Сопротивление воздухоподогревателя по нагреваемому воздуху

Рисунок 5 – Расчетная схема рекуперативного воздухоподогревателя

Сопротивление входного диффузора h_диф

(4.13)

где ξ - коэффициент сопротивления диффузора

(4.14)

где k=1- раскрытие диффузора при α =76º [8]

w_диф – входная скорость воздуха в диффузоре

(4.15)

где – входная скорость в центральную трубку;

f_{вн тр} – сечение центральной трубки ;

f_диф1 - сечение подводящего воздуховода ;

n – число элементов трубчатых.

=3, 1 м/с –усредненная скорость в центральной трубке

Потеря давления на входе в центральные трубки

где ξ =3 – коэффициент местного сопротивления.

Сопротивление внутренних труб с ленточным завихрителем.

(4.16)

где ξ = 0, 042 – по [ 8 ]

Сопротивление выхода из внутренних трубок

(4.17)

где ξ =1 - для выхода из трубок

w’’_внтр – выходная скорость воздуха

Сопротивление поворота на 180⁰ и входе воздуха в решетку кольцевую

(4.18)

где ξ =5 – для поворота на 180˚ и входа воздуха в решетку кольцевую

w’_{к з} – скорость на входе в кольцевой канал

(4.19)

Сопротивление выхода воздуха из кольцевого зазора решетки и поворота на 90˚

где ξ =2, 2- для кольцевого зазора решетки и поворота на 90˚

w’’_кз – скорость на выходе из кольцевогозазора

Сопротивление выходного конфузора

(4.20)

где ξ =0, 34 – для конфузора

w_конф – скорость воздуха максимальная в конфузоре

Сопротивление диффузора

Сопротивление трения в центральной трубе

(4.21)

где – для стальной гладкой трубы [8]

L – длина центральной трубки;

d _вн – ее диаметр внутренний.

Сопротивление трения в кольцевом зазоре

(4.22)

где – для стальной трубы [8]

L_{к з} – длина кольцевого зазора, L_кз =2, 41 м;

d _кз – его усредненный диаметр.

Суммарная потеря давления воздухоподогревателя по воздуху

Аэродинамическое сопротивление распределительных воздухопроводов (с арматурой) к горелкам равно 260-300 Па.

Необходимое давление воздуха у горелок приблизительно 440 Па.

Напор дутьевоого вентилятора

Н=103, 6+310+440=853, 6 Па

Выбираем центробежный вентилятор ВЦ-14-46-5:

подача 11700÷ 14200 м³/ч,

электрическая мощность 40 кВт,

обороты - 970 об/мин.,

полный напор 1150 Па.

Имеется резерв по подаче и напору.

5 КИП и автоматика установки

Печь П-1 относится к шатровым: двухскатная крыша, двухпоточная по сырью, с конвективной и двумя радиантными камерами (рис. 1). Газовые атмосферные горелки типа ГГ-213 расположены на боковых сторонах (всего 16 штук).

Состав газа, калорийность и расход газа и воздуха

Ежедневно состава нефтезаводского газа определяют по автоматическим газоанализаторам. Влагосодержание газа определяют по содержанию влаги, и по психрометру. Калорийность нефтезаводского газа определяют автоматическими калориметрами газовыми, или расчетом по его состав. Потребление топливного газа измеряют нормальными диафрагмами на общем газопроводе и на каждую печь. На газопроводе к каждой печи установлен счетчик.

Температура в печи и газоходах

Температура дымовых газов в газоходе П-2 измеряется и регистрируется прибором (TE), разряжение в борове измеряется и регистрируется приборами (PE). Содержание кислорода (О₂) и (СО) в газах контролируется датчиками концентрации (QE).

Контроль давления в печной системе

Необходимо поддерживать требуемое разряжение, определять сопротивления по участкам. Небольшое разрежение в печи исключает выбивание дымовых газов в цех и позволяет судить о тяге дымовой трубы и сопротивлении участков газоходов. Используются тягонапоромеры или манометры.

Температура нефтезаводского газа и ГСС.

Измерение и регистрация температуры газо-сырьевой смеси, выходящей из П-1 (П-2), производится приборами (TE) на каждом потоке (их 2).

Регулирование температуры газо-сырьевой смеси на выходе из печи осуществляется электромагнитными клапанами, размещенными на газопроводе горючего газа к коллектору печи. Имеется возможность сжигать углеводородный заводской газ низкого давления (УГНД), и тяжелую жидкую фракцию 430-500 ^оС с установки ЭЛОУ-АВТ-6.

6 Электроснабжение печного участка

Главные требования к системе электроснабжения: надежность, экономичность.

Производственные цеха нефтеперерабатывающих заводов относятся, к 1-ой категории надежности электропитания. Перебои в электроснабжении влекут за собой опасность для жизни работников, поломку оборудования, заметный брак продукции, нарушение всего технологического процесса.

На большинстве НПЗ применяется современная схема электроснабжения – глубокий ввод напряжением 6 кВ непосредственно на промплощадку предприятия.[13].

Принята схема электроснабжения – питание от двух ЛЭП напряжением 6 кВ. Принципиальная схема электропитания печи показана на чертеже. Электроэнергия напряжение 6 кВ поступает на понизительную подстанцию 6/0, 4 кВ по двум самостоятельным линиям ЛЭП 1 и ЛЭП 2. Применение АВР в схеме электроснабжения обеспечивает непрерывное питание электроприемников при выходе из строя одной из питающих линий.

Основные потребители электроэнергии на установке гидроочистки дизельного топлива (на печи П-1) являются электродвигатели дымососа и вентилятора. Исходные данные для проектирования раздела электроснабжение - ведомость электрических нагрузок печного участка.

Таблица 7 – Состав электрических нагрузок установки

6.1 Расчет электрических нагрузок установки

Исходные данные для расчета электрических нагрузок печного участка: мощность установленная электроприемников (табл.7), продолжительность включения (эксплуатационные данные и паспортные характеристики работающего оборудования), коэффициент использования активной мощности cos φ.

Электроприемники группы А

Таблица 8 – Расчет электрических нагрузок

Число электроприемников эффективное

, (6.1)

.

Коэффициент максимума активной мощности

К_м=3, 6

Коэффициент использования активной мощности электроприемников группы А

(6.2)

.

Электрическое освещение

Мощность расчетная освещения

, (6.3)

Полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников установки

(6.4)

Расчетная активная нагрузка электроприемников 380В

Электрические приемники на напряжении 380В: электродвигатель вентилятора для подачи дутьевого воздуха, электродвигатель дымососа.

Реактивная нагрузка расчетная электроприемников 380в

Расчетная активная нагрузка понизительной подстанции предприятия 6/0, 4 кВ

, (6.5)

где - расчетная активная мощность силовых и осветительных электроприемников

6.2 Расчет токов короткого замыкания

Наибольшие токи трехфазного КЗ имеют место в двух точках. По первой из них проверяем коммутационную способность автоматического воздушного выключателя, по второй – автоматы отходящих линий.

Для трансформаторов ТМ-1000/6/0, 4 по [13] берем U_к.з. = 4, 5%; I_xx = 2, 6%; P_xx = 0, 36 кВт; P_кз = 1, 98 кВт

Рисунок 6 – Схема замещения токов

Ток базисный в точке К-1,

(6.6)

Ток базисный в точке К-2,

Ток короткого замыкания в точке К-1,

(6.7)

где (6.8)

Ток ударный короткого замыкания в точке К-1,

(6.9)

где - коэффициент ударный,

Расчет короткого замыкания в точке К-2 выполняем при подпитке от электродвигателей.

Реактивность относительная трансформатора,

(6.10)

Реактивность относительная воздушной линии, .

(6.11)

Реактивность относительная линии кабельной от трансформаторов до цеха,

, (6.12)

где - удельная реактивность кабельной линии, ;

- длина кабеля, км;

Сопротивление результирующее от энергосистемы до точки КЗ К-2,

(6.13)

Начальное значение периодической составляющей тока,

(6.14)

Ударный коэффициент и постоянная времени для заданной мощности трансформатора 1, 6 МВА по

Значение начальное периодической составляющей тока короткого замыкания от электродвигателей,

(6.15)

Суммарное начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-2,

(6.16)

Ударный ток КЗ в точке К-2,

, (6.17)

где ударный коэффициент электродвигателя; [10].

Периодическая составляющая тока КЗ к моменту

(6.18)

6.3 Выбор автоматического выключателя

Выключатель автоматический устанавливается для коммутации нагрузки электродвигателей на 380 В.

Автоматический выключатель в линии электродвигателя дымососа.

Номинальный ток нагрузки

, (6.19)

где - мощность полная, потребляемая дымососом, кВА;

- активная расчетная мощность, потребляемая электродвигателем

дымососа, кВт;

- реактивная расчетная мощность, потребляемая электродвигателем

дымососа, кВт;

.

По напряжению номинальному U_ном =0, 4 кВ, току номинальному

I_ном =126, 9А и предельному току КЗ I_к2=1, 23 кА принимаем автоматический выключатель А3710Б с параметрами:

Ток номинальный I_ном = 160 А; предельная способность коммутационная при U_ном = 380 кВ, I_пред = 10 кА. [14]

По напряжению номинальному U_ном = 0, 4 кВ и току номинальному

Принимаем разъединитель РНД (3)–6-50 наружной установки с параметрами: [14]

- напряжение номинальное, U_ном=6 кВ,

- рабочий ток номинального режима, I_ном=50 А,

- амплитуда предельного сквозного тока КЗ, I_пр=300 А.

6.4 Выбор токоведущих частей

Внутрицеховые соединения выполнены кабелем силовым. Между помещениями цеха кабель проложен подземно на глубине 0, 8 м, внутри помещений – по стенам.

Линии 6 кВ выполнены кабелем с изоляцией пластмассовой АПВГ по ГОСТ 16442-80.

Экономичное сечение кабеля q_эк:

, (6.20)

где I_норм – наибольший ток нагрузки нормального режима, А,

j_эк – экономическая плотность тока, А/м², j_эк = 1, 9 А/м²,

.

Проверка на термическую стойкость:

Кабель термически стойкий при условии:

,

где - температура конечная нагрева кабеля при КЗ, ⁰С,

- допускаемая кратковременно температура кабеля, ⁰С, = 150 ⁰С.

Учитывает разогрева проводника при КЗ

, (6.21)

где I^”2 – ток трехфазного КЗ, I^’’2 = 10, 19 кА,

τ – расчетная длительность КЗ,

,

где τ ₃ – время действия защиты, τ ₃ = 0, 15 с,

τ _в – время срабатывания выключающей аппаратуры (данные выключателя), τ _в = 0, 095 с,

Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, Т_а = 0, 15 с,

Сечение проводника минимальное, по требованию термической стойкости при КЗ [13].

, (6.22)

где С – зависит от материала проводника, С=0, 095 кАс^1/2/мм².

. (6.23)

Выбираем кабель АВВГ сечением 30 мм² по выполнению условия термической стойкости при КЗ [13].

7 Экология установки

7.1 Экологическая характеристика объекта

На предприятиях по нефтепереработке образуются различны выбросы в окружающую среду загрязняющих веществ.

Главный экологический показатель работы трубчатых печей нефтепереработки – количество и состав выбрасываемых дымовых газов, которые зависят от вида сжигаемого топлива и характеристик развития факела в рабочем пространстве печи.

Источники загрязнения окружающей среды установки гидроочистки дизельного топлива на предприятии «Саратовский НПЗ» показаны на рис. 7.

1 –компрессорная газовая; 2 – подсобное помещение, 3 – печь П-1; 4 – труба дымовая (Н = 68 м, диаметр 2.3 м,); 5 – труба дымовая от П-2; 6 – печь П-2; 7 – печь П-3; 8 – труба дымовая от П-3 и П-4; 9 – печь П-4, 10 –насосная горячего продукта; 11 – насосная сырьевая; 12 – операторная установки.

Рисунок 7 - Схема установки с источниками загрязнения окружающей среды

Анализ схемы загрязнения на НПЗ

Атмосферузагрязняют указанные вредные выбросы:

- ангидрид сернистый ;

- окись углерода ;

- диоксид азота .

Гидросферу загрязняют указанные вредные выбросы:

- стоки от уборки помещений, принято 0, 5 т/сут. на 1000 ;

- стоки от мытья работников, принято 0, 16 т/сут. на чел. .

Литосферу загрязняют указанные отходы:

1 класс – лампы освещения люминесцентные – 63 шт.);

2 класс - отсутствует;

3 класс - ветошь обтирочная (принято на чел.) [12];

4 класс - ремонтные отходы (всего 19 т/год) и отходы производственные (принято на 1 площади производственного здания, помещения) [12];

5 класс -отходы бытовые (принято на работника) [12].

7.2 Загрязнение атмосферы и ее защита

Определение концентрации веществ, загрязняющих атмосферный воздух.

Выбросы сернистого ангидрида

Выброс сернистого ангидрида , (г/с)

, (7.1)

где _г- расход топливного газа, м³/с

- содержание сероводорода в топливном газе, %;

т/год.

Ущерб при загрязнении предприятием атмосферы, (руб./год):

, (7.2)

где - коэффициент экологической значимости, для атмосферы [12];

- учитывает повышение или понижение платы за ущерб;

,

где - учитывает повышение платы за ущерб;

- учитывает понижение платы за ущерб;

- учитывает инфляцию;

;

-учитывает экологическую ситуацию в районе;

- базовая плата нормативная за выбросы i-го вредного вещества [13], руб./т;

руб./год, или 7, 87 тыс.руб/год

Выбросы окислов углерода

Найдем выбросы окиси углерода от сжигания газа нефтезаводского в технологических печах (т/год):

, (7.3)

где - расход сжигаемого газа, ;

q₄ =0 – механический недожог для газа;

К_с =0, 13 кг/ГДж

т/год.

Ущерб от загрязнения предприятием оксидом углерода по (7.2):

руб./год.

Выбросы диоксида азота

Выброс оксида азота (т/год) по выражению:

, (7.4)

где - расход уходящих дымовых газов, ;

- содержание окислов азота в продуктах сгорания, ;

, (7.5)

где а и в - коэффициенты, характеризующие влияние типа и размещения горелок, колебания тепловой мощности (для ГГ-213).

Q_г- мощность тепловая горелочного устройства, МВт

.

т/год.

Ущерб от загрязнения оксидом азота,

руб./год, или 6, 19 тыс.руб/год

Полный ущерб от загрязнения предприятием атмосферы (руб./год):

, (7.6)

или 14, 21тыс.руб/год

= 7, 87+ 0, 151+ 6, 19·0, 3= 9, 88.

Экономия от использования ПОМ,

Δ У^атм= 14, 21-9, 88 = 4, 33 тыс.руб/год

В ыбросы в атмосферу в исходном варианте