（化学工程专业论文）长庆油田第一采气厂热媒取代蒸汽技术方案研究与分析.pdf

摘要 随着人们生活水平不断的提高和科学技术的发展，天然气作为一种绿色洁净 能源，其开发和利用越来越受到人们的重视。然而要发展天然气工业，必须要对 天然气进行净化处理。在天然气净化处理过程中，蒸汽是一种主要的加热介质。 但是由于蒸汽供热系统存在着一定腐蚀，尤其对缺水地区限制程度较大，为此采 用一些其他的加热介质越来越受到人们的重视。 针对长庆油田第一采气厂第一净化厂6 套天然气净化装置采用蒸汽加热存 在的腐蚀较大、能耗过高、尤其水资源紧缺的现实，本课题对三甘醇取代蒸汽作 为热载体方案进行了分析和论证。 在现场调研和查阅相关资料的基础上，对现有蒸汽循环系统中重沸器以及 管路系统等设备进行了校核；选择了理想的热媒介质；重点对设计的方案中加热 炉位置i 和位置i i 进行了系统的研究，通过物料衡算、热量衡算进行了管线、 设备的校核、设计和选型。 研究结果表明：对现有蒸汽供热系统进行热媒替代改造是十分必要的，其不 但减少了废水的排放，节约了能耗和用水量，而且生产运行成本有明显的降低； 三甘醇溶液是一种理想的蒸汽替代介质；现有蒸汽管道能满足输送三甘醇时工艺 条件的要求；从投资和效益评价对比表明加热炉位置i 优于位置i i 。研究结果为 第一采气厂第一净化厂节能改造提供了可靠的依据。 关键词：天然气；净化；蒸汽；三甘醇；方案对比 f e a s i b i l i t yr e s e a r c ho nt a k i n gt e g i n s t e a do fw a t e rv a p o u ra sh e a t i n g a g e n tu s e di nn o 1n a t u r a lg a sp u r i f i c a t i o np l a n to ft h ep c o c a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t a n ti m p r o v e m e n to fp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r da n dd e v e l o p m e n to f s c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , a sac l e a ne n e r g y , n a t u r a lg a si sp a i dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n a b o u ti t sd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n h o w e v e r , i no r d e rt od e v e l o pn a t u r a lg a s i n d u s t r y , n a t u r a lg a sm u s tb ep u r i f i e d d u r i n gt h eg a sp u r i f i c a t i o np r o c e s s ，t h es t e a m i sam a j o rh e a t i n gm e d i u m h o w e v e r , t h e r ei sac e r t a i na m o u n to fc o r r o s i o ni ns t e a m h e a t i n gs y s t e m ，e s p e c i a l l yt h i si sm o r es e r i o u so nt h ed r ya r e a s ，s op e o p l eb e g i n t op a y m o r ea t t e n t i o nt ot h eh e a t i n gm e d i u m i nt h en o 1n a t u r a lg a sp u r i f i c a t i o na n da d o p t i o np l a n to ft h ep c o c ，t h ef a c t o fg r e a t e rc o r r o s i o n ，h i g h e re n e r g yc o n s u m p t i o n , p a r t i c u l a r l ys h o r t a g eo fw a t e r r e s o u r c e si ns i xs e t so fs t e a m h e a t i n gi n s t a l l a t i o n s ，t h i st o p i ca n a l y s e s a n d d e m o n s t r a t e st h ep r o g r a mt h a tt r i e t h y l e n eg l y c o l t r i er e p l a c et h es t e a ma st h eh e a t c a r r i e r o nt h e b a s i so fo n s i t er e s e a r c ha n dr e l e v a n ti n f o r m a t i o n ，w ec h e c kt h er e b o i l e r i nt h ee x i s t i n gs t e a mc i r c u l a t o r ys y s t e ma n do t h e re q u i p m e n ti nt h ep i p i n gs y s t e m s ； c h o o s et h ei d e a lt h e r m a lm a s sm e d i a ；e m p h a s i so nr e s e a r c h i n gt h ef u r n a c el o c a t i o ni a n d p o s i t i o ni is y s t e m s ，p i p e l i n ea n de q u i p m e n tw a sc h e c k e d ，d e s i g n e da n ds e l e c t e d b ym a t e r i a lb a l a n c ea n dh e a tb a l a n c e ， t h er e s u l t ss h o wt h a t ：i ti sn e c e s s a r yt h a tt h ee x i s t i n gs t e a mh e a t i n gs y s t e m r e p l a c et h et r a n s f o r mh e a tm e d i u m ，w h i c hn o to n l yr e d u c ew a s t ew a t e r , s a v ee n e r g y a n dw a t e rc o n s u m p t i o n ，b u ta l s or e d u c et h er u n n i n gc o s t so fp r o d u c t i o ns i g n i f i c a n t l y ； t r i e t h y l e n eg l y c o l t r i es o l u t i o ni sa ni d e a ls t e a mm e d i u m ；e x i s t i n gs t e a mp i p ec a nm e e t t h ep r o c e s sc o n d i t i o n sr e q u i r e m e n t s d u r i n gt r i e t h y l e n eg l y c o l t r i et r a n s p o r t a t i o n ； c o m p a r e dw i t ht h ei n v e s t m e n ta n db e n e f i te v a l u a t i o n ，i ts h o w st h a tf u m a c el o c a t i o n ii ss u p e r i o rt op o s i t i o ni i t h er e s u l tp r o v i d e sar e l i a b l eb a s i st ot r e a te n e r g y - s a v i n g f o rn o 1n a t u r a lg a sp u r i f i c a t i o na n da d o p t i o np l a n t k e yw o r d s ：n a t u r a lg a s ；p u r i f i c a t i o n ；s t e a m ；t r i e t h y l e n eg l y c o l t r i e ；p r o g r a m c o m p a r i s o n 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。 本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研 究所等机构将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库或其它 相关数据库。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：苍哗导教师签名：瑶 叼年胡卜e l抽夕年，胡f z e l 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和 致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：筋礁研 i 础年l 二月i 日 西北大学硕士学位论文 第一部分研究的任务和热媒选择 第一章概述 1 1 研究的目的 天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用越来越受到人们的重视，然而 要发展天然气工业，必须要对天然气进行净化处理，天然气净化主要包括天然气 脱硫和天然气脱碳，世界各国对天然气质量都有相应的净化标准。 长庆油田第一采气厂( 以下简称采一厂) 经过近几年的建设与开发，目前已 建有三处净化厂区，其中第一、二净化厂( 以下简称一狰、二净) 生产、伴热及 采暖均采用蒸汽供热。自从蒸汽供热系统投运以来，供热系统腐蚀比较严重，采 用锅炉加药后，腐蚀有所缓解，但是伴热管线的腐蚀穿孔现象还是比较频繁，在 一定程度上影响了装置平稳运行且提高了能耗。 第一净化厂6 套天然气净化装置分别于1 9 9 7 - - 2 0 0 3 年先后建成投产。装置 运行期间脱硫单元再生系统的重沸器均采用蒸汽加热的形式进行溶液再生，一方 面全厂蒸汽总管网只有一条，从投运以来没有进行过检修，一旦蒸汽管网出现故 障，将会使净化装置再生部分无法正常运行；另一方面采用蒸汽供热消耗较大， 由2 0 0 6 年装置运行报表可知，6 套净化装置大约年消耗生产蒸汽总量： 1 2 3 x 1 0 5 t ，消耗燃料气量：8 8 2 x 1 0 6 m 3 ；药品：2 8 9 7 t ；工业盐：1 0 3 3 8 t ；消耗 电量：3 9 8 1 6 k w h 。 随着现代工业的发展，能源日趋紧张，环境日渐恶化，节能和环保愈来愈受 到世界各国的重视。因此，寻找一种新的高效、低污染、低成本传热介质，为净 化厂生产提供热量是十分迫切的和必要的。 热媒作为一种理想的传热介质，在轻工纺织、印染、石油化工、建材、医药、 橡胶塑料等行业越来越得到广泛的应用。大量资料报道其具有节约能源、净化环 境、成本低、效益高等特点。与传统的蒸汽加热相比主要有以下优点：( 1 ) 热效 率高，节能效果好；( 2 ) 热媒加热无气相压力，运行安全、成本低；( 3 ) 温度调 节容易，比较稳定。 本项目试图通过在对一净的生产运行供热系统现状进行调研、分析现有设备 第一章概述 及管路的运行状况基础上，选用一种理想的热媒，对其供热系统进行方案论证和 设计计算，从而达到降低天然气净化成本、节约能源以及减少环境污染的目的。 1 2 研究任务 1 2 1 现场调研 根据净化厂年度蒸汽报表，了解供热系统中蒸汽分配量，收集各装置生产或 伴热蒸汽设计用量，现场核实现有主要蒸汽管道具体尺寸、主要换热设备台数及 相应换热面积等相关参数。 1 2 2 热媒调研及优选 通过对国内外热媒资料的收集，对比分析各种热媒的特点，结合净化厂生产 运行现状，筛选出理想、合适的热媒介质。 1 2 3 热媒替代蒸汽供热系统可行性方案分析 对第一净化厂进行相关系统物料衡算和热量衡算，进行热媒替代供热系统的 可行性分析，提出具体内容包括目前现有的各种设备、管线及配套管件的可行性 分析结论、工艺改造方案、投资概算以及预期效益评价。 1 3 研究方案和工作流程 1 3 1 有关定义 本项目涉及2 个大的方案，需对8 类具体技术方案进行可行性研究和分析， 由于本人只承担了其中研究方案一局部改造工作，因此有必要将涉及到此部分有 关概念定义如下： 研究方案一定义： 第一净化厂现有的蒸汽锅炉位置不动，在其他地方安装热媒炉。只对甲基二 乙醇胺( 以下简称m d e a ) 再生系统( 为了和厂方提供的资料吻合，以后简称 生产装置) 重沸器进行热媒替代蒸汽供热方案进行论证和分析。 装置区伴热和甲醇回收装置生产用热、采暖等部分仍采用蒸汽供热。 局部改造定义： 在计算中要涉及到局部改造一词，所谓局部改造是指在工艺计算和设计中对 可用的管道和设备仍然采用，只对不可以利用的部分管道和设备进行了重新计算 和设计。 2 西北大学硕士学位论文 1 3 2 研究方案和任务 由于在本项目中本人主要承担了第一净化厂热媒取代蒸汽方案一中局部改造方案 研究工作，因此，本论文将重点对这一部分研究工作进行深入的介绍。 一净t e g 替代蒸汽供热系统研究方案一局部改造可行性行分析研究内容主要包 括： 加热炉位置i 对应管路可行性分析及设备选型 加热炉位置i i 对应管路可行性分析及设备选型 1 3 3 工作流程 ( 1 ) 在现场调研和查阅相关资料的基础上，对现场设备和管件的尺寸、工艺操作参 数、以及其蒸汽分配进行核实。 ( 2 ) 对现有蒸汽循环系统中重沸器以及管路系统等设备进行校核。 ( 3 ) 结合一净的生产运行现状和气象条件，根据热媒优选原则，选择理想的热媒介 质，结合现有循环系统进行工艺设计计算。 ( 4 ) 通过物料衡算、热量衡算以及管线可行性分析，研究蒸汽循环系统改为热媒循 环系统可行性。 ( 5 ) 对热媒替代蒸汽供热系统和循环系统进行投资预算以及初步的经济效益评价。 3 第二章现场调研及资料收集 第二章现场调研及资料收集 2 1 第一净化厂现场调研 2 1 1 资料收集结果 ( 1 ) 第一净化厂概况 第一净化厂( 以下简称一净) 由5 套2 0 0 万方l l 天然气净化装置、1 套4 0 0 万方l l 天然气净化装置、l 套硫磺回收装置组成，配套有供电、供热、供水、供风、甲醇回收、 污水处理等单元和消防系统，各套装置自成体系，可在不停产条件下分别进行检修。 第一净化厂蒸汽供热系统主要提供装置区生产用热、伴热以及厂区采暖等场合用 热。 ( 2 ) 蒸汽管道材质 现有蒸汽管道材质为2 0 钢，无缝钢管；管线尺寸见图2 1 。 ( 3 ) 主要设备参数 胺再生系统具体数据详见第二部分中第二章基础数据部分。 ( 4 ) 热媒炉放置位置 通过与厂方人员商定，确定了两处热媒炉放置位置。一处为2 群锅炉房的东部，空氮 站北部的草坪上，另一处为5 区西北角的草坪上。具体位置见图2 1 。 2 1 2 蒸汽管道长度测量结果 主要对蒸汽管路中m d e a 再生蒸汽主管线，以及伴热主管线、甲醇回收蒸汽管线、 污水处理蒸汽管线进行了测量，测量结果见图2 1 ，图中单位均为i t l n l 。 4 链擎咖 旺匡蜊 3 一。 章l 善善。”o c t n 一( “口。 - 。 。 0 0l n j 0 0 0 护 o 日跚 擎 o 枇皋喇 j 爿 o 二悫蜊 - _1 ： o 岫 蛰 罄 再： o c 3 , oo 口 - o 甾 o o 茕 c 3 , o n j r un jo o zzz o 口口口 h ii 二 一 枇皋涮 蛊她蜊 0 0 杪n 0 0 8 n 6 1 i 0 0 己n 一j：_ = l 30 0 己n qj i o n n jn o c 【 zz 口= l价 r 。1 一 咖 j 徽皋卿 遐裂 基建蜊 量 孽 ooo 骚史 o oo # 枇 o一，)r u 刚 zzz n - d 口口 口 懒摹嘲 乏如螓 g- 繇舒扭2 罄罄塞 琵 巨出 糕 糕苌 0 0 0 9 上 一 跫蜊 寸 叶 1u o i j i _ l = 霉喇 兰驿器巡 最辽 匦帕憔划厘霞罂冥删迥璺霰昙隧戛f瓤蜒糕冥眚ffs踞l尊舟0锨 h 式匝 第二章现场调研及资料收集 2 2 第三净化厂现场调研 第三净化厂全厂采用三甘醇( 以下简称t e g ) 作为热载体，为了取得相关的实际 数据，保证研究方案更为可靠，专程到第三净化厂进行了调研。 长庆气田第三净化厂隶属于长庆油田分公司第一采气厂，厂址位于陕西省延安市安 塞县化子坪乡鲍家营，距化子坪乡政府约3 k m ，距安塞县城约3 8 k m ，距靖边县县城约 9 6 k m ，距延安市区约为7 0 k i n 。全厂总占地面积约1 4 0 亩，总体设计年处理天然气能力 1 0 x 1 0 8 m 3 。 工厂主体为一套日处理天然气3 0 0 x 1 0 4 m 3 的净化装置，配套建设的硫磺回收装置、 尾气焚烧装置、火炬放空系统、空氮站与集配气总站各一套。同时建有供热、供水、甲 醇回收、污水处理等配套工程。 第三净化厂采用热媒三甘醇主要为天然气净化装置脱硫系统的胺溶液提供再生热 量，采用全封闭液相循环系统。 据现场接待技术人员提供资料，该装置运行基本良好，具有明显节能效益、安全效 益、环保效益及生产效益。 2 3 调研工作总结 通过三次现场调研，收集了一净净化设备、管道和相关生产资料以及三净运行的基 本情况，根据双方现场协商，研究任务除进行m d e a 再生装置的热媒替代蒸汽供热系 统可行性方案研究外，还将对伴热、采暖、甲醇回收部分进行热媒替代蒸汽加热可行性 分析。由于设备内部的伴热无法计量，伴热的可行性分析主要以装置区伴热主管为对象。 在后续设计和计算过程中，将以上述资料和采气一厂所提供的设计参数为依据进 行。如前所述本论文只涉及到m d e a 再生装置热媒替代蒸汽供热系统的可行性方案分 析和设计。 6 西北大学硕士学位论文 第三章热媒选择弟二早豫￥烁匹浑 3 1 热媒概述 热媒即载热体，工业上常用作加热介质的载热体主要有热水、饱和水蒸汽、有机 热传导液( 导热油) 、烟道气、液态金属、熔盐等，其适用温度范围见表3 1 。 表3 1 不同热媒的适用温度范围 第一采气厂天然气净化厂生产用热主要用于m d e a 溶液的再生，需将m d e a 溶 液加热到1 1 0 1 2 5 ，因此，要求热载体使用温度大致在1 5 0 2 0 0 。由表3 = 1 可 知，饱和水蒸气和导热油均可作为热媒介质。 由于导热油作为热媒，具有明显的节能、安全、环保等特点，因此其在工业上应用 领域十分广泛，例如纺织工业、石油化工工业、海洋石油及天然气工业以及精细化工工 业等。 3 1 1 导热油的质量要求 ( 1 ) 热稳定性导热油长期在高温下使用，即使没有氧气存在也会因超温等原因 而劣化，因此具有良好的热稳定性是其基本的要求。热稳定性是由化学组成决定的，就 热稳定性而言，芳香烃优于环烷烃，环烷烃优于烷烃。选择导热油首先要看其化学组成， 芳香烃是石油中最稳定的烃类，不易裂解。合成导热油由芳烃组成，一般使用1 0 年左 右，而矿油型导热油主要由烷烃和环烷烃组成，其使用寿命一般为3 - - 5 年。 ( 2 ) 高温抗氧性在膨胀罐液面上，高温导热油直接与空气接触，此时导热油的抗 氧性不可忽略。由于芳烃型导热油中一般不加添加剂，而环烷烃和烷烃型导热油中加有 各种类型的抗氧剂和防焦剂。因此就抗氧性而言，环烷烃和烷烃导热油可能优于芳香烃 型导热油。 ( 3 ) 安全性导热油的沸点或初馏点应高于系统中油使用的温度，避免因沸腾而 发生冒油或冲油事件。从安全的角度考虑，油的闪点应高一些，但从油的质量来考虑， 良好的热稳定性和闪点难以兼得。在同一类烃中，分子量越大，其黏度越大，闪点越高， 7 第三章热媒选择 而热稳定性越差，因此，选择导热油时，除了具有良好的热稳定性和适宜的低黏度外， 其闪点应尽可能的高一些。 ( 4 ) 使用温度导热油使用说明书中一般给出三个温度：最高使用温度、最高油膜 温度和凝点。最高使用温度是指在出加热炉出口处，测得的导热油主流体最高允许温度； 最高油膜温度是指流经加热炉的导热油与加热炉内壁接触的层流底层的最高允许温度； 导热油的凝点是按石油凝点测定法( g b t 5 1 0 9 1 ) 的规定测定的。油膜温度随加热 炉热流速率的增加而升高，随导热油流速的增加而降低。 ( 5 ) 产品价格及其它性能合成型导热油由芳烃组成，其最高使用温度可达4 0 0 。c ， 可使用l o 年左右。一般国产合成型导热油价格在1 5 x 1 0 4 2 x 1 0 4 融，进口合成导热油 在3 1 0 4 元t 左右。 矿油型导热油最高使用温度小于3 5 0 c ，一般可使用3 5 年。其使用寿命受外界 因素影响很大，如果氮封不严，油中混入杂质将大大降低其使用寿命。 3 1 2 导热油分类 3 1 2 1 合成型导热油 ( 1 ) 联苯联苯醚这是美国d o w 公司3 0 年代开发的一种产品，也是使用最早、使 用时间最长的产品，由7 3 5 联苯醚和2 6 5 联苯组成，是一种共沸体系，沸点2 5 7 ， 最高使用温度可达4 0 0 。c ，主要优点是热稳定性好，积炭倾向小。但另一方面其凝固点 只有1 2 ，在气温低时对配管、贮槽、仪表必须配套有蒸气加热等防冻设施系统；在 水分存在的条件下，对碳钢等有一定的腐蚀作用。此外，此种导热油渗透性强，气味难 闻，有致癌作用。由于环保的要求，取缔它的呼声很高，但由于其性能优良，在一定程 度上仍被广泛使用。 主要品牌有美国d o w 化学公司的d o w t h e r ma 、美国孟山都公司( m o n s a n t o ) 的 t h e r - m i n o lv p 一1 、法国g i l o t h e r md o 、德国拜尔( b a y e r ) 的d i p h y l 、日本新日铁( n i p p o n s t e e l ) 公司的t h e r m $ 3 5 0 。 ( 2 ) 氢化三联苯型导热油此型载热体为3 个苯环边接的三联苯中，结合氢原子， 局部开环结构的一类化合物的总称。其特点是高温稳定性好，蒸气压低，但低温流动性 稍差，使用温度1 0 - - - 3 4 0 。c 。目前该种导热油在国外占据了大部分市场份额，为许多热 载体装置的首选传导液，主要品牌有：美国m a n s a n t o 公司的t h e r m i n o l6 6 、日本新日铁 公司( n i p p o ns t e e l ) 的t h e r m $ 9 0 0 、英国石油公n ( b p ) 的t r a n s c o ls a 。 8 西北大学硕士学位论文 ( 3 ) 烷基萘型导热油主要有甲基萘、二甲基萘、异丙基萘等。使用温度范围3 0 3 0 0 。c ，具有毒性低，腐蚀性小，导热性好的特点，而且凝点低，易于输送，适用于寒 冷地区，但其高温稳定性较以上三种略差。主要品牌有：日本新日铁公司( n i p p o ns t e e l ) 的t h e r ms2 0 0 ，日本东槽与综研公司的n e o s k o i l l 3 0 0 ，日本吴羽化学公司的k s k 2 6 0 、 k s k 2 8 0 、k s k - 3 3 0 。 ( 4 ) 烷基苯型导热油此型载热体为联苯基环上连有烷基链一类化合物作为载热体 的总称。该化合物由短链烷基与联苯环加成反应所生成。该类化合物具有稳定性好，低 温流动性好及异味少等优点。主要品牌有：美国m o n s a n t o 公司的t h e r m i n a l5 5 、德国 h u l s 公司的m a r l o t h e r mn 和法国g i l o t h e r mp w 等。 3 1 2 2 矿油型导热油 其多为重的石油馏分，具有安全低毒、低成本的特点，但使用温度相对较低，与合 成型热传导液相比，高温热稳定性差，容易发生氧化裂解。一般需要添加抗氧剂等添加 剂。市场上常见的产品主要有：美国美孚石油公司( m o b i lo i l c o r p ) 的m o b i l t h e r m 系列、 壳牌石油公司的s h e l lt h e m i ao i lb 、s h e l lt h e r m i ao i le 、美国埃克森化学公司( e x x o n ) 的c a l o r i ah t4 3 、日本东槽与综研化学公司的n e o s ko i li a 0 0 ，英国石油公司( b p ) 的 t r a n s c a l 、美国美孚石油公司的m o b i lt h e r m6 0 0 、英国石油公司t r a n s c a ll t 等。 3 1 3 常用导热油性能比较 国内外不同品牌的导热油有近百种。我国还没有建立统一的导热油国家标准，各厂 家均借鉴国外的方法对导热油的性质进行评价。按使用状态导热油可分为液相使用型和 气相使用型，表3 2 、表3 3 分别列出了国内外具有代表性的导热油性质，表3 4 为三 甘醇与乙二醇的物性比较。 表3 2 国外主要液相型导热油品牌 9 第三章热媒选择 表3 3 国产主要液相型导热油品牌 表3 _ 4 三甘醇与乙二醇物性参数对比表 项目三甘醇 乙二醇 分子结构式 相对分子量 沸点 凝点 密度( 2 5 。c ) 鲈m 3 折光指数 闪点 溶解度( 2 0 ) 理论分解温度 粘度m p a s c 6 h 1 4 0 4 1 5 0 2 2 8 5 5 7 2 1 1 2 1 4 5 4 1 6 5 6 全溶 2 0 6 7 4 7 8 ( 2 0 c ) 蒸气压( 2 5 c ) p a 4 ，原假设成立( 自然对流 可以忽略) 0 【b = 6 4 3 8 a t 2 鲫= 6 4 3 8 x7 0 2 2 3 3 3 = 6 0 7 0 9 3 3 ( 4 ) 换热面积校核 由式( 1 一) 对重沸器换热面积进行计算。 a ：旦：! ：! 坠! q ： ：5 3 1 9 8 m 2 4 ，忽略自然对流的影响，则仅眦= 0 。 根据口6 = 口岫瓦+ 口肿，取f m = 0 7 5 ，瓦= 1 5 ，得0 【b = 1 1 2 5 0 t n b m d e a 的临界压力：3 8 7 5 m p a ，h 2 0 ：2 2 1 m p a ，故将5 0 的m d e a 的临界压力 取为p ，= 1 2 9 9m p a 。 一= 詈p = 篙1 29 9 一o 咖7c f ( p ) = 1 8 p ，0 1 7 + 4 p ，1 2 + l o p r l 0 = 1 8 ( o 0 0 7 7 ) n 1 7 + 4 ( o 0 0 7 7 ) 1 一+ 1 0 ( 0 0 0 7 7 ) 1 0 = 0 7 9 8 6 a 曲= 3 5 9 6 x1 0 。5 po 6 9 q n 7 f ( p ) a n b = 3 5 9 6 1 0 5 ( 1 2 9 9 1 0 6 ) 0 6 9 ( 仅b t ) n 7 0 7 9 8 6 = 2 3 2 5 6 ( q b t ) n 7 0 【b 1 5 = 2 3 2 5 6 ( a b a t ) 。“0 【b = 3 4 8 8 4 ( a b a t ) 。7 一 仅，= 6 4 3 8 0 a t z j j j 对于管束：q = a b a t = k ( 乙一a t ) 6 4 3 8 0 a t 2 3 3 3x a t = l c ( a t m - a t ) 解得a t = 6 3 5 4 ，原假设成立( 即自然对流可以忽略) 仅b = 6 4 3 8 a t 2 3 ”= 6 4 3 8 x 6 3 5 2 3 3 3 = 4 8 0 4 2 1 w ( m 2 - ) ( 4 ) 换热面积计算 由式( 1 一) 对重沸器换热面积进行计算。 a ：旦：! ：! 垡兰! q ：= 4 6 8 3 3 9 m 2 4 ，忽略自然对流的影响，则仅。= 0 ，根据石油化工设计手册中所提供 的公式( 1 3 ) ，对管外沸腾给热系数进行计算。 f ( p ) = 1 8 p r n l 7 + 4 p ，1 2 + 1 0 所1 0 r ( p ) - - i 。8 ( o 0 0 7 7 ) n 1 7 + 4 ( o 0 0 7 7 ) 1 2 + 1 0 ( 0 。0 0 7 7 ) 1 0 e ( p ) = 0 7 9 8 6 式中：尸，对比压力，p ，= 旦p c = 两0 2 3 = 。0 0 7 7 ：p 操作压力，。2 3 m p a ； 取f m = 0 7 5 ，r = 1 5 ，由式( 1 3 ) 计算得到仅b = 1 1 2 5 a n b 0 【曲= 3 5 9 6 x1 0 。5 p c 0 6 9 q0 7 f ( p ) 0 c n b = 3 5 9 6 1 0 1 2 9 9 1 0 60 6 9 x ( 0 【b a t ) 0 7 x 0 7 9 8 6 = 2 3 2 5 6 ( a b t ) 。7 0 【b 1 1 2 5 = 2 3 2 5 6 ( a b t ) n 7 ，得0 【b = 2 6 1 6 3 ( a b a t ) n 7 即，0 【b = 2 4 6 7 7 0 a t 2 3 3 3 ， 对于管束，q = 0 c 。t = k ( t m 一t ) 于是，2 4 6 7 7 0 a t 2 3 3 3x a t = k ( a t 。一t ) ， 2 4 6 7 7 0 a t 3 3 3 3 = 7 7 7 5 4 4 5 ( 4 6 6 一t ) 试差解得：a t = 8 3 9 9 4 ，原假设成立( 自然对流可略) ， 仅b = 2 4 6 7 7 a t 2 。3 3 32 4 6 7 7 x8 3 9 9 2 3 3 33 5 3 6 0 2 5w ( m 2 ) ? 4 ) 挟热回簪计算 a ：旦： ! ：! 坠! q ： ：7 6 3 3 0 m ： 4 0 p r = =一=二)： i ，q = 斗u u ，户斗i j 九3 0 9 3 9 3 9 1 0 。 由公式( 2 5 ) 计算给热系数 仅：o 0 2 3 3 0 9 3 9 3 9 i x l 0 - 3 ( 6 0 5 1 8 ) 0 8 ( 3 5 5 8 ) 0 3 ：4 6 4 5 3 4 3w (m霉-c)001 5 、7、 取t e g 媒在管内侧污垢热阻台为3 5 1 0 m 2 c w ，管外侧污垢热阻r f o 为 3 5 x 1 0 一m 2 c w 。管外径d o = 1 9 m m ，内径1 5 m m ，九= 4 5w ( m ) ，计算传热系数k 。 第二章一净t e g 替代蒸汽供热系统可行性分析 上：! 1 9 + 3 5 1 0 - s 1 9 + 业堕1 9 + 3 5 1 0 ：1 111 6 1 0 - 3 k4 0 4 5 3 4 3l ， 1 54 5 1 7 k = 8 9 9 6 0 4 2 w ( m 2 ) ( 3 ) t 计算 假设a t 4 ，忽略自然对流的影响，则0 t , 。= 0 。根据口6 = 口。6 瓦巴+ 口舯，取 f m = 0 7 5 ，民= 1 5 ，得0 c b = 1 1 2 5 a n b 5 0 m d e a 溶液临界压力p 一= 1 2 9 9 m p a ，重沸器操作压力为0 2 3 m p a 。 p ，：旦：堕：0 0 0 7 7 p r2 上p 2五两2c f ( p ) = 1 8 p , 0 ”+ 4 所他+ l o o f ( p ) = 1 8 ( 0 0 0 7 7 ) n 1 7 + 4 ( o 0 0 7 7 ) 1 一+ 10 ( 0 0 0 7 7 ) 1 0 = o 7 9 8 6 仅曲= 3 5 9 6 x 1 0 。5 p0 6 9 q n 7 f ( p ) 伐曲= 3 5 9 6 1 0 弓1 2 9 9 1 0 60 6 9 x ( 仪b a t ) 0 7 x 0 7 9 8 6 即，a n b = 2 3 2 5 6 ( a b a t ) 。；仅b 1 1 2 5 = 2 3 2 5 6 ( a b a t ) 。一； 得，0 【b = 2 6 1 6 3 ( a b a t ) 。； 即，0 【b = 2 4 6 7 7 a t 2 3 3 3 对于管