Промышленность \ Разработка нефтяных месторождений

Технологический расчет основного оборудования Юрубчено-Тохомского месторождения, страница 21

Kз= 0,5

 = 2 м/мин

Длину сепаратора находим по формуле

L=Wж∙τ ,

где      L – длина сепаратора, м;

τ – время пребывания нефти в сепараторе, мин.

Время пребывания в сепараторе неразгазированной нефти 10-20 минут.

Принимаем 10 минут.

L = 2∙10 = 20 м

Выбираем 2 сепаратора  V = 100м3 типа НГС

2.4.7 Расчет печи П-1

2.4.7.1 Исходные данные для расчета

В качестве топлива для печи П-1 на установке используется попутный газ отделяемый во входном сепараторе С-1 и трехфазном сепараторе ТФС-1.

Данные о расходе и составе газа представлены в табл. 2.25.

Таблица 2.25

Состав топливного газа

Компоненты

Расход, кг/ч

Массовая доля

Мi

Мольная доля

Азот

6775

0,043

28

0,034

Метан

79791

0,5066

16

0,7018

Этан

32802

0,2083

30

0,1539

Пропан

23042

0,1463

44

0,0737

Изобутан

4501

0,0285

58

0,0109

Н-бутан

10575

0,0671

58

0,0257

Итого

157486

1,0000

1,0000

Температура топлива - 26°С.

Коэффициент избытка воздуха α – 1,1

2.4.7.2 Расчет процесса горения

Определим низшую теплоту сгорания  по формуле

,

где      - низшая теплота сгорания компонента топлива, кДж/кг (табл. 2.26);

  yi – концентрация компонента топлива в мольных долях.

Таблица 2.26

Низшая теплота сгорания

Компоненты

, кДж/кг

Метан

35840

Этан

63800

Пропан

91320

Изобутан

119281

Н-бутан

119500

=

= 35840∙0,7018 + 63800∙0,1539 + 91320∙0,0737 + 119281∙0,0109 + +119500 ∙ 0,0257 = 46073 кДж/м3

Среднюю молярную массу топлива рассчитываем по формуле

где     Мi – молярная масса компонента топлива (табл. 2.25), кг/кмоль;

  yi – молярная концентрация компонента.

Мт = 16∙0,7018 + 30∙0,1539 + 44∙0,0737 + 58∙0,0109 + 58∙0,0257 = 21,2

Плотность топлива рассчитывается по формуле

ρт = Мт / 22,4 = 21,2/22,4 = 0,947

 = 46073 / 0,947 = 48651 кДж/кг

Элементарный состав топлива (% мас.) определим по формулам

С = (12,01/Мт) ∙ Σ nCi ∙ yi

Н = (1,0/Мт) ∙ Σ nHi ∙ yi

N = (14,01/Мт) ∙ Σ nNi ∙ yi

О = (16/Мт) ∙ Σ nOi ∙ yi

где   nCi, nHi, nNi, nOi – число атомов углерода, водорода, азота и кислорода в
        молекулах отдельных компонентов, входящих в состав топлива;

yi – содержание каждого компонента топлива в % об.;

Мт – средняя молярная масса топлива, кг/кмоль.

С = (12,01/21,21) ∙ (1∙70,18 + 2∙15,39 + 3∙7,37 + 4∙1,09 + 4∙2,57) = 74,0 % мас.

Н = (1,0/21,21) ∙ (4∙70,18 + 6∙15,39 + 8∙7,37 + 10∙1,09 + 10∙2,57) = 22,6 %мас.

N = (14,01/21,21) ∙ (2∙3,4) = 3,4 % мас.

Проверка:

С + Н + N = 74,0+22,6+3,4 = 100,0% мас.

Определим теоретический расход воздуха, необходимый для сжигания 1 кг топлива, по формуле

Go = 0,115∙С + 0,345∙H + 0,043 ∙ (S-O)

Go = 0,115∙74 + 0,345∙22,6 = 16,45 кг/кг

Рассчитываем фактический расход воздуха:

Gф = Go∙α

Gф = 16,45∙1,1= 18,09 кг/кг

Расход воздуха (м3) при нормальных условиях:

Vo = Gфв/ρвоздуха

Vo = 18,09/1,293 = 14 м3

Определим выход продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

Gпс = 1+α∙Go+Wф,

где     Gпс – количество продуктов сгорания, кг/кг;

Wф – удельный расход форсуночного пара при сжигании жидкого топлива. Для газообразного топлива он равен нулю.

Gпс = 1+1,1∙16,45 = 19,08 кг/кг

По известному элементарному составу определим выход каждого компонента:

GCО2 = 0,0367∙С = 0,0367∙74 = 2,72 кг/кг

GН2О = 0,09∙Н = 0,09∙22,6 = 2,03 кг/кг

GN2 = α∙Go∙0,769 + 0,01∙N = 1,1∙16,45∙0,769+0,01∙3,4 = 13,95 кг/кг

GО2 =Go∙(α-1)∙0,232 = 16,45(1,1-1)∙0,232 = 0,38кг/кг

Gпс = GCО2 + GН2О + GN2 + GО2 = 2,72+2,03+13,95+0,38 = 19,08 кг/кг

Определим объем продуктов сгорания (Vпс ),  образовавшихся при сгорании 1кг топлива:

Vi = Gi∙(22,4/Mi)

VCО2 = 2,72 (22,4/44) = 1,38 м3/кг

VН2О =2,03 (22,4/18) = 2,53 м3/кг

VN2 =13,95 (22,4/28) = 11,16 м3/кг

Скачать файл