Тепловой расчет и эксергетический анализ парогенераторов (150991)

Посмотреть архив целиком

Содержание


Введение

1. Исходные данные

2. Принципиальная схема котельного агрегата

3. Теплотехнический расчет котельного агрегата

3.1 Расчет процесса горения топлива в топке котла

3.2 Расчет процесса горения и ht – диаграмма продуктов сгорания топлива

3.3 Тепловой баланс котельного агрегата

3.4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата

4. Тепловой расчет котла – утилизатора

4.1 Выбор типа котла – утилизатора

4.2 Расчет поверхности теплообмена котла – утилизатора

4.3 Термодинамическая эффективность работы котла – утилизатора

4.4 Графическая зависимость по исследовательской задаче

4.5 Термодинамическая эффективность совместной работы котельного агрегата с котлом – утилизатором

5. Схема котла – утилизатора

6. Схема экономайзера

7. Схема воздухоподогревателя

8. Схема горелки

Заключение

Литература



Введение


Наука, изучающая процессы получения и использования теплоты в различных производствах, а также машин и аппаратов, предназначенных для этих целей, называется теплотехникой.

В настоящее время роль теплотехники значительно возросла в связи с необходимостью экономного использования топливно – энергетических ресурсов, решения проблем охраны окружающей среды и создания безотходных технологий.

Принятый Федеральный закон “Об энергосбережении” (№ 28 – ФЗ от 03.04.1996 г.) предусматривает комплекс мер, в том числе по подготовке кадров, направленных на координальное изменение ситуации в области энергоиспользования. В реализации этого закона большая роль отводится специалистам любого технического профиля, чем и объясняется особая актуальность теплотехнической подготовки соответствующих инженерных кадров, в том числе и технологических специальностей.

Оценка потенциала энергосбережения свидетельствует о возможностях российской экономики к 2010 г. сократить потребность в энергоресурсах в результате роста эффективности их использования в размере 350…360 млн.т условного топлива при ожидаемом энергопотреблении на уровне 1050 млн. т у.т..

Нефтеперерабатывающая, нефтехимическая и химическая промышленности являются наиболее энергоемкими отраслями народного хозяйства. В себестоимости производства отдельных видов продукции в этих отраслях промышленности на долю энергетических затрат приходится от 10 до 60 %, например, на переработку 1 т нефти затрачивается 165 – 180 кг условного топлива.

Энергетическое хозяйство НПЗ и НХЗ включает собственно энергетические установки (ТЭЦ, котельные, компрессорные, утилизационные, холодильные, теплонасосные установки и др.), энергетические элементы комбинированных энерго-, химико-технологических систем (ЭХТС), производящих технологическую и энергетическую продукцию.

В данной работе на примере котельного агрегата рассматриваются методы расчета процесса сжигания и расхода топлива, КПД, теплового и эксергетического балансов. Экономия топлива при его сжигании является одной из важнейших задач в решении топливно-энергетической проблемы.

Вопросы экономии топлива и рационального использования теплоты решаются в курсовой работе применением в схеме установки экономайзера, воздухоподогревателя, котла – утилизатора.



1. Исходные данные


28

14 МПа

550 °С

100°С

175 °С

1,20

21 т/ч

Δα=0,25

СО 0,10

CH4 98,00

C2H6 0,40

С3Н8 0,20

N2 1,30

Исследовательская задача

Используя аналитические выражения построить зависимость влияния температуры окружающего воздуха t0 (t0=0…250 °С с шагом 50 °С) на КПД брутто котельного агрегата.



2. Принципиальная схема котельного агрегата [1]


Рисунок 1 – Принципиальная схема котельного агрегата


В котельном агрегате вода подается питательным насосом 1 в подогреватель ( водяной экономайзер) 2, где за счет теплоты дымовых газов (показаны пунктиром) подогревается до температуры кипения . Из экономайзера вода попадает через барабан 5 и опускные трубы 4 в систему испарительных трубок 3, которые расположены в топке котла. В испарительных трубках в результате подвода теплоты от продуктов горения часть воды превращается в пар. Образовавшаяся пароводяная эмульсия возвращается в барабан 5, где разделяется на сухой насыщенный пар и воду, которая опять возвращается в испарительный контур. Полученный таким образом сухой насыщенный пар из верхней части барабана поступает в пароперегреватель 6, где за счет теплоты горячих дымовых газов перегревается до требуемой температуры перегретого пара .

Таким образом, процесс получения перегретого пара состоит из трех п последовательных стадий: подогрев воды до температуры кипения, парообразования и е перегрева пара до требуемой температуры. Все эти стадии протекают при постоянном давлении.



3. Теплотехнические расчеты котельного агрегата


3.1 Расчет процесса горения топлива в топке котла


Коэффициент избытка воздуха за установкой


,


Теоретическое количество воздуха, необходимого для полного сгорания газообразного топлива


,

м3/м3.


Объем трехатомных газов


,

м3/м3.


Теоретический объем азота


,

м3/м3.


Объем избытка воздуха в топочном пространстве

,

м3/м3.


Объем водяных паров


,

м3/м3.


Объемное количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании топлива


,

. м3/м3.


Плотность топливного газа при нормальных условиях


,

кг/м3.


Массовое количество дымовых газов, образующихся при сжигании газообразного топлива


,

кг/м3.

Определим калориметрическую температуру горения, для чего вычислим энтальпию продуктов сгорания при температуре 1400 и 2000 °С


,

кДж/кг,

кДж/кг.


где , , , - Средние объемные изобарные теплоемкости углекислого газа, азота, водяных паров и воздуха;

Энтальпию продуктов сгорания при калориметрической температуре определяем из уравнения теплового баланса топки, для двух случаев

а. с воздухоподогревателем


,

кДж/м3.


где - физическое тепло топлива, ввиду его малости можно принять ;

- физическое тепло воздуха;


,

кДж/м3.


где - температура воздуха;

- средняя изобарная объемная теплоемкость воздуха при;

б. без воздухоподогревателя


,

кДж/м3


Зная и по ht – диаграмме определяем калориметрические температуры горения и

Построили диаграмму - продуктов сгорания и определили и , которые равны °С и °С.

Определяем энтальпию уходящих газов

а. с воздухоподогревателем


,


б. без воздухоподогревателя


,


Для этого случая определяем приближенное значение температуры уходящих газов без воздухоподогревателя из уравнения теплового баланса последнего


,


где 1,295 и 1,293 – плотности дымовых газов и воздуха при нормальных условиях;

- средняя изобарная массовая теплоемкость газов,

принимаем ;

- средняя изобарная массовая теплоемкость воздуха,

принимаем ;

отсюда


,

°С.


3.2 Расчет процесса горения и - диаграмма продуктов сгорания топлива


Исходные данные содержание компонентов смеси


CH4

C2H6

C3H8

C4H10

98.000

0,400

0.200

0.000

C5H12

H2S

H2

H2O

0.000

0.000

0.000

0.000

O2

CO

CO2

N2

0.000

0.100

0.000

1.300


Q – НИЗШАЯ ТЕПЛОТВОРНАЯ СПОСОБНОСТЬ, кДж/м3 Q = 36700.000



Определяем энтальпию продуктов сгорания


Т/А

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

100.0

1462,075

1712,302

1962,529

2212,756

2462,984

200.0

2943,884

3446,974

3950,063

4453,152

4956,242

300.0

4482,032

5242,573

6003,114

6763,654

7524,195

400.0

6042,497

7065,550

8088,603

9111,656

10134,709

500.0

7662,754

8955,125

10247,495

11539,866

12832,237

600.0

9316,992

10883,935

12450,878

14017,821

15584,763

700.0

11012,272

12859,842

14707,412

16554,982

18402,552

1400.0

23754,819

27674,749

31594,680

35514,610

39434,541

1500.0

25666,249

29893,366

34120,483

38347,600

42574,717

1600.0

27594,377

32131,034

36667,691

41204,348

45741,005

1700.0

29542,715

34389,814

39236,913

44084,013

48931,112

1800.0

31495,488

36655,757

41816,026

46976,294

52136,563

1900.0

33466,855

38904,961

44343,066

49781,172

55219,277

2000.0

35445,070

41235,243

47025,416

52815,590

58605,763

2100.0

37439,057

43544,581

49650,105

55755,629

61861,153

2200.0

39439,580

45863,258

52286,936

58710,615

65134,293

2300.0

41440,367

48182,919

54925,472

61668,024

68410,576

2400.0

43456,609

50520,344

57584,079

64647,814

71711,550

2500.0

45472,713

52855,617

60238,522

67621,427

75004,332


Случайные файлы

Файл
113208.rtf
94500.rtf
101504.rtf
91134.rtf
referat.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.