| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕНЮ
| Проектирование производства по получению карбинола (метанола)4.3. Технологические и конструктивно - механические расчёты вспомогательного оборудования 4.3.1. Расчёт теплообменника В качестве вспомогательного оборудования выбираем кожухотрубный теплообменник, предназначенный для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. В качестве теплоносителя используются продукты реакции выходящие из реактора с температурой 300°С. Найдем тепло необходимое для подогрева исходной смеси с 180°С до 250°С. Разность температур: (4.28) где F - мольный поток вещества, берем из материального баланса; с - теплоемкость веществ при средней температуре смеси соксида углерода = 30,22 Дж/моль•К [7, с. 75] сметан - 46,60 Дж/моль•К [7, с. 83] сазот=29,96 Дж/моль•К [7, с. 72] соксида углерода (IV)= 44,97Дж/моль•К [7, с. 75] сводорода=29,08 Дж/моль•К [7, с. 72] скарбинола=74,01 Дж/моль•К [7, с. 85] своды=35,37 Дж/моль•К [1, с. 78] Q= ( 2,198•30,22 + 3,008•46,80 + 1,389•29,96 + 1,078•0,935 + 1,307•44,97 + 11,632• *29,08 + 0,124 •74,01 + 0,08•35,37) •70•103/3600 Q= 12,81-103Вт [II, с. 149] (4.29) К - коэффициент теплоотдачи (4.30) ?1 - коэффициент теплоотдачи нагреваемой смеси ?1=500Вт/м2•К; ?2 - коэффициент теплоотдачи охлаждаемой смеси ?2=600Вт/м2•К. Сумма технических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнения органических паров: (4.31) = 17,5 [10, с. 505] - коэффициент теплопроводности нержавеющей стали = =11600 [11, с. 531] Рис. 4.4. Схема тепловых потоков в теплообменнике В соответствии с таблицей 2.3. [10, с. 51] поверхность, близкую к необходимой, может иметь теплообменник dтруб 25X2 с длиной труб 1,5м; Dкожуха-159мм, поверхность теплообмена F=1,5m2. Запас поверхности теплообмена для выбранного теплообменника: 4.3.2. Аппарат воздушного охлаждения Циркуляционный газ в аппаратах воздушного охлаждения охлаждается с температуры 1200С до 400С, воздух нагревается с 150С до 700С. 1200С 40 0С 700С 150С Следовательно Ориентировочно значение коэффициента теплопередачи К от газа к жидкости при вынужденном движении принимаем 50 Вт / (м2·К) Определяем ориентировочное значение площади поверхности теплообмена [15] (5.39) где Q - количество передаваемой теплоты, Вт; К - коэффициент теплопередачи, Вт / (м2·К); - средняя разность температур холодного и горячего теплоносителей, 0С. Определяем расход тепла, передаваемого от циркуляционного газа к воздуху где - массовый расход циркуляционного газа, кг/с; - теплоёмкость циркуляционного газа, кДж/(кг·К); - начальная и конечная температуры циркуляционного газа, 0С Q= 141,730·2,416·(120-40)=27393,57 кВт Тогда м2 Так как циркуляционный газ перед аппаратами воздушного охлаждения делится на два потока, то поверхность теплообмена соответственно будет равна 7305 м2. По ГОСТ 14246-79 выбираем аппарат воздушного охлаждения зигзагообразного типа с диаметром труб 25Х2 мм, длиной труб 6000 мм, числом ходов 1 и площадью поверхности теплообмена 1875 м2. 4.3.3. Расчёт и подбор ёмкостей Расход конденсата (карбинола - сырца) после сепаратора составляет 15000 кг/с по таблице. Требуемый объём ёмкости определяется по формуле (5.40) где - расход конденсата, кг/с; - время заполнения ёмкости, ч; =0,5ч - плотность карбинола - сырца, кг/м3 = 831 кг/м3 [20] - коэффициент заполнения, принимаем = 0,8 в соответствии с требованиями Госгортехнадзора; м3 По ГОСТ 9317-84 выбираем ёмкость горизонтальную цилиндрическую с двумя эллиптическими отбортированными днищами, сварную [18]. Основные размеры сборника: - вместимость 12,5 м3; - внутренний диаметр 2000 мм; - длина цилиндрической части 3200 мм; - общая длина аппарата 4280 мм. 4.3.4. Подбор насосно - компрессорного оборудования Для компримирования свежего синтез - газа выбираем центробежный, четырёхступенчатый компрессор марки К-160-131-1 с приводом от электродвигателя типа СТДП-6300-2УХЛ4: - объёмная подача 70812 м3/ч; - избыточное давление всаса 0,69 МПа; - избыточное давление нагнетания 4,41 МПа; - масса 72 т. Для циркуляции газа выбираем центробежный одноступенчатый компрессор марки К-270-14-7 с приводом от электродвигателя типа СТМН-400-В: - объёмная подача 600000 м3/ч; - избыточное давление всаса 4,8 МПа; - избыточное давление нагнетания 5,3 МПа; - масса 46,2 т. 5. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5.1. Основные исходные данные Производство карбинола является производством с непрерывным технологическим процессом при трехсменном режиме работы. Нагрузка по сменам равномерная. Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование должно применяться во взрывозащищенном исполнении [12]. По степени надежности и бесперебойности электроснабжения основное оборудование относится к первой категории, гак как перерыв в электроснабжении этого оборудования может привести к опасности для жизни людей и значительному материальному ущербу, связанному с повреждением оборудования и длительному расстройству сложного технологического процесса. Часть электрооборудования входит в особую группу по надежности электроснабжения. Это маслонасосы компрессоров, электроприводы задвижек, аварийное освещение. Это оборудование необходимо для безаварийной остановки производства в случае выхода из строя как основного, так и резервного источников питания. Проектом предусмотрено рабочее, ремонтное и аварийное освещение. По надежности электроснабжения осветительные установки относятся к первой категории. 5.2. Определение потребителей электроэнергии и их мощности Основными потребителями электроэнергии являются компрессоры, насосы и вентиляторы. Единичная мощность потребителей определялась по каталогам и справочникам, согласно которым выбиралось технологическое оборудование [12] Перечень основного оборудования с указанием его особенностей приведен в таблице 5.1. Таблица 5.1
Основные данные оборудования
5.3. Выбор рода тока и напряжения питания Все электроустановки в производстве карбинола питаются переменным трехфазным током. Для силовых потребителей применяется 6000В и 380В. Для светильников рабочего освещения применяется напряжение 220, для ремонтного освещения 36В и 12В, для аварийного освещения применяется переменный ток напряжением 220В с автоматическим переключением на постоянный ток напряжением 220В [12]. Питание подогревателей предусматривается от индукционных регуляторов ИР-118/60. Напряжение, подаваемое на подогреватели, может регулироваться от 0 до 220В, при этом сами индукционные регуляторы запитываются напряжением 6000В. 5.4. Выбор типа электродвигателей и других силовых потребителей Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование выбираем во взрывозащищенном исполнении [l2]. Поскольку машины и механизмы не требуют регулирования скорости, то можно применять синхронные и асинхронные двигатели. При мощности больше 300кВт целесообразно применять синхронные электродвигатели, так как при большой мощности синхронные электродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с асинхронными, например больший КПД а главное применение синхронных электродвигателей позволяет повысить коэффициент мощности в питающей сети. Поэтому для компрессоров выбираем синхронные электродвигатели, а для насосов и вентиляторов применяем асинхронные электродвигатели [12]. Электрическую нагрузку на питающую сеть от силового электрооборудования рассчитываем следующим образом. Зная номинальную мощность каждого приемника электроэнергии Рн и количество однотипных приемников n, определяем установленную мощность группы однородных приёмников Руст Руст=Рн• n (5.1) Затем определяются расчетные значения активной Рр, реактивной Qp и полной Sp мощностей Рр=Кс · Руст (5.2) Qр = Рр •tg? (5.3) Sp= (5.4) Где Кс-коэффициент спроса, определяемый по отраслевым каталогам. Расчетное значение tg? определяется с помощью следующего выражения Таблица 5.2 Основные технологические данные силовых потребителей
Продолжение таблицы 5.2
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
ИНТЕРЕСНОЕ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|