Расчет эксергетического кпд трубчатой печи

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 7Следующая ⇒

Для расчета эксергетического кпд трубчатой печи нужно знать эксергию каждого потока: сырье на входе и выходе, а также топливо (мазут) на входе и дымовые газы на выходе. Эксергия складывается из физической и химической составляющих.

Для определения этих величин необходимо воспользоваться справочной литературой [10-11], в которой приведены значения удельных теплоемкостей солярового дистиллята, мазута и дымовых газов: 2 кДж/кг•°, 2, 2 кДж/кг•° и 1, 2 кДж/кг•° соответственно. Стоит также ответить, что температура на входе и выходе сырья из трубчатой печи составляет 100°С и 350°С. Топливо подогрето до 100°С до попадания во внутреннюю часть печи, где оно сжигается. Дымовые газы в результате прохождения радиантной и конвективной зон выводятся из системы с температурой равной 500°С.

Зная необходимые данные, рассчитаем физическую составляющую эксергии каждого из потоков [12]:

Химическая составляющая будет рассчитана только для потока топлива и для выходящих дымовых газов, поскольку основной поток (сырья) не претерпевает химических превращение, а только нагревается внутри печи.

Низшая теплотворная способность топлива (мазута) определяется по уравнению [13]:

где C, H, S, O, W – соответственно содержание в топливе углерода, водорода, серы, кислорода, влаги, % масс.

кДж/кг

Теоретическое количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива:

кг/кг

Фактический расход воздуха:

где a – коэффициент избытка воздуха

кг/кг

Количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

где W_ф – расход форсуночного пара

кг/кг

Расход мазута на нагревание 220 000 кг/ч сырья принят равным 1200 кг/ч, следовательно расход дымовых газов будет равен

Состав дымовых газов принимается равным CO₂ = 13%, H₂O = 11%, N₂ = 76% (кислорода в отходящих газах нет).

Тогда [12]

Расчет эксергетического кпд регенератора

Теплоемкости и входные, выходные температуры потоков указаны в таблицы материального баланс регенератора.

Далее ведется расчет химических составляющих эксергии потоков кокса и влажных газов регенерации.

Операторная схема установки 43-103 каталитического крекинга с пневмотранспортом катализатора потоком высокой концентрации.

Эксергетическая диаграмма печь-реактор-регенераторного блока установки 43-103 каталитического крекинга с пневмотранспортом катализатора потоком высокой концентрации.

РАЗДЕЛ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ

Выбор схемы регулирования

Автоматизация управления установки каталитического крекинга является весьма актуальной задачей также и в связи с тем, что тенденция развития современных установок является дальнейшее повышение их мощностей, а в условиях крупнотоннажного производства даже относительно незначительное уменьшение выхода целевых продуктов или некоторое ухудшение их качества приводит к большим потерям.

Устойчивую и надежную работу установок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое можно обеспечить при полной их автоматизации с применением систем автоматического регулирования: реактор с контролем и регулированием расхода перегретого водяного пара, кратности циркуляции и концентрации катализатора; регенератора с регулированием температуры, давления и уровня катализатора; трубчатой печи; аппаратов для ректификации продуктов крекинга. Оптимального технологического режима можно достигнуть, использую ЭВМ.

Потоки: I - сырье; II - свежий катализатор; III - продукты реакции; IV - водяной пар; V - отработанный катализатор.

В качестве примера показана схема регулирования температуры в зоне реакции реактора с применением каскадной системы автоматического регулирования. По этой схеме постоянство расхода катализатора в реакторе обеспечивается корректировкой температуры в кипящем слое, а задание регулятору расхода пара дается регулятором расхода катализатора. Схема работает следующим образом: расход катализатора поддерживается постоянным при помощи диафрагмы 1, дифманометра 2, вторичного самопишущего прибора 3, пропорционально-интегрального регулятора 4 и регулирующей задвижки 5. Если температура в зоне реакции отклоняется от заданной, то термопара 6 подает сигнал в электропневматический преобразователь 7, связанный с ПИД регулятором 9. Этот регулятор и подает команду регулятору расхода катализатора 4. Постоянный расход перегретого пара поддерживается системой автоматического регулирования, состоящей из диафрагмы 10, дифманометра 11, вторичного прибора 12, ПИ регулятора 13 и регулирующего клапана 15. При изменении подачи катализатора в реактор задание регулятору расхода пара 13 корректируется сигналом, поступающим от регулятора 4 через регулятор соотношения 14. Таким образом, при повышении температуры в зоне реакции обеспечивается автоматическое уменьшение подачи катализатора в реактор и соответственно снижается расход пара в нем [4].

Управление и контроль процессов, протекающих во всех аппаратах установки, осуществляется централизованно из операторной. Нарушение технологического режима фиксируется звуковой и световой сигнализацией. Все параметры, требующие сигнализации, охвачены информационными системами ЭВМ. Машина кроме технико-экономических показателей за каждую смену рассчитывает такие параметры, как объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции катализатора, концентрация катализатора, коксовая нагрузка регенератора, материально-тепловой баланс аппаратов.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 Следующая ⇒