Проверочный расчет котла-утилизатора

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    786,18 Кб
  • Опубликовано:
    2012-11-20
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проверочный расчет котла-утилизатора

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на курсовую работу

. Полезная тепловая нагрузка печи

. Расчет процесса горения топлива в печи

. Коэффициент избытка воздуха

. Объем продуктов сгорания

. Энтальпия продуктов сгорания

. Построение H-t диаграммы продуктов сгорания

. Тепловой баланс процесса горения

. Подбор котла-утилизатора

. Расчет испарительной поверхности

. Расчет экономайзера

Вывод

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

В технологической печи АВТ ведется нагрев потока отбензиненного сырья с расходом G c = 75 т/ч.

Температура сырья на входе в печь t c =80 ºС, на выходе из печи tотг = 370 ºС. Доля отгона e= 0.6.

Плотность сырья ρ с = 840 кг/, плотность отгона ρ отг = 790 кг/, остатка ρ ост = 915 кг/.

Температура газов на выходе из печи t г = 660 ºС. Температура топлива, поступающего на горение t т = 150 ºС.

Температура воздуха, поступающего в печь t возд = 200 ºС. В качестве тепловой изоляции используется кирпичная кладка, различных материалов.

Температуры окружающей среды t возд = 5 ºС.

После технологической печи, дымовые газы, являющиеся вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР) поступают в котел-утилизатор, где отдают часть теплоты для получения сухого насыщенного пара. КУ состоит из испарительной поверхности, состоящей из 4-х пакетов, и экономайзера (происходит подогрев воды до температуры насыщения). Температура питательной воды t п.в. = 35 ºС.

топливо печь котел утилизатор

2. ПОЛЕЗНАЯ ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА ПЕЧИ

Полезная тепловая нагрузка печи складывается из количества тепла, которое передается продукту в печи для его нагрева и частичного испарения.

Полезную тепловую нагрузку рассчитывает по формуле, кВт:

= ·[·(1-е) +  · e - ]

=20,83·[677,809·(1-0,6)+1170,486·0,6-159,403]=20,83[271,124+542,889]= =16955,89

Энтальпия жидкого нефтепродукта определяется по формуле, кДж/кг

=

   159,403

=

=  = 0,84

= =  = 677,809

=  = 0,915

Энтальпия углеводородных газов и паров при невысоких давлениях определяется по формуле, кДж/кг :

 

 

 

. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА В ПЕЧИ

Низшая теплота сгорания определяется по формулам:

для жидкого и твердого топлива, кДж/:

=339·CP+1030·HP+109·(OP-SP)-25WP

=339·82,072+1030·10,375+109·(1,521-2,906)-25·3,0=27822,408+10686,25-

,965-75=38282,69

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания:

–       Для 1 кг жидкого и твердого топлива, м3/кг

= 0,0899·(CP+0,375·SP)+0,265·HP-0,0333·OP

=0,0899·(82,072+0,375·2,906)+0,265·10,375-0,0333·1,521=7,4762+2,7494-

-0,0506=10,175

4. КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Для обеспечения полноты сгорания топлива воздух в печь подается с избытком по сравнению с теоретически необходимым

 

 

. ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

При полном сгорании 1кг жидкого топлива или 1 газообразного  в образующихся газообразных продуктах должны содержаться продукты полного окисления горючих элементов СО2, SO2, Н2О, N2 и избыток кислорода О2.

При сжигании жидкого или газообразного топлива количество продуктов сгорания определяется, /кг:

объем трехатомных газов (СО2 и SO2)

·(CP+0,374·SP)

 

- объем азота

 

- объем водяных паров

 

где - удельный расход пара на распыл мазута

 кг пара/кг топлива

0,111

- объем кислорода

 

 


 

18,106

Процентный состав какого-либо компонента в продуктах сгорания

определяется из соотношения

 

 

 

 

 

. ЭНТАЛЬПИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

Энтальпия продуктов сгорания рассчитываете на 1 кг жидкого или на 1газообразного топлив, кДж/кг (кДж/):

 

=17889

Энтальпия действительного количества воздуха, кДж/кг (кДж/)

 

 

. ПОСТРОЕНИЕ H−t ДИАГРАММЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

 

 

 

 

 

. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Эффективность использования топлива в топочном устройстве определяется двумя основными факторами: полнотой сгорания топлива в топочной камере и глубиной охлаждения продуктов сгорания.

Распределение вносимой в топку теплоты на полезно используемую и тепловые потери производится путем составления теплового баланса.

Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива либо на 1  газообразного топлива.

Располагаемая теплота, кДж/кг (кДж/ )

 

 

 

Gф.пар (hпар - r) =0,3(2794,4-1899,6)=268,44

 

При сжигании жидких и газообразных топлив и  пренебрежимо малы (т.е  и  ).

Наибольшей из потерь, как правило, является потеря теплоты с уходящими газами, %

 

 

Потеря теплоты через ограждения () при установившемся режиме

определяются по уравнению теплопередачи через плоскую стенку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки в окружающую среду, Вт/(·К). Определяется по формуле

 

 

Расчет температуры наружной поверхности стенки производится из

равенства тепловых потоков через теплопроводность и теплоотдачу

 

 

=

 

 

 

Расход топлива, кг/с,

 

 

Проверка теплового баланса

 

=0

 

 

 

9. ПОДБОР КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА


Принципиальная расчетная схема котла-утилизатора


Общее количество дымовых газов, н

 

 

Технические характеристики выбранного котла-утилизатора:

Тип КУ и их количество

Расход дымовых газов нм3/с

Давление пара, МПа

Температура, .С

Площадь нагрева,

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания,




Газов перед котлом

насыщенного пара

Питательной воды

Испарительный пакет

Экономайзер

Испарительный пакет

Экономайзер

КУ-125 1 шт

120

1,9

660

209,79

35

1270

615

13,8

9,8

10. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Задаемся двумя температурами газов за испарителем  и

1)

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

 

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

 

Расход газов, проходящих через котел,

 

 

Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси, кВт

 

 

Средний температурный напор,

 

 

 

 

Средняя температура газов,

 

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(·К)

 

 

 

 

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле

 

 

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(·К)

 

Тепловосприятие испарителя

 

2)

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

 

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

 

Расход газов, проходящих через котел,

 

 


 

 

Средний температурный напор,

 

 

 

 

Средняя температура газов,

 

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(·К):

 

 

 

 

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле

 

 

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(·К)

 

Тепловосприятие испарителя

 

3)  По графику определили =327

=327

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

 

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

 

Расход газов, проходящих через котел,

 

 

Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси, кВт

 

 

Средний температурный напор,

 

 

 

 

Средняя температура газов,

 

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(·К)

 

 

 

 

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле

 

 

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(·К)

 

Тепловосприятие испарителя

 

. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА

Задаемся двумя температурами газов за экономайзером  и

1)  Теплота, отданная дымовыми газами в КУ, кВт:

 

Энтальпия газов на выходе из экономайзера, кДж/

 

Количество теплоты, отданное газами в экономайзере, кВт

 

 

 

 

Паропроизводительность КУ при получении насыщенного пара, кг/с

 

 

Средний температурный напор,

 

Средняя температура газов,

 

 

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле

 

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(·К)

 

 

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(·К)

 

Тепловосприятие экономайзера

 

 

2)

Энтальпия газов на выходе из экономайзера, кДж/

 

Количество теплоты, отданное газами в экономайзере, кВт

 

 

 

 

Паропроизводительность КУ при получении насыщенного пара, кг/с

 

 

Средний температурный напор,

 

 

Средняя температура газов,

 

 

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле

 

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(·К)

 

 

 

Тепловосприятие экономайзера

 

 

3).

Вывод

В данной курсовой работе, мы рассчитали тепловую нагрузку печи; процессы горения топлива; составили тепловой баланс печи и рассчитали тепловой к.п.д. и расход топлива; подобрали котел-утилизатор КУ-125 с объемом дымовых газов  нм3/ч; провели расчет испарительной поверхности КУ с определением температуры газов на входе в экономайзер; провели расчет экономайзера КУ с определением температуры газов на выходе из котла-утилизатора.


Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!