T0; температура окружающей среды °С.

Температура окружающей среды для наземных и полуподземных резервуаров

где t_Г и t_В – температура грунта и воздуха, окружающих резервуар; F_Г и F _В – поверхность резервуара, соприкасающиеся с грунтом и воздухом.

Часовой расход тепла на разогрев всей массы нефтепродукта (расчетная производительность)

где τ – время разогрева; g^ч₃ – часовой расход тепла затрачиваемый на потери тепла в окружающую среду

Требуемый часовой расход тепла, начальную конечную температуру подогрева, поверхность нагрева трубчатых подогревателей (в м²) определяют по формуле

или

где g – часовой расход тепла (тепло производительность подогревателя), ккал/ч (или 1, 163 Вт/ч); К_Т – коэффициент теплоносителя) к нефтепродукту, ккал/(м² ч °С) [или Вт / (м^{2 0}С,)], который принимают по готовым данным или рассчитывают в зависимости от типа и состояния подогревателя θ _Т.Н. – средняя разность температур между теплоносителем и нефтепродуктом, °С; τ – время разогрева нефтепродукта, ч; t_н и t_к – температура пара и конденсата, °С.

Общую, длину (в м) трубы подогревателя при принятом диаметре находят по формуле

и соответственно число секции при длине труб в секции

Массовый расход пара (в кг/ч) на подогрев нефтепродукта

i_П и i_к – соответственно теплосодержание (энтальпия) пара и конденсата, ккал/кг (или 4, 187 кДж/кг).

2.3.ПРИМЕР РАСЧЕТА СЕКЦИОННЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

МАЗУТА В РЕЗЕРВУАРАХ

Исходные данные: Определить размеры секционного подогревателя для резервуара объемом 5000 м³ для подогрева мазута от 25 до 60 ⁰С. Данные для расчета: удельная теплоемкость мазута с = 0, 5 ккал/кг °С (2094 Дж / (кг °С); плотность мазута р = 935 кг/м³ при содержании 6% парафина со скрытой теплотой плавления χ = 55 ккал/кг (~ 232 кДж/кг); теплоноситель – пар насыщенный температурой 143 °С, давлением 4 кгс/см³ (3, 9 105 Па); теплосодержание i_П = 654 ккал/кг (~2740 кДж/кг); диаметр резервуара D = 22, 8 м, высота Н =11, 9 м; высота взлива h_взл. = 11, 6 м; температура окружающей среды – в воздуха 6 °С, грунта 2 °С; время разогрева – 3 сут., энтальпия конденсата пара при t_K = 900 i = 90 ккал/кг

Решение.

1 Количество разогреваемого мазута

где

2.Количество тепла, идущее на подогрев всей массы мазута

3.Количество тепла, расходуемое на расплавление парафина

4.Полный приведенный коэффициент теплопередачи от мазута в окружающую среду

где К_C = 6 ккал/(м² ч °С) [или 7 Вт/{м³ °С)}; К_Д = 0, 3 ккал/(м² ч °С) или 0, 35 Вт / (м² °С)]; K_K = 1 ккал / (м³ ч °С) [или 1, 163 Вт/(м² °С)]; F_C = 11, 6 3, 14 22, 8 = 830 м²; F_Д = F_K = 408 м³.

5.Температура окружающей среды

6. Разность температур

Следовательно, расчетная температура мазута

7.Часовой расход тепла, затрачиваемый на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду

8.Часовой расход тепла, на разогрев всей массы мазута

9.Расчетную поверхность определяем, исходя из температуры конденсата t_K = 90 ⁰С и полного коэффициента теплопередачи от пара к мазуту K_T = 100 ккал/(м² ч ⁰С) [или 116, 3 Вт/(м^{2 0}С)]:

10.Отсюда полная длина трубы подогревателя при принятом среднем диаметре 89 мм = 0, 089 м

При длине труб в каждой секции 19 м общее их количество составит:

n = 658 / 19 = 34.6 ≈ 35

Принимаем 35секций типа ПЕ-5

Массовый расход пара

2.4.ОБОРУДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ТЕМНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ТЕМНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Схема расположения оборудования приведена на рисунок 7 Основ­ные данные по оборудованию (для резервуара вместимостью 5000 м3) приведены в Таблица 4

Рисунок 7. Схема расположения оборудования на резервуарах для темных нефтепродуктов и масел

1 — люк световой; 2 — патрубок вентиляционный; 3 — люк замерный; 4 — прибор для замера уровня; 5 — люк-лаз; 6 — кран сифонный; 7 — подъемная труба с шарниром роликовым блоком б и ручной лебедкой в; 8 — патрубок приемно-раздаточный; 9 — перепускное устройство.

Подъемная труба (рисунок 7) соединяется с приемно-раздаточным патрубком при помощи шарнира. Ее устанавливают для отбора нефти в нефтепродуктов с верхних слоев, где он наиболее чист и имеет меньшую вязкость. Размеры трубы принимаются по ГОСТ 3849 – 47. Шарнир трубы чугунный, состоит из двух отливок (два колена), соединяемых между собой в вертикальной плоскости. Лебедку для вертикального перемещения трубы крепят к стенке резервуара, грузоподъемность ее 500 – 1000 кгс.

Подогреватели предназначены для снижения вязкости темных продуктов. Они могут быть секционные, состоящие из труб d = 50 мм, соединенных коллектором. Отдельные секции соединяются в ветвь, ветви располагаются на днище симметрично подъемной трубе. Ввод пара и вывод конденсата решается для каждой ветки самостоятельно. Ветви устанавливаются на специальных опорах, позволяющих ме­нять их высоту и таким образом обеспечивать необходимый уклон для вывода конденсата.

Подогреватели могут быть и змеевикового типа, змеевики уста­навливаются на специальных стеллажах.

Рисунок 8 Секционный паровой подогреватель в резервуаре

Подогревательный элемент ПЕ-5

1.коллектор – 2 шт. (108 4)

2.входной патрубок – 1 шт. (76х3)

3.выходной патрубок – 1 шт. (60х3)

4.секционная труба – 4 шт. (89х3)

Задание №2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА СЕКЦИОННОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ В РЕЗЕРВУАРЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МАЗУТА

Определить размеры секционного подогревателя в резервуаре для хранения мазута, указанные марки в заданиях, если температура его застывания +20 ⁰С, объем резервуара для хранения мазута взять из таблицы по варианту задания.

Исходные данные:

1.Удельная теплоемкость мазута – С = 0, 5 ккал/кг ⁰С (2094Дж/кг ⁰С)

2.Плотность мазута – ρ = 950 кг/м³ при содержании 8% парафина со скрытой теплотой плавления – χ = 55 ккал/кг (~232 кДж/кг)

3.Теплоноситель – пар насыщенный температуры +150 ⁰С давлением 4 кг/см² (3, 9 105 Па)

4.Энтальпия или теплосодержания насыщенного пара – i_П = 654 ккал/кг (– 2740 кДж/кг)

5.Энтальпия или теплосодержания конденсата пара при температуре +90 ⁰С – i_K = 90 ккал/кг

6.Температура окружающий среды минимального по характеристике района

7.Оптимальная температура разогрева мазут по марке мазута.

Приложение1

Технико-экономические показатели вертикальных цилиндрических резервуаров с рулонным корпусом и со щитовой кровлей

Характеристика района

По СниП 2.01.01. – 82 для … области:

t_ср.min воздуха = … º Сt_ср.max воздуха = … º С