Оптимальное конструирование змеевика трубчатой печи при промежуточном отборе паровой фазы

• Автор: Образцова, Екатерина Игоревна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 237 с. : ил.

и ВВЕДЕНИЕ
'■* 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Характерные особенности работы трубчатых печей нефтепереработки и нефтехимии
1.2 Классификация трубчатых печей
1.3 Нагревательные печи для атмосферно-вакуумной перегонки (ABT)
1.4 Змеевик трубчатой печи
^ 1.4.1 Назназначение и особенности расположения змеевика в печи
1.4.2 Особенности конструкции трубчатого змеевика нагревательной печи
1.4.3 Выбор материала печных труб
1.5 Методы и средства диагностики труб змеевика
1.6 Особенности модернизации печных змеевиков
1.7 Методы моделирования в технологических производствах
1.8 Назначение расчета и его содержание
1.8.1 Типы и методы расчета
1.9 Обработка результатов
1.8 Выводы
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ПРЕДПОСЫЛКИ К £ СОЗДАНИЮ МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ЗМЕЕВИКА
2.1 Структура и режимы течения двухфазных потоков
2.1.1. Гидродинамика двухфазных потоков в обогреваемых трубах
2.1.2 Структуры двухфазных потоков. Режимы течения
2.2 Статистический анализ дефектов печных труб, проведенный на НПЗ
2.3 Анализ долговечности печных труб
■» 2.4 Оптимизация работы трубчатых печей. Реконструкция трубчатых

змеевиков

2.5 Расчет равновесных систем. Процесс однократного испарения
2.6 Гидравлический режим и расчет потери напора в трубчатом змеевике
Выводы
3 РАСЧЕТ КООРДИНАТЫ ОТБОРА ПАРОВОЙ ФАЗЫ
3.1 Выбор координаты отбора паровой фазы из змеевика
3.2 Характеристика продуктов и материалов, применяемых при исследованиях
3.3 Исходные параметры и характеристики исследуемой печи
3.4 Методика расчета координаты отбора паровой фазы
3.4.1 Принятые обозначения
3.5 Практическая реализация предложения
Выводы
Результаты проведенных расчетов
4. ОПТИМАЛЬНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗМЕЕВИКА ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ
4.1 Характеристика материалов, применяемых для изготовления
змеевиков трубчатых змеевиков
4.2 Характеристики длительной прочности стали 15Х5М
4.3 Прочностной анализ новых конструкций
4.4 Расчетный анализ конструкции на прочность посредством программы АИБУБ
4.4.1 Прочностной статический анализ
4.4.2 Исследование напряженно-деформированного состояния узла разделения фаз змеевика нагревательной трубчатой печи

4.5 Расчетный анализ конструкции трубчатого змеевика на механическую прочность посредством программы СТЛРТ
4.5.1 Термины и определения, используемые в программе СТАРТ
4.5.2 Методика решения. Расчетные формулы и соотношения
4.5.3 Исследование напряженно-деформированного состояния змеевика
нагревательной трубчатой печи
Общие выводы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное)
ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное)
ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное)

Путем преобразований уравнений (2.2) - (2.5) основное уравнение (2.1) можно представить в более удобном для расчета виде:
В приведенном уравнении первое слагаемое, стоящее в квадратных скобках, значительно меньше второго, поэтому с некоторым приближением его можно записать следующим образом:
Допустим, что испарение сырья начинается в точке Н (см. рисунок 2.5), давление в начале участка испарения равно р,„ при этом температура сырья и а длина участка испарения 1„ [71,4, 5].
Расчетная длина участка испарения 1„ определяется по уравнению
где ОвыхСМ — энтальпия сырья смеси паровой е и жидкой (1-е) фаз при температуре выхода из печи,
Яш и я,к — энтальпия сырья соответственно в начале участка испарения при температуре 1„ и при температуре 1р входа сырья в радиантные трубы; 1р — расчетная длина радиантных труб, равная сумме фактической длины труб и приведенной длины печных двойников.

Так как в этом случае е„ = 0. Для этого случая имеем
QZ=eQeЫX+{ і-екь«
(2.13)
(2.14)
здесь пр - число радиантных труб, приходящихся на один поток сырья; 1„ — полная длина одной трубы;