Расчет сырьевых теплообменников «ГСС – ГПС», страница 3

– энтальпия СВСГ при 73⁰С, кДж/кг;

= 640 кДж/кг;

 – КПД теплообменника;

= 0,95

Температуру нагрева ГСС в теплообменнике найдем методом подбора температуры t_Х.

Для нахождения температуры t_Х построим зависимость  (рис. 2.16). Задаемся t_Х = 200⁰С и t_Х = 300⁰С и рассчитываем долю отгона ГСС при этих температурах и давлении – 3,4 МПа с помощью ПЭВМ.

Результаты расчетов даны в табл. 5.34 – 5.37.

Рассчитаем количество переданного тепла при 200⁰С по формуле

где  – расход сырья в парах при 200⁰С;

= 29515 кг/ч (см. табл. 5.35);

 – энтальпия сырья в парах при 200⁰С;

= 718 кДж/ч (см. рис.5.1);

 – расход сырья в жидкой фазе при 200⁰С;

= 140982 кг/ч (см. табл.5.35);

 – энтальпия сырья в жидкой фазе при 200⁰С;

= 442 кДж/ч;

442 кДж/кг

 – энтальпия ЦВСГ при 200⁰С;

= 1263 кДж/ч (см. рис.5.2);

 – энтальпия СВСГ при 200⁰С;

= 1321 кДж/ч (см. рис.5.2)

Рассчитаем количество переданного тепла при 300⁰С по формуле

где  – расход сырья в парах при 300⁰С;

= 120044 кг/ч (см. табл.5.37);

 – энтальпия сырья в парах при 300⁰С;

= 955 кДж/ч (см. рис.5.1);

 – расход сырья в жидкой фазе при 300⁰С;

= 50453 кг/ч (см. табл.5.37);

 – энтальпия сырья в жидкой фазе при 300⁰С;

= 720 кДж/ч;

720 кДж/кг

  – энтальпия ЦВСГ при 300⁰С;

= 1797 кДж/ч (см. рис.5.2);

 – энтальпия СВСГ при 300⁰С;

= 1892 кДж/ч (см. рис.5.2)

                                                              Рис. 5.7

По рис. 5.7  определяем температуру ГСС на выходе из теплообменников, Т-201 t_Х = 261⁰С.

Схема теплообмена:            

    

                                                     

Так как отношение  , то найдем среднюю арифметическую разность температур по уравнению     ,

где t_СР – средняя логарифмическая разность температур, ⁰С

.

Поверхность теплообмена определим по формуле

,

где  F – площадь поверхности теплообмена, м²;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²*К);

К =540 кДж/(м^2.ч^.0С)

.

На установке применяются теплообменники с площадью поверхности теплообмена 828 м². Количество теплообменников вычислим по формуле

где n – количество теплообменников, шт.;

F_Т/О – площадь поверхности одного теплообменника (по заводским данным), м²

Расчетное количество теплообменников 2 шт., равно количеству фактически применяемых на установке теплообменников, следовательно, они обеспечивают необходимый нагрев ГСС.

Теплообменник кожухотрубчатый с плавающей головкой

Рис. 5.8

Таблица 5.34

Расчет однократного испарения газосырьевой смеси на входе в теплообменник при 200⁰С и 3,1 МПа

Компоненты газосырьевой смеси	Расход (Gi), кг/ч	Молярная масса (Mi), кг/кмоль	Массовая доля ()	Количество (Ni),  кмоль/ч	Мольная доля ()	Константа фазового равновесия (Кi)	Мольная доля компонента в жидкой фазе (хi)	Мольная доля компонента в паровой фазе (уi)
Н2	6074	2	0,0311	2915,0	0,6273	27	0,0276	0,7450
СН4	10867	16	0,0576	674,9	0,1452	9,4	0,0181	0,1702
С2Н6	5636	30	0,0258	161,1	0,0347	4,7	0,0085	0,0398
С3Н8	2383	44	0,0126	53,5	0,0115	2,7	0,0048	0,0128
SC4H10	1651	58	0,0041	13,1	0,0028	1,85	0,0017	0,0031
SC5H12	906	72	0,0017	4,4	0,0009	1,5	0,0007	0,0010
Сырье	170497	197,4	0,8672	824,7	0,1775	0,015	0,9387	0,0282
Итого	198038	-	1,0000	4646,7	1,0000	-	1,0000	1,0000

Таблица 5.35

Материальный баланс однократного испарения газосырьевой смеси на входе в теплообменник при 200⁰С и 3,1 МПа

(мольная доля отгона е = 0,8360)