна величине неизбежных потерь. В упрощенном виде газовый баланс записывается: SQп=SQр+SQо+П, где SQп ‑ суммарный приход газа; SQр –суммарный расход газа по проекту; SQо – количество газа отпускаемого сторонним потребителям; П – потери. Отдельной строкой в газовом балансе выделяется расход буферных потребителей, характеризуемый маневренность ресурсов газа.
Рисунок 7.5 – Газовый баланс металлургического предприятия
В зависимости от ресурсов топливо различают балансы: · нормальный; · избыточный; · дефицитный; · неустойчивый (неорганизованный). Нормальный ‑ отсутствуют перебои в газоснабжении и выбросы в атмосферу. Избыточный ‑ характеризуется значительными выбросами газа в атмосферу при полном снабжении всех имеющихся потребителей. Дефицитный ‑ отличается устойчивым, недостаточным снабжением потребителей при безусловном отсутствии выбросов в атмосферу. Неорганизованный ‑ в отдельные периоды могут быть сбросы газа в атмосферу, а иногда возможны перебои в снабжении основных потребителей. По структуре газового баланса предприятия можно разделить на четыре группы: 1. Предприятия, которые только потребляют газ. 2. Предприятия, которые потребляют и вырабатывают горючий газ, но в количестве недостаточного для покрытия собственных потребностей. 3. Предприятия, которые вырабатывают газ в количестве достаточного для собственных нужд. 4. Предприятия, которые не только покрывают собственные потребления, но и могут производить отпуск его на сторону. 1 – машиностроительные заводы, металлургические заводы без коксового производства; 2 и 3 – металлургические заводы с полным циклом, где дефицит горючего газа может составлять 0‑ 50%; 4 – коксохимические и металлургические заводы без прокатных цехов (с неполным циклом). Газовые балансы подразделяются также на: · перспективные; · плановые; · фактические. Перспективные ‑ составляются на 3-5 лет, в них закладываются необходимые меры для нормального газоснабжения во все периоды развития предприятия. Плановые ‑ составляют на ближайший месяц, квартал, год. Ими определяется достаточность имеющихся ресурсов газа для нормального газоснабжения на указанный период, и в случае недостатка намечаются технические меры для нормальных работ агрегатов. Фактические ‑ составляют по данным за тот или иной отчетный период. Они позволяют проанализировать насколько рационально используется топливо, правильны и достаточны ли меры для обеспечения нормального газового режима. · Минимальный резерв газа для буферного потребления составляет: · по коксовому газу – 10% от общего потребления газа предприятием; · по доменному газу ‑ выходу газа от самой большой доменной печи за вычетом 50% расхода газа на каупера этой же печи; · по природному газу ‑ 5-8% от общего потребления газа этим заводом; · по ферросплавному газу – 100%кол-ва производимого. · Планируемая величина потерь при составлении газового баланса; · доменного газа – до 4% от выхода; · коксового – 0, 5%; · природного – 0, 1%; · ферросплавного – 15%. Перед составлением газового баланса в начале приходная и расходная часть выражается количеством теплоты в единицу времени, а затем определяются расходы газов, исходя из величины теплоты их сгорания.
Мазут и смола Мазут – высококалорийное топливо, теплота сгорания его в среднем 40200 кДж/кг. В топливном балансе на долю мазута приходится менее 5%. Каменноугольную смолу применяют реже и ее доля – 0, 05%. Теплота ее сгорания – 35, 6МДж/кг.
Таблица 8.1 - Теплотехнические характеристики мазута
Таблица 8.2 - Структура потребления жидкого топлива
Вязкие крекинг. мазуты содержат от 87 до88, 5% углерода и от 10, 5 до 11, 5% водорода. Содержание серы: из несернистых нефтей 1%; в сернистых – 3, 5%. Разница между теплотами сгорания обезвоженых, малосернистых и сернистых мазутов не превышает 2%. Чем больше содержание Н2О в мазуте, тем меньше их рабочая теплота сгорания. Qраб. отводнения=Qy-0, 01QнW-5, 58W W – содержание воды в топливе, % или приближенно Qраб абв=Qн-100W Для эксплуатации существенный интерес представляет теплота сгорания, отнесенная к единице объема.
Кнр – объемная теплота сгорания. QРН – низшая массовая теплота сгорания. d420 – плотность топлива. Вязкость
От величины вязкости зависит степень распыления топлива форсунками, надежность работы топливорегулирующей и перекачивающей аппаратуры, легкость транспортирования и слив из ж/д цистерн, танкеров и барж. При вязкости топлива, называемой предельной, количество топлива, подаваемого по топливной системе к двигателю, не обеспечивает его номинальную мощность. Вязкость реактивных и дизельных топлив определяется капиллярным вискозиметром (кинематическая вязкость) и выражается в сантистоксах. Вязкость газотурбинных топлив и флотских мазутов нормируется при 50 0С (для мазутов Ф5 дополнительно определяется динамическая вязкость в пуазах при 0С и 10С), а для топочных мазутов при 80С (М-40 и М-100) и при 100С (М-200). Вязкость газотурбинных топлив и мазутов измеряется условным вискозиметром и выражается условными градусами (˚ ВУ). Условная вязкость мазутов принята в качестве основного показателя для их маркировки – марка топлива соответствует значению его условной вязкости в ˚ ВУ при 50С (например вязкость мазута Ф12 равна 12˚ ВУ). Использование дизельных топлив парафинового основания при низких температурах ограничивается их высокой температурой застывания. Вязкость мазутов тем больше, чем тяжелее мазут, чем больше его смолистость, изменяется при низких температурах по разному. Мазуты прямой гонки - непарафинистые из несернистого сырья характеризуются сравнительно пологой вязкостью – температурной кривой до 0С. Имея низкую температуру застывания, они легко транспортируются и перекачиваются, при температуре около 0С. Вязкость непарафинистых крекинг-мазутов при понижении температуры более быстрее, чем мазутов прямой гонки. У парафинистых мазутов с повышением вязкость при уменьшении температуры резко повышается предельное напряжение сдвига за счет кристаллизации содержащихся в них высокоплавких, главным образом парафиновых углеводородов. Сливать и перекачивать парафинистые мазуты можно только при температурах, превышающие температуры застывания. Мазуты, полученные при переработке сернистых нефтей, содержат значительное количество парафинов и смолисто-асфальтовых веществ. Поэтому при понижении температуры вязкость настолько увеличивается, что потеря подвижности (текуч5ести) наступает при более высоких температурах, чем температура застывания, определяемая по ГОСТ. В этом случае вязкость мазутов увеличивается не только от застывания, но и от загустения. Начиная с 10С и ниже, вязкость сернистых мазутов намного превышает вязкость несернистых. Для мазутов аномалия вязкости, появляющаяся при низких температурах, имеет большее значение, чем для дизельных топлив. Определяемую при этих условиях вязкость называется кажущейся, эффективной, структурной или максимальной ŋ max. С увеличением градиента скорости течения топлива, образовавшаяся структура разрушается, и кажущаяся вязкость уменьшается. Однако она уменьшается до определенного предела, после чего с возрастанием напряжением не изменяется. В этом случае образовавшуюся постоянную вязкость называют остаточной (с разрушенной структурой) или минимальной ŋ min. Структурная вязкость при низких температурах наблюдается у всех мазутов независимо от их происхождения. У сернистых прямогонных, и крекинг-мазутов структурообразование выражается сильнее, чем у малосернистых. · Сернистые и крекинг-мазуты · Малосернистые мазуты В зимнее время при перевозках в цистернах температура мазута может достигать температуры наружного воздуха и слив их возможен только после подогрева до температур:
Таблица 8.3 – Температуры слива мазута
Таблица 8.4 – Вязкость мазутов при низких температурах, размерность пуазы, (ПЗ)
Мазут необходимо подогревать при перекачках его по трубопроводам, т.к. с увеличением вязкости мазутов уменьшается производительность насосов, а у центробежных насосов одновременно падает и кпд. Средняя скорость перекачки мазутов м/с: 0, 8…1, 5 на линии всасывания 1, 0..2, 5 на линии нагнетания Транспортировать высоковязкие парафиновые мазуты по трубопроводу, особенно имеющему значительную напряженность, можно при непрерывной их перекачке. При ее прекращении в случае невозможности сохранения вязкости мазута, необходимой для перекачки, трубопровод опорожняют. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 720; Нарушение авторского права страницы
=4 МДж/м3, ρ =1, 3 кг/м3, Н2=2, 7%, СН4=0, 3%, Н2S=0, 3%, CO=28%, CO2=10, 2%, N2=58, 5%.
= 91300 кДж/м3, 
