Эффективность и безопасность имеют первостепенное значение при эксплуатации печей крекинга этилена. Эти критически важные процессы производят этилен путем термического крекинга углеводородного сырья, такого как этан и пропан. Тем не менее, управление профилями теплового потока в этих печах имеет решающее значение для предотвращения таких проблем, как коксование, перегрев труб и повреждение оборудования. В этой статье блога мы рассмотрим значение корреляций теплового потока и то, как их можно применять к различным конфигурациям этиленовых печей.
Конфигурации этиленовых
печей Этиленовые печи бывают трех основных конфигураций:Напольные печи
с- настенным обогревом
- Напольные и настенные Эти
конфигурации различаются по размещению горелок и механизмам выделения тепла. Чтобы оптимизировать их производительность, инженерам необходимо понимать, как тепловой поток коррелирует с условиями эксплуатации и параметрами конструкции.
Профиль теплового потока
Профиль теплового потока, который представляет собой распределение лучистого тепла, падающего на трубу на различных высотах, играет решающую роль в работе установок крекинга этилена. Это критически важный фактор для эффективного и безопасного управления процессом термического крекинга.
Процесс термического крекинга является высокоэндотермическим, требующим интенсивного нагрева. Это тепло подается специализированными горелками, работающими при экстремально высоких температурах. Однако, если тепло подается неравномерно, побочные реакции могут привести к отложению углеродистых полимеров на стенках трубы, известных как кокс. Это может привести к локальному перегреву и, если не принять меры, к разрыву трубки.
Для достижения оптимального баланса между эффективностью преобразования, продолжительностью пробега и сроком службы оборудования важно установить подходящий профиль теплового потока. Этот профиль является функцией различных параметров, в том числе отметки, на которой происходит максимальный тепловой поток (zmax) и теплового потока на полу (y0).
Уравнения корреляции
Для прогнозирования и управления тепловым потоком были разработаны уравнения и корреляции для всех основных конфигураций печей крекинга этилена. Давайте углубимся в некоторые ключевые аспекты:
- Напольные печи: Тепловой поток от напольных горелок, поскольку он изменяется в зависимости от высоты, описывается дифференциальным уравнением. Аналогия с теорией струй помогает установить это уравнение, которое упрощает корреляцию между тепловым потоком и высотой.
- Настенные печи: Настенные печи преимущественно используются с предварительно смешанными горелками, что делает расчет теплового потока относительно простым. Эти расчеты основаны на модели точечного источника и обратном соотношении сторон печи.
- Напольные и настенные печи: В этом случае пол служит опорным отметкой для выделения тепла. Уравнение корреляции корректируется соответствующим образом.
Прогнозирование теплового потока
Знание того, как прогнозировать тепловой поток в зависимости от рабочих факторов, факторов горелки и печи, имеет решающее значение. Эта прогностическая способность позволяет инженерам влиять на профили теплового потока на ранних этапах процесса проектирования и принимать обоснованные решения о конфигурации горелки и условиях эксплуатации.
Мы сопоставили ключевые параметры, такие как тепловой поток на полу (y0) и подъем пикового потока (zmax), с факторами работы, печи и горелки, в результате чего были получены полуэмпирические модели, которые предсказывают их влияние. Это означает, что если вы знаете высоту максимального теплового потока (zmax) и начального теплового потока (теплового потока на полу, y0), вы можете определить всю кривую. Эти модели были включены в нашу запатентованную программу, которая рассчитывает не только тепловой поток, но и выбросы, такие как NOx и CO, а также другие критически важные результаты проектирования и производительности.
Заключение
Таким образом, понимание и прогнозирование корреляций тепловых потоков в печах крекинга этилена имеет важное значение для оптимизации их производительности. Уравнения и корреляции были разработаны для различных конфигураций печей, и эти прогностические модели представляют собой ценный инструмент для проектирования, эксплуатации и безопасности печей. Работая с инженерами-проектировщиками горелок и используя эти модели, производители этилена могут обеспечить эффективную и надежную работу, сохраняя при этом самые высокие стандарты безопасности.
