Тема: Технология производства гильзы блока цилиндров в машиностроении из серого чугуна

Для месторождений ОАО «ТНК», нефтедобывающих предприятий в агрессивных средах Оренбургской области и Западной Сибири и других регионов России на ЧТПЗ было разработано производство бесшовных горячедеформированных труб из стали 20ФА. Данные трубы обладают повышенной стабильностью механических характеристик, низкой температурой вязко-хрупкого перехода, повышенной стойкостью к общей и язвенной коррозии, стойкостью к сульфидному коррозионному растрескиванию и образованию водородных трещин.
Наиболее оптимальный режим термической обработки нефтегазопроводных труб из стали 20ФА, который рассмотрен в данной работе, следующий:
- нормализация;
- закалка;
- высокий отпуск.

Купить

Для нагрева металла в секционной печи используется природный газ
Газминского месторождения, состав которого приведен в таблице 15.
Таблица 15 - Состав природного газа
Компонент СН4 С2Н6 С3Н8 N2
Количество, % 98,1 0,4 0,6 0,9

Влажность газа составляет 23 г/м3.
1. Определим состав влажного газа.
Xp = Xc*100/ (100 + 0,1242W)
(1) ,
Где W - влажность газа.
CH4P = CH4C*100/ (100 + 0,1242W) = 98,1*100/(100+0,1242*23) = 95,38%;
С2НбР = C2H6C*100/ (100 + 0,1242W) = 0,4*100/(100+0,1242*23) = 0,39%;
C3H8P = C3H8C*100/ (100 + 0,1242W) = 0,6*100/(100+0,1242*23) = 0,58%;
N2P = N2C*100/ (100 + 0,1242W) = 0,9*100/(100+0,1242*23) = 0,87%;
22.03.02.2018.476.00.00. ПЗ Лист
57
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
H2Op = 0,1242 *W*100/(100 + 0,1242W) = 0,1242*23*100/(100+0,1242*23) = 02,78%;
2. Определим низшую теплоту сгорания газа QpH:
r^rP p p p p p
p = 127,7CO + 108H2 + 358CH4 + 590C2H4 + 555C2H2 + 636C2H6F +
+ 913C3H8p + 1158C4H10p + 232H2Sp
(2) ,
QpH = 358*95,38 + 636*0,39 +913*0,58 = 34923 кДж/м3.
3. Проведем расчет горения топлива.
Расчет ведем на 1000 м3 газа. Основа расчета - стехиометрические соотношения уравнений:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (A)
C2H6 + 3,5O2 = 1CO + 3H2O (B)
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O (C)
Подсчитываем количество продуктов сгорания и их состав. Результаты расчетов приведены в таблице 16.
Таблица 16 - Количество продуктов сгорания и их состав
Природный газ Воздух, м3 Продукты сгорания, м3
ко мпоне нт Со
держа
ние,
% Р еакц ия O2 N
2 В
сего C
O2 H
2O N
2 O
2 В
сего
OH4 95,38 А 190,76 95,38 190,7
6
C2H6 0,39 В 1,365 0,56 0,85 735,
15
C3H8 0,58 С 2,9 1,17 1,54
N2 0,87 0,87

H2O 2,78 2,78
а =1 195,02 734,5 97,11 195,3
9 736,
02
а =1,1 214,53 808,0
2 1022,
5 97,11 195,3
9 809,
6 19,3
21 1121,
98
8,65 17,46 72,4 1,72 100%

а - коэффициент избытка воздуха.
4. Правильность расчетов проверяем, составив материальный баланс горения. Расчет ведем на 1 м3.
Приход:
1) Газ: СН4 = (95,38/100)*(16*22,4) = 0,6813;
С2Н6 = (0,39/100)*(30/22,4) = 0,0052;
С3Н8 = (0,58/100)*(44/22,4) = 0,0114;
N2 = (0,87/100)*(28/22,4) = 0,0109;
Н2О = (2,78/100)*(18/22,4) = 0,0223.
Плотность этого газа составляет 0,7311 кг/м3
2) Воздух: (1022,55/100)*1,293 = 13,221 кг
Плотность воздуха при нормальных условиях 1,293 кг/м3
Итого поступило для горения: 0,7311 + 13,221 = 13,9521 кг.
Расход: СО2 = (92,11/100)*(44/22,4) = 1,907;
Н2О = (195,93/100)*(18/22,4) = 1,574;
N2 = (809,62/100)*(28/22,4) = 10,12;
О2 = (19,32/100)*(32/22,4) = 0,276.
Итого дыма: 13,877 кг.
Невязка составляет: 139521 - 13,877 = 0,075 кг.
Определяем плотность дыма: рд = Уд(ш)/Уд(о)
(3) , где Уд(ш) - количество дыма в единицах массы, кг;
22.03.02.2018.476.00.00. ПЗ Лист
58
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Уд(о) - количество дыма в единицах объема, м3.
рд = 13,877/11,2198 = 1,236 кг/м3
5.Определим калориметрическую и действительную температуру горения:
Ю = (QpK +в)/Ъд = (QpK + Ьв*СвЧ)/Ъд
(4) ,
где io - истинное теплосодержание продуктов сгорания;
1в - истинное теплосодержание воздуха;
кд и LB - количество дыма и воздуха на единицу топлива при горении;
Св - теплоемкость воздуха;
tB - температура воздуха.
io = (34923 + 10,225*1,33241*20)/11,2198 = 3136.76 кДж/м3.
Теплосодержание продуктов сгорания при20000С:
СО2 = 4910,51*8,65/100 = 424,76;
Н2О = 3889,72*17,46/100 = 679,14;
N2 = 2970,25*72,17/100 = 2143,63;
О2 = 3142,76*1,72/100 = 54,05.
Теплосодержание дыма при 1=20000С равно 3301,6.
Теплосодержание дыма при 1=19000С:
СО2 = 4634,74*8,65/100 = 400,91;
Н2О = 3654,85*17,46/100 = 638,664;
N2 = 2808,22*72,17/100 = 2026,69;
О2 = 2971,3*1,72/100 = 51,12.
Теплосодержание дыма при 1=19000С равно 3117,6.
i2000>i0>i1900
Калориметрическая температура:
tk = t + ((i0 - i1900)/(i2000 - i1900))*100
tk = 1900*((3136,76 - 3117,37)/(3301,58 - 3117,37))*100 = 19100C/
Действительная температура горения: = К*ц (5),
где ц - пирометрический коэффициент; ц = 0,7
22.03.02.2018.476.00.00. ПЗ Лист
59
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
 
tg =1910*0,7 = 11370С.

Купить