Решение задачи 7.23 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова

Решение задачи 7.23 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова

7.23. Производительность ректификационной колонны для разделения смеси метиловый спирт - вода составляет 1500 кг/ч дистиллята. Колонна работает под атмосферным давлением. Поверхность теплообмена дефлегматора 60 м², коэффициент теплопередачи в нем 810 Вт/(м²-К). Определить число флегмы и расход охлаждающей воды в дефлегматоре, если она нагревается от 15 до 35 'С.

Купить эту задачу за 300 рублей онлайн

Прошу обратить внимание, что при покупке решений задач по ПАХТ на сайте

Вам в почту приходит не сам файл решения, а ссылка на файл решения, который нужно скачать по этой ссылке СНАЧАЛА НА ЖЕСТКИЙ ДИСК своего компьютера.

Открывать и просматривать решения задач нужно с жесткого диска своего компьютера.

Файл решения приходит к Вам в трёх вариантах:

1 - ссылка - это формат ПДФ.

2 - ссылка - это архив, который нужно распаковать и уже там будет решение в ворде.

3 - ссылка - это архив, который нужно распаковать и уже там будет решение в ПДФ.

Если у Вас нет опыта оплаты и получения заказа через платежную систему «Робокасса», то Вы можете посмотреть видеролик на этой странице, где эта процедура подробно рассмотрена.

Если у Вас возникли вопросы и что-то не получается

Вы всегда можете задать вопрос через форму обратной связи задать вопрос

Дипломный проект 131 с., 19 рис., 19 табл.
КОТЕЛ, НАСЫЩЕННЫЙ ПАР, ГОРЯЧАЯ ВОДА, ТЕПЛОСЕТЬ
В дипломном проекте решается задача возможности перевода парового котла из парового режима в водогрейный.
Объект проектирования – паровой котел ПКГМ – 4.
Цель работы – замена теплоагента тепловых сетей предприятия с пара на горячую воду.
В дипломном проекте выполнены технологические и прочностные расчеты основного оборудования – котла ПКГМ- 4.
В необходимом объеме отражены разделы КИП и А, технико – экономические расчеты, охрана труда.
Графическая часть проекта представлена на 3 листах формата А1, 2 листах формата А0 и 1 листе формата А0×2.
Представленные технические решения предлагается использовать на ЗАО «ЛУКойл – бурение – Пермь».
Предприятие, Березниковская Экспедиция (БЭ) Закрытого Акционерного Общества «ЛУКойл – бурение – Пермь» является одним из крупнейших предприятий в Пермской области, которые занимаются бурением нефтяных скважин. БЭ основывалась как Управление Разведочного Бурения, т.е. основной деятельностью предприятия было разведывание нефтяных месторождений и добыча нефти.
Нефть – это так называемое «черное золото». Спектр применимости её очень широк, от энергетики до медицины. В основном из нефти делают различные виды топлив, смазывающих масел. Мазут – это продукт получающийся вследствие перегонки нефти, является топливом для ТЭЦ. Так же при добыче нефти добывается попутный природный газ, который так же используется как топливо для ТЭЦ.
В любое время, при любой экономической ситуации существует целый ряд отраслей промышленности, без развития которых невозможно нормальное функционирование народного хозяйства, невозможно обеспечение необходимых санитарно-гигиенических условий населения. К таким отраслям и относится энергетика, которая обеспечивает комфортные условия жизнедеятельности населения как в быту так и на производстве.
Наряду с крупными производственными, производственно-отопительными котельными мощностью в сотни тонн пара в час или сотни МВт тепловой нагрузки установлены большое количество котельных агрегатами до 1 МВт и работающих почти на всех видах топлива.
Одной из важнейших проблем любого предприятия является обеспечение теплом собственных производственных и бытовых помещений. Не исключение и Березниковская Экспедиция.
Строившаяся в шестидесятые годы 20 века выбрала путь самообеспечения теплом. С этой целью на территории предприятия была построена котельная, в которой было размещено 3 паровых котла ПКГМ – 4 . Но изменение санитарных норм повлекло за собой изменение системы отопления, с парового на водяное.
В настоящем дипломном проекте рассмотрена возможность переоборудования существующих котлов ПКГМ – 4. Перевод с парового режима в водогрейный.
Решение задачи 7.23 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова
7.23. Производительность ректификационной колонны для разделения смеси метиловый спирт - вода составляет 1500 кг/ч дистиллята. Колонна работает под атмосферным давлением. Поверхность теплообмена дефлегматора 60 м2, коэффициент теплопередачи в нем 810 Вт/(м2-К). Определить число флегмы и расход охлаждающей воды в дефлегматоре, если она нагревается от 15 до 35 'С.

СУЩНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ

В настоящее время в ЗАО «ЛУКойл – бурение – Пермь» для отопления производственных и бытовых помещений используется насыщенный водяной пар. Для его получения паровой котел ПКГМ-4 заполняется подпиточной водой до определенного уровня, превышение которого чревато серьезными последствиями: повышение давления выше допустимого, разрушение металлоконструкций котла и теплосети, термические ожоги и т.д.
В связи с этим и пунктом 4.1 СНиП 2.04.07-86 рекомендуется использовать водяное отопление. Данный пункт гласит:
В системах централизованного теплоснабжения для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий в качестве теплоносителя следует, как правило, применять воду. Следует также проверять возможность применения воды как теплоносителя для технологических процессов. Применение для предприятий в качестве единого теплоносителя пара для технологических процессов, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения допускается при технико-экономическом обосновании.
В настоящем дипломном проекте рассматривается возможность переоборудования парового котла ПКГМ-4 переводом из парового режима – в водогрейный. Для этого предлагается заменить подпиточные насосы высокого давления на сетевые центробежные насосы и полностью заполнить котел под давлением 0,6 МПа, вытеснив при этом весь воздух.
Нагревая воду до 115˚С, при температуре воздуха вне помещения -31˚С и под давлением, прокачиваем теплоагент по тепловой сети предприятия, тем самым обеспечивая комфортный температурный режим в производственных и бытовых помещениях.
В соответствии с выше сказанным данная реконструкция обоснована не только технологическими, прочностными и технико-экономическими расчетами, но и санитарными нормами.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Тепловую и электрическую энергию вырабатывают в основном тепловые электрические станции, использующие химическую энергию топлива для выработки механической, электрической и тепловой энергии.
Наиболее экономичным способом получения тепловой энергии является комбинированная выработка ее и электрической энергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Однако не всегда имеются необходимые условия, экономически оправдывающие сооружение крупных ТЭЦ. В этом случае применяется раздельная выработка электрической и тепловой энергии.
В зависимости от размещения промышленные и отопительные котельные разделяются на отдельно стоящие, пристроенные к зданиям другого назначения и встроенные в такие здания. Для отдельно стоящих котельных и котельных, пристроенных к производственным зданиям промышленных предприятий, общая мощность устанавливаемых котлов, а также мощность каждого котла не ограничиваются.
Котельные установки (промышленные и отопительные) в зависимости от надежности отпуска теплоты потребителям разделяются на две категории. К первой категории относятся котельные, являющиеся единственным источником теплоты в системе теплоснабжения и обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных резервных источников теплоты. Ко второй категории относятся все остальные котельные. К потребителям теплоты первой категории относят потребителей, нарушение теплоснабжения которых связано с опасностью для жизни людей или со значительным ущербом народному хозяйству (повреждение технологического оборудования, массовый брак продукции).
Вещества, способные в процессе каких – либо преобразований выделять энергию, которая может быть технически использована, принято называть топливом. В зависимости от принципа освобождения энергии, заключающейся в топливе, различают ядерное и химическое топливо. Ядерное топливо выделяет энергию в результате ядерных преобразований, а химическое – в результате окисления горючих элементов, входящих в его состав. Великий русский ученый Д. И. Менделеев дал такое определение химического топлива: «Топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения тепла».
Основными видами химического топлива являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти. В настоящее время принято классифицировать все топлива в зависимости от способа их получения и агрегатного состояния.
По способу получения различают естественное (природное) топливо, искусственное топливо и топливные отходы. В зависимости от агрегатного состояния топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное.
Естественным (природным) топливом называют топливо, используемое без переработки. Искусственным называют топливо, полученное при переработке естественного топлива. В процессе переработки естественного топлива в искусственное получают топливные отходы.
Топливо принято характеризовать химическим составом и теплотой сгорания. Теплотой сгорания называют количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы твердого и жидкого топлива или единицы объема (при нормальных условиях) газообразного топлива. Для сравнения между собой массы различных топлив, отличающихся теплотой сгорания, введено понятие условного топлива. Под условным топливом понимают такое топливо, теплота сгорания которого составляет 29,4 МДж/кг.
Основными видами твердого топлива являются торф и различные ископаемые угли, которые образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы. Твердое топливо происходит от высокоорганизованных растений (древесина, листья, хвоя и т. д.). Основой древесины является клетчатка. Кроме того, древесина состоит из азота, лигнина (связывающее вещество), смолистых веществ, древесного сока и влаги.
Природным жидким топливом является сырая нефть. Она представляет собой смесь жидких углеводородов различного состава, в которых могут быть растворены твердые углеводороды. Сырая нефть как топливо не используется. Для промышленных и водогрейных котельных агрегатов в качестве топлива применяется только отход переработки нефти – мазут.
Газообразное топливо состоит из механической смеси горючих и негорючих газов с небольшой примесью водяных паров, смолы и пыли. К естественным газам относятся природный и попутный газ, выделяющийся при извлечении нефти на поверхность. Искусственные горючие газы являются топливом местного значения. К ним относятся генераторный, коксовый и доменный газы. Генераторный газ получают путем неполного сжигания твердого топлива. Коксовый и доменный газы являются отходами коксовых и доменных печей.
Появление первых паровых котлов связано с простым цилиндрическим агрегатом. Он состоит из цилиндрического барабана с эллиптическими днищами. В верхней части барабана расположен цилиндрический сухопарник, предназначенный для отделения капелек воды от образовавшегося пара. Поверхность нагрева барабана с одной стороны омывается продуктами сгорания, а с другой – водой. Барабан устанавливается на опорах связанных с металлическим каркасом. Часть поверхности нагрева барабана закрыта огнеупорным кирпичом для защиты от обогрева продуктами сгорания, так как в этой части находится насыщенный пар.
Необходимость повышения производительности паровых котлов вызвала появление новых конструкций. При этом развитие котлов шло по направлению увеличения поверхности нагрева, омываемой продуктами сгорания. Появились батарейные котлы, состоящие из нескольких цилиндров меньшего диаметра, объединенные в секции. Мощность батарейных котлов по сравнению с цилиндрическими была несколько больше. Дальнейшим развитием цилиндрических котлов явились жаротрубные и газотрубные котлы. Эти котлы сохранили некоторое значение и до настоящего времени. В жаротрубных котлах с внутренней топкой происходит в начальной части жаровой трубы интенсивная теплоотдача излучением от факела и горящего слоя топлива.
Газотрубные котлы имеют несколько большую мощность по сравнению с жаротрубными. Основным недостатком этих котлов являются тяжелые температурные условия работы входной трубной доски и огневых листов цилиндрического корпуса, обращенных в топку. Однако в бестопочном варианте при использовании газотрубного котла в качестве утилизатора теплоты различных технологических агрегатов этот недостаток отпадает. В связи с этим газотрубные котлы используются в настоящее время как котлы утилизаторы.
Для теплоснабжения промышленных предприятий и жилищно-коммунального сектора в настоящее время одновременно скомбинированной выработкой электрической и тепловой энергии на ТЭЦ широко распространены водогрейные котлы.
Основной особенностью водогрейных котлов является работа их при постоянном расходе сетевой воды и включении непосредственно в тепловую сеть. Нагрузка котлов регулируется изменением температуры входящий и выходящей воды путем изменения форсировки топки. Применение водогрейных котлов оправдано только в случаях, когда сами котлы и котельные с ними дешевле и не менее надежны, чем парогенераторы. В связи с этим современные конструкции водогрейных котлов разработаны с учетом максимальной простоты их изготовления, ремонта и эксплуатации.

РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ

Следствием технологических расчетов данного дипломного проекта является возможность применения поверхности теплообмена парового котла для нагрева воды без парообразования и использовании ее в качестве теплоагента в тепловых сетях. Данный расчет предоставлен в пункте 1.5.
Решение задачи 7.23 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова
7.23. Производительность ректификационной колонны для разделения смеси метиловый спирт - вода составляет 1500 кг/ч дистиллята. Колонна работает под атмосферным давлением. Поверхность теплообмена дефлегматора 60 м2, коэффициент теплопередачи в нем 810 Вт/(м2-К). Определить число флегмы и расход охлаждающей воды в дефлегматоре, если она нагревается от 15 до 35 'С.

Совершенствование любого промышленного предприятия, повышение производительности его оборудования, улучшение технологии производственных процессов и качества продукции невозможно без хорошо налаженного метрологического обеспечения.
Ограниченные возможности человека являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступает новый этап машинного производства – автоматизация, когда функции управления технологическими процессами, механизмами, машинами передаются автоматическим устройствам.
Внедрение автоматизированных систем контроля и управления производством позволяет значительно сократить потребность предприятий в людских ресурсах, снизить потери полезного вещества и уменьшить эксплуатационные расходы.
В химической промышленности большое внимание уделяется комплексной механизации и автоматизации. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, чувствительностью их к нарушению режима.
Комплексная автоматизация процессов химической технологии предполагает не только автоматическое обеспечение нормального хода этих процессов с использованием различных автоматических устройств (контроля, регулирования, сигнализации), но и автоматическое управление пуском и остановкой аппаратов для ремонтных работ и в аварийных ситуациях.
Системой автоматического контроля называют систему, состоящую из объекта контроля и различных устройств, выполняющих функции измерения. Под объектом контроля понимают агрегат или процесс, в котором одну или несколько величин измеряют.
Автоматизация производства – это этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций автоматическим устройствам.

3.1 Описание схемы КИПиА

Данная схема показывает точки контроля и регулирования основных параметров котельной. Контроль производится для нормального протекания технологического процесса, своевременного обнаружения и устранения выявляющихся недостатков, а так же для безопасных условий труда работающих.
Приборы, установленные по месту и приборы на щите контролируются оператором котельной.
Установкой, обслуживанием и контролем КИПиА занимается отдельная служба, входящая в состав энергослужбы.

3.2 Точки контроля технологического процесса

3.2.1 Температура прямой и обратной теплосети.

Данный параметр подлежит контролю так как температура прямой и обратной теплосети должна поддерживаться в соответствии с режимной картой температур, в зависимости от температуры вне помещений. В качестве первичного прибора используется ТСМ – 364 – 01. В качестве вторичного прибора Диск – 250.

3.2.2 Расход газа

Расход газа контролируется в связи с требованиями технологического процесса. Так как увеличение расхода газа может привести к увеличению температуры в жаровой трубе, что в свою очередь приведет к потере устойчивости металлоконструкций.
Контролируется диафрагмой камерной с преобразователем разности давлений. Вторичным прибором является Диск – 250.

3.2.3 Наличие факела в жаровой трубе.

Данный параметр контролируется, для того, чтоб не произошло самопроизвольного затухания факела и накопления взрывопожароопасной концентрации газа.
Контроль производится прибором Пламя – М.

3.2.4 Давление в газопроводе

Так как изменение давления в газопроводе приведет к изменению расхода газа. Вследствие чего произойдет изменение температуры в жаровой камере и температуры теплоагента, что будет противоречить режимной карте температур.
Первичный прибор Сапфир – 22 – ДИ, вторичный прибор Диск – 250 с контролируемым устройством.

3.2.5 Температура в жаровой трубе

Непрерывный контроль данного параметра осуществляется из – за недопустимости разрушения жаровой трубы, а также для контроля режима нагрева теплоагента. Степень нагретости жидкого тела характеризуется температурой и основывается на способности одного тела передавать теплоту другому при разной степени нагретости и находится в состоянии теплового равновесия при одинаковой степени их нагретости. Это явление теплового обмена между телами легло в основу устройства и принципа действия приборов для измерения температуры.
Для каждого измерительного прибора устанавливается диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным ее значениями. Измерительная информация в регистрирующих приборах представляется в виде непрерывных кривых (у самопишущих приборов) или в виде цифровых индексов, которые печатаются на диаграммной ленте с заданным интервалом (печатающий прибор). Комбинированные приборы одновременно показывают и регистрируют значения измеряемой величины.
Температура в жаровой трубе контролируется с помощью прибора ТХА – 0806, вторичным прибором является КСП – 4.

3.2.6 Давление в котле

Контроль данного параметра обусловлен технической характеристикой котлоагрегата, его прочностными параметрами, а так же технологией производства. Снижение рабочего давления (0,6 МПа) может привести к неустойчивой работе аппарата. Повышение давления может вызвать деформацию или разгерметизацию фланцевых соединений, а в конечном итоге привести к разрушению всего котлоагрегата.
Для измерения избыточного давления внутри котла установлен по месту манометр технический пружинного типа МП – 4У. принцип действия которого основан на деформации чувствительного элемента, роль которого играет трубка «Бурдона», имеющая элипсовое сечение.

3.2.7 Расход воздуха

Непрерывный контроль и регулировку данного параметра производится для полноты сгорания природного газа, и регулировки температуры в жаровой трубе за счет избытка воздуха.
Контроль производим диафрагмой камерной ДКС 06 – 100 с преобразователем давления Сапфир 22 ДД, вторичный прибор Диск – 250 со встроенным регулятором соотношений.

3.2.8 Уровень в емкости подпиточной воды

Непрерывный контроль данного параметра производится во избежании опорожнения емкости подпиточной воды. Что в свою очередь может привести к падению давления внутри котлоагрегата и как следствие опорожнение его, с последующим разрушением его.
Контроль уровня производится при помощи уровнемера буйкового, с вторичным прибором Диск – 250.

3.3 Система приборов и средств автоматизации

Автоматические устройства и средства вычислительной техники, реализующие функции управления, должны выбираться в рамках Государственной Системы Приборов. При выборе должны учитываться: сложность объекта, его пожаро- и взрывоопасность. А также такие параметры как: агрессивность и токсичность окружающей среды, дальность передачи сигнала от датчика, требуемый класс точности и быстродействие, допустимые погрешности измерительных систем, место установки устройства, требования правил установки электрооборудования. Управление объекта производится с пульта управления, установленного в диспетчерской оператора котельного цеха.
Все средства автоматизации, подлежащие заземлению, присоединены к существующему контуру заземления полосой для заземления по ГОСТ 6009-81.
Трубные проводки оборудования должны быть окрашены в цвет технологических трубопроводов, к которым они присоединены.
Приведем элемент схемы автоматического регулирования процесса:

В технологических расчетах обоснована применимость котла по поверхности теплообмена для нагревания воды. Тем самым расход газа для нагрева – уменьшается.
Прочностные расчеты показали, что металлоконструкции котла при заполнении его не по уровню, а полностью, выдержат нагрузку с большим запасом прочности.
Из технико-экономических расчетов следует обоснованность принятого решения снижением себестоимости на 633000000 рублей в год и увеличением чистой прибыли на 437800000 рублей в год.
Данная реконструкция позволяет при переходе на воду продлить срок эксплуатации котлоагрегата и привести в соответствие с санитарными нормами тепловые сети.