Дипломный проект - Технологический расчет криогенной воздухоразделительной установки А-8-1М
Подождите немного. Документ загружается.
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Массовый расход кубовой жидкости :
G
r
= 0,65297 * 25 500 *
24
29,454
G
r
= 20434,6 кг/ч = 20,4346 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 8,158 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 4,079 кгс/см
2
.
P = 8,158 – 4,079
P = 4,079 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
G
B * P *
r
,
где
В = 1 - так как перед клапаном жидкость ,
K
V
=
10 * 777,33 * 4,079 * 1
20,4346
3-
K
V
= 11,476 т/ч .
При работе регулирующего устройства на непереохлажденной жидкости по-
лученное значение его пропускной способности должно быть увеличено в 5 раз ,
т. е.
K
V
= 57,38 т/ч ,
Выбираем клапан АДБ – 31 – 100/10 ( 2082 364 282 3409 014 ) Ду100 Рр10 -
K
V
= 100 т/ч .
Клапан будет открыт на 57,38 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.2. Регулирующее устройство ВР
2
на потоке жидкого азота в
пароотделитель
Устройство должно пропустить G
N
= 0,02154 кмоль/кмоль чистой азотной флегмы
с составом 99,9998 % N
2
.
191
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Молекулярная масса азотной флегмы
N
= 28 кг / кмоль .
Плотность азотной флегмы
N
= 686,99 кг / м
3
.
Массовый расход азотной флегмы :
G
N
= 0,02154 * 25 500 *
24
28
G
N
= 640,815 кг/ч = 0,640815 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 8,056 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 3,263 кгс/см
2
.
P = 8,056 – 3,263
P = 4,793 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
N
,
где
В = 1 - так как перед клапаном жидкость ,
K
V
=
10 * 686,99 * 4,793 * 1
0,640815
3-
K
V
= 0,353 т/ч .
При работе регулирующего устройства на непереохлажденной жидкости по-
лученное значение его пропускной способности должно быть увеличено в 5 раз ,
т. е.
K
V
= 1,765 т/ч ,
Выбираем клапан 2082 364 282 3210 003 Ду25 Рр 16 - K
V
= 2,5 т/ч .
Возможно применение клапана КК7219. 00.000 Ду25 Ру 16 - K
V
= 2,5 т/ч .
Клапан будет открыт на 70,60 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.3. Регулирующее устройство ВР
3
на потоке азота жидкого потребителю
Устройство должно пропустить G
Аж
= 0,01855 кмоль/кмоль продукционного
жидкого азота с составом 99,9998 % N
2
.
Молекулярная масса жидкого азота
Аж
= 28 кг / кмоль .
Плотность жидкого азота
Аж
= 750,59 кг / м
3
.
Массовый расход жидкого азота :
192
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
G
Аж
= 0,01855 * 25 500 *
24
28
G
Аж
= 551,86 кг/ч = 0,55186 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 3,263 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 3,059 кгс/см
2
.
P = 3,263 – 3,059
P = 0,204 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
Аж
,
где
В = 1 - так как перед клапаном жидкость ,
K
V
=
10 * 750,59 * 0,204 * 1
0,55186
3-
K
V
= 1,41 т/ч .
При работе регулирующего устройства на непереохлажденной жидкости по-
лученное значение его пропускной способности должно быть увеличено в 5 раз ,
т. е.
K
V
= 7,05 т/ч ,
Выбираем клапан 2082 364 282 3210 032 Ду25 Рр16 - K
V
= 10 т/ч .
Возможно применение клапана КК7219. 00.000-03 Ду25 Ру 16 - K
V
= 10 т/ч .
Клапан будет открыт на 70,50 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.4. Регулирующее устройство ВР
4
на потоке азота газообразного из
пароотделителя
Устройство должен пропустить G
2
Г
А
= 0,002991 кмоль/кмоль газообразного азота
с составом 99,9998 % N
2
.
Молекулярная масса газообразного азота
2
Г
А
= 28 кг / кмоль .
Плотность газообразного азота
2
Г
А
= 13,479 кг / м
3
.
193
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Массовый расход газообразного азота :
G
2
Г
А
= 0,002991 * 25 500 *
24
28
G
2
Г
А
= 88,982 кг/ч = 0,088982 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 3,263 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 1,377 кгс/см
2
.
P = 3,263 – 1,377
P = 1,886 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
А
2
Г
,
где
В = 0,73 ,
K
V
=
10 * 13,479 * 1,886 * 0,73
0,088982
3-
K
V
= 0,765 т/ч .
Выбираем клапан КК7219. 00.000-07 Ду25 Ру 16 - K
V
= 1,2 т/ч .
Клапан будет открыт на 63,75 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.5. Пусковое регулирующее устройство ВР
5
Устройство должно пропустить такое количество воздуха, которое во время пуска
может пропустить турбодетандер G
В
= 0,430638 кмоль/кмоль воздуха .
Молекулярная масса воздуха
В
= 28,96 кг / кмоль .
Плотность воздуха
В
= 9,883 кг / м
3
- при Р = 0,4 МПа и Т = 283 К .
Массовый расход проходящего через устройство воздуха :
G
В
= 0,430638 * 25 500 *
28,96
24
194
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
G
В
= 13250,7 кг/ч = 13,2507 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 8,056 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 4,079 кгс/см
2
.
P = 8,056 – 4,079
P = 3,977 кгс/см
2
,
В = 0,729 .
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
10 * 9,759 * 3,977 * 0,729
13,2507
3-
K
V
= 92,26 т/ч .
Выбираем клапан АДБ – 31 – 100/10 ( 2082 364 282 3409 027 ) Ду100 Рр10 -
K
V
= 160 т/ч .
Клапан будет открыт на 57,66 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.6. Регулирующее устройство ВР
6
на байпасе турбодетандера
Устройство должно пропустить 20 % отбросной фракции , поступающей на
расширение в турбодетандер . G
Б
= 0,12959 кмоль/кмоль отбросной фракции с
составом 31,89 % 0
2
и 68,11 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
Б
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
Б
= 0,3189 * 32 + 0,6811 * 28
Б
= 29,276 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
Б
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
195
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Б
= 0,3189 * 11,852 + 0,6811 * 11,737
Б
= 11,774 кг / м
3
.
Массовый расход отбросной фракции :
G
Б
= 0,12959 * 25 500 *
24
29,276
G
Б
= 4031 кг/ч = 4,031 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 3,977 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 1,377 кгс/см
2
.
P = 3,977 – 1,377
P = 2,6 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
Б
,
где
В = 0,666 ,
K
V
=
10 * 11,774 * 2,6 * 0,666
4,031
3-
K
V
= 34,6 т/ч .
Выбираем клапан АДБ – 31 – 100/10 ( 2082 364 282 3409 001 ) Ду100 Рр10 -
K
V
= 63 т/ч .
Возможно применение клапана КК7325.000 Ду100 Ру 10 - K
V
= 63 т/ч .
Клапан будет открыт на 54,92 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.7. Регулирующее устройство ВР
7
на байпасе нижней части основного
теплообменника
Устройство должно пропустить 15 % отбросной фракции, поступающей в
нижнюю часть основного теплообменника . G
Б
= 0,0972 кмоль/кмоль отбросной
фракции с составом 31,89 % 0
2
и 68,11 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
Б
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
Б
= 0,3189 * 32 + 0,6811 * 28
Б
= 29,276 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
Б
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
196
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Б
= 0,3189 * 16,006 + 0,6811 * 16,677
Б
= 16,463 кг / м
3
.
Массовый расход отбросной фракции :
G
Б
= 0,0972 * 25 500 *
24
29,276
G
Б
= 3023,5 кг/ч = 3,0235 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 4,079 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 3,977 кгс/см
2
.
P = 4,079 – 3,977
P = 0,102 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
Б
,
где
В = 0,989 ,
K
V
=
10 * 16,463 * 0,102 * 0,989
3,0235
3-
K
V
= 74,6 т/ч .
Выбираем клапан АДБ – 31 – 100/10 ( 2082 364 282 3409 027 ) Ду100 Рр10 -
K
V
= 160 т/ч .
Клапан будет открыт на 46,63 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.8. Регулирующее устройство ВР
8
на потоке фракции безопасности
Устройство должно пропустить G
Фб
= 0,005 кмоль/кмоль фракции безопасности с
составом 56,81 % 0
2
, 1,42 % Ar , 41,77 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
Фб
= y
1
*
02
+ y
2
*
Ar
+ y
3
*
N2
Фб
= 0,5681*32 + 0,0142*40 + 0,4177 * 28
Фб
= 30,443 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
Фб
= y
1
*
02
+ y
2
*
Ar
+ y
3
*
N2
Фб
= 0,5681*4,804 + 0,0142*6,062 + 0,4177*4,43
Фб
= 4,665 кг / м
3
.
197
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Массовый расход фракции безопасности :
G
Фб
= 0,005 * 25 500 *
24
30,443
G
Фб
= 161,73 кг/ч = 0,16173 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 3,569 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 1,0197 кгс/см
2
.
P = 3,569 – 1,0197
P = 2,5493 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
Фб
,
где
В = 0,647 ,
K
V
=
10 * 4,665 * 2,5493 * 0,647
0,16173
3-
K
V
= 2,292 т/ч .
Выбираем клапан 25с30нж(НО) или 25с32нж(НЗ) Ду15 - K
V
= 4 т/ч .
Клапан будет открыт на 57,3 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.9. Регулирующее устройство ВР
9
на потоке отбросной фракции в
теплообменник
Устройство должно пропустить G
А
= 0,047 кмоль/кмоль отбросной фракции с
составом 31,89 % 0
2
и 68,11 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 32 + 0,6811 * 28
А
= 29,276 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 1,77 + 0,6811 * 1,571
А
= 1,634 кг / м
3
.
Массовый расход отбросной фракции :
198
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
G
А
= 0,047 * 25 500 *
24
29,276
G
А
= 1462 кг/ч = 1,462 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 1,22366 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 1,118851 кгс/см
2
.
P = 1,22366 – 1,118851
P = 0,03515 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V
=
* P * B
G
А
,
где
В = 0,974 ,
K
V
=
10 * 1,634 * 0,03515 * 0,973
1,634
3-
K
V
= 221,6 т/ч .
Выбираем клапан 25ч30нж1-4М(НО) или 25ч32нж1-4М(НЗ) Ду100 - K
V
250 т/ч .
Клапан будет открыт на 88,64 % .
Выбранный клапан будет работать в зоне регулирования .
10.1.10. Регулирующее устройство ВР
10
на потоке отбросной фракции в
атмосферу
10.1.10.1. В нормальном режиме устройство должно пропустить G
А1
= 0,26438
кмоль/кмоль отбросной фракции с составом 31,89 % 0
2
и 68,11 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 32 + 0,6811 * 28
А
= 29,276 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 1,77 + 0,6811 * 1,571
А
= 1,634 кг / м
3
.
Массовый расход отбросной фракции :
199
Лист
Изм. Лист № документа Подпись Дата
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
G
А1
= 0,26438 * 25 500 *
24
29,276
G
А1
= 8223,74 кг/ч = 8,22374 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 1,224 кгс/см
2
.
Давление после цстройства Р
2
= 1,03 кгс/см
2
.
P = 1,224 – 1,03
P = 0,194 кгс/см
2
.
Потребная пропускная способность устройства :
K
V1
=
* P * B
G
А1
,
где
В = 0,952 ,
K
V1
=
10 * 1,634 *0,194 * 0,952
8,22374
3-
K
V1
= 485,2 т/ч .
10.1.10.1.2. В пусковом режиме устройство должно пропустить G
А2
= 0,68627
кмоль/кмоль отбросной фракции с составом 31,89 % 0
2
и 68,11 % N
2
.
Молекулярная масса смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 32 + 0,6811 * 28
А
= 29,276 кг / кмоль ,
Плотность смеси :
А
= y
1
*
02
+ y
3
*
N2
А
= 0,3189 * 1,77 + 0,6811 * 1,571
А
= 1,634 кг / м
3
.
Массовый расход отбросной фракции :
G
А2
= 0,68627 * 25 500 *
24
29,276
G
А2
= 21347 кг/ч = 21,347 т/ч .
Давление перед устройством Р
1
= 1,224 кгс/см
2
.
Давление после устройства Р
2
= 1,03 кгс/см
2
.
200