Нагревающие и охлаждающие агенты, их сравнительная характеристика.

Нагревающие агенты. Основным источником тепла на нефтеперерабатывающих заводах является сгорание топлива. При этом тепло либо непосредственно используется для нагрева, либо передается при помощи специальных теплоносителей.

В первом случае топливо сжигают в аппарате, служащем непосредственно для нагрева, например в трубчатой печи. Во втором случае тепло сжигаемого топлива используется для нагрева теплоносителя, который далее транспортируется к месту потребления тепловой энергии.

Охлаждающие агенты. Наиболее распространенным и дешевым охлаждающим агентом является вода, используемая для охлаждения до 30—35 °С. В зависимости от дефицитности воды и затрат, связанных с ее транспортировкой, на нефтеперерабатывающих заводах организуется проточное или так называемое оборотное водоснабжение. При оборотном водоснабжении нагретая вода повторно используется после ее охлаждения путем частичного испарения в градирнях или специальных бассейнах. Иногда температура воды понижается при частичном ее испарении под вакуумом.

Воду широко применяют в качестве охлаждающего агента вследствие ее доступности и относительно высокого коэффициента теплоотдачи к поверхности. Вместе с тем необходимо отметить, что в связи с интенсивным развитием промышленности применение воды в качестве охлаждающего агента для многих районов является фактором лимитирующим. Кроме того, использование воды промышленными предприятиями часто является источником загрязнения водоемов и требует осуществления комплекса мероприятий по очистке воды перед ее сбросом. Важнейшим элементом по охране окружающей среды является такая организация водоснабжения, при которой осуществляется замкнутый цикл, т. е. отсутствуют стоки воды в водоемы.

18. Максимальная температура горения, тепловой расчет радиантной камеры трубчатой печи.Значительная часть теплоты, выделяющейся при горении, за­трачивается на нагревание продуктов сгорания, некоторая — на нагревание горючих веществ, и часть рассеивается в окру­жающем пространстве.Процесс горения хотя и относится к химическому явлению, однако он связан с физическим явлением — процессом передачи тепла. Известно, что скорости химических реакций резко возрастают при повышении температуры. Горение паров или газов возможно только в смеси с воздухом. Если такие смеси заранее не образовались, например, при горении древесины ним на пожаре, то они создаются в процессе горения.

При горении подготовленной горючей смеси, например па­рим остина с воздухом, пламя распространяется быстро только при определенной ее температуре. Смесь перед фронтом пламени нагревается за счет тепла, передаваемого от пламени. Следовательно, скорость распространения пламени, т. е. скорость мимической реакции, зависит от скорости передачи тепла. Температура горения любого вещества непостоянна и изме­ни в зависимости от условий горения. Действительная температура горения веществ, в том числе и пи время пожара, всегда ниже теоретической, так как горение нрщскает неполно при недостатке воздуха и с значительными ми юными потерями в окружающую среду.

Средняя температура в помещении в начальный период по­вара невысокая, так как его очаг распространяется на небольшпи объем и нагретые продукты сгорания не заполняют все по­чтение. По мере увеличения очага пожара средняя температура в помещении растет и через некоторое время достигает ' моего максимума. Значение максимальной температуры при горении различных веществ неодинаково и зависит от интенмвностИ тепловыделения.

При горении каучука интенсивность тепловыделения до­стигает 5552 ккал/м2 • мин, при горении древесины — до 1000 ккал/м2 мин. При полном сгорании 1 кг углерода выделяется 8100 больших калорий тепла, а при неполном — только 2400 больших калорий тепла.

Трубчатые печи находят широкое применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Большинство применяемых трубчатых печей радиантно-конвекционные. В радиантных камерах происходит ряд сложных взаимосвязанных физико-химических процессов. Тепло к трубчатым змеевикам большей частью передается излучением от пламени, раскаленных поверхностей огнеупорной футеровки и частично конвекцией от продуктов сгорания топлива. Конвективная составляющая теплообмена при температурах, характерных радиантным камерам трубчатых печей, невелика. Однако в объеме топки происходит интенсивное перемешивание горячих потоков 20. Сущность и способы проведения процесса кристаллизации.продуктов сгорания с относительно более холодными потоками. Эти процессы наряду с другими оказывают сильное влияние на распределение температуры в объеме топки, следовательно, и на общий теплообмен в целом.