Курсовая Тепловой расчет и эксергетический анализ парогенераторов
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
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
-
Т/А
2.0
3.0
3.5
4.0
4.5
0.0
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
100.0
2713,211
3964,347
4589,915
5215,483
5841,051
200.0
5459,331
7974,778
9232,501
10490,225
11747,948
300.0
8284,736
12087,439
13988,791
15890,143
17791,495
400.0
11157,762
16273,028
18830,661
21388,294
23945,927
500.0
14124,607
20586,460
23817,387
27048,313
30279,240
600.0
17151,706
24986,421
28903,778
32821,135
36738,493
700.0
20250,122
29487,972
34106,897
38725,822
43344,747
1400.0
43354,471
62954,123
72753,949
82553,775
92353,601
1500.0
46801,834
67937,418
78505,211
89073,003
99640,796
1600.0
50277,662
72960,947
84302,589
95644,232
106985,875
1700.0
53778,212
78013,709
90131,457
102249,206
114366,954
1800.0
57296,832
83098,175
95998,847
108899,518
121800,190
1900.0
60657,383
87847,911
101443,175
115038,439
128633,703
2000.0
64395,936
93346,802
107822,235
122297,667
136773,100
2100.0
67966,677
98494,296
113758,106
129021,916
144285,726
2200.0
71557,972
103676,363
119735,559
135794,755
151853,951
2300.0
75153,128
108865,890
125722,270
142578,651
159435,031
2400.0
78775,285
114093,961
131753,299
149412,637
167071,975
2500.0
82387,237
119301,761
137759,023
156216,285
174673,547
-
Т/А
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0.0
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
100.0
6466,619
7092,187
7717,755
8343,323
8968,891
200.0
13005,671
14263,395
15521,118
16778,842
18036,565
300.0
19692,846
21594,198
23495,550
25396,902
27298,254
400.0
26503,559
29061,192
31618,825
34176,458
36734,091
500.0
33510,166
36741,093
39972,019
43202,946
46433,873
600.0
40655,850
44573,207
48490,564
52407,922
56325,279
700.0
47963,672
52582,597
57201,522
61820,447
66439,372
1400.0
102153,427
111953,253
121753,079
131552,905
141352,731
1500.0
110208,588
120776,380
131344,173
141911,965
152479,757
1600.0
118327,517
129669,160
141010,802
152352,445
163694,088
1700.0
126484,703
138602,452
150720,200
162837,949
174955,697
1800.0
134700,862
147601,533
160502,205
173402,877
186303,548
1900.0
142228,967
155824,231
169419,495
183014,758
196610,022
2000.0
151248,533
165723,966
180199,399
194674,832
209150,265
2100.0
159549,536
174813,346
190077,156
205340,965
220604,775
2200.0
167913,147
183972,343
200031,539
216090,735
232149,931
2300.0
176291,412
193147,792
210004,173
226860,554
243716,934
2400.0
184731,313
202390,651
220049,989
237709,327
255368,665
2500.0
193130,809
211588,071
230045,333
248502,596
266959,858
Сумма теплоты сгорания топлива и физической теплоты подогретого воздуха
-
Т/А
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0.0
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
100.0
36728,386
36974,064
37219,741
37465,418
37711,096
200.0
37969,431
38463,317
38957,203
39451,089
39944,975
300.0
39232,768
39979,322
40725,876
41472,429
42218,983
400.0
40521,233
41525,479
42529,726
43533,972
44538,219
500.0
41841,720
43110,064
44378,408
45646,752
46915,096
600.0
43188,278
44725,934
46263,590
47801,246
49338,901
700.0
44564,215
46377,058
48189,901
50002,744
51815,587
-
Т/А
2.0
3.0
3.5
4.0
4.5
0.0
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
100.0
37956,773
39185,159
39799,353
40413,546
41027,739
200.0
40438,862
42908,292
44143,008
45377,723
46612,439
300.0
42965,537
46698,305
48564,689
50431,073
52297,457
400.0
45542,465
50563,698
53074,314
55584,931
58095,547
500.0
48183,440
54525,159
57696,019
60866,879
64037,739
600.0
50876,557
58564,835
62408,975
66253,114
70097,253
700.0
53628,430
62692,645
67224,752
71756,859
76288,967
-
Т/А
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0.0
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
35500,000
100.0
41641,932
42256,125
42870,319
43484,512
44098,705
200.0
47847,154
49081,870
50316,585
51551,300
52786,016
300.0
54163,841
56030,226
57896,610
59762,994
61629,378
400.0
60606,164
63116,780
65627,396
68138,013
70648,629
500.0
67208,599
70379,459
73550,319
76721,179
79892,039
600.0
73941,392
77785,532
81629,671
85473,810
89317,949
700.0
80821,074
85353,182
89885,289
94417,397
98949,504
3.3 Тепловой баланс котельного агрегата
Расчет теплового баланса производится по уравнению
, (3.1)
где - располагаемая или внесенная в котельный агрегат теплота;
- низшая теплота сгорания топлива;
- полезно использованная в котельном агрегате теплота;
- потери теплоты с уходящими газами;
- потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;
- потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;
- потери теплоты от наружного охлаждения;
- потери с физическим теплом шлака;
Разделив обе части уравнения (3.1) на и умножив на 100, получим уравнение теплового баланса
,
в котором величина
,
численно равна КПД котельного агрегата.
При сжигании газообразного топлива принимаем
;
;
Зная коэффициент αТ=1,20, выбираем горелку. Нам подходит камерная топка для сжигания жидких и газообразных топлив, с потерей теплоты от химической неполноты сгорания q3=2.8%.
По паропроизводительности котельного агрегата, которая равна D=21 т/ч, можно определить потери тепла на наружное охлаждение q5=1,28%.
кДж/нм3
кДж/нм3
кДж/нм3
кДж/нм3
кДж/нм3
кДж/нм3
Потери теплоты с уходящими газами определяем для двух случаев [1]
а. с воздухоподогревателем
,
%.
б. без воздухоподогревателя
,
%.
где при t0=0°C;
КПД брутто котельного агрегата
а. с воздухоподогревателем
,
%.
б. без воздухоподогревателя
,
%.
Часовой расход натурального топлива
а. с воздухоподогревателем
,
м3/ч.
где D – паропроизводительность котельного агрегата, кг/ч;
- энтальпия перегретого пара, определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара по и ;
- энтальпия питательной воды при температуре и ;
- энтальпия котловой воды в котельном агрегате, определяется при температуре и ;
б. без воздухоподогревателя [1]
,
м3/ч.
Часовой расход условного топлива
а. с воздухоподогревателем
,
м3/ч
б. без воздухоподогревателя
,
м3/ч.
Диаграмма тепловых потоков
Рисунок 4 - Диаграмма тепловых потоков (кДж/м3) котельного агрегата
3.4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата
Эксергия топлива с достаточной для приближенных практических расчетов точностью может быть принята равной низшей теплоте сгорания топлива
,
кДж/м3.
Эксергия теплоты продуктов сгорания топлива, образующихся в топке котла а. с воздухоподогревателем
,
кДж/м3.
где - температура окружающего воздуха, ;
- калориметрическая температура горения, ;
б. без воздухоподогревателя
,
.
Потери при адиабатном горении (без учета потери эксергии за счет теплообмена топки с окружающей средой)
а. с воздухоподогревателем
,
кДж/м3.
б. без воздухоподогревателя
,
кДж/м3.
или в %
а. с воздухоподогревателем
,
%.
б. без воздухоподогревателя
,
%.
Определяем уменьшение эксергия продуктов сгорания за счет [1]
теплообмена в нагревательно – испарительной части котла.
а. с воздухоподогревателем
,
кДж/м3.
б. без воздухоподогревателя
,
кДж/м3.
Приращение эксергии в процессе превращения воды в перегретый пар
а. с воздухоподогревателем
,
кДж/м3.
б. без воздухоподогревателя
кДж/м3.
или в %
а. с воздухоподогревателем
,
.
б. без воздухоподогревателя
,
.
где - удельная энтропия перегретого пара и питательной воды, определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара
Потеря эксергии от теплообмена по водопаровому тракту
а. с воздухоподогревателем
,
кДж/м3.
б. без воздухоподогревателя
,
кДж/м3.
или в %
а. с воздухоподогревателем
,
.
б. без воздухоподогревателя
,
.
Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счет теплообмена в воздухоподогревателе
,
кДж/м3.
Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе
,
кДж/м3.
Потеря эксергии за счет теплообмена в воздухоподогревателе
,
кДж/м3.
или в %
,
.
Составим эксергетический баланс котельного агрегата и определим эксергию уходящих газов
а. с воздухоподогревателем
,
Отсюда
кДж/м3.
б. без воздухоподогревателя [1]
,
Отсюда
,
кДж/м3.
или в %
а. с воздухоподогревателем
,
.
б. без воздухоподогревателя
,
.
Определим среднетермодинамическую температуру при теплоподводе
,
.
Эксергетический КПД котельного агрегата, оценим через среднетермодинамическую температуру при тепловоде
а. с воздухоподогревателем
,
.
б. без воздухоподогревателя
,
.
Диаграмма потоков эксергии котельного агрегата
Рис. 5. Диаграмма Грассмана – Шаргута для эксергетического баланса котельного агрегата
4. Тепловой расчет котла – утилизатора
4.1 Расход газов через котел – утилизатор
,
кДж/м3.
где - объем газов;
- часовой расход топлива без воздухоподогревателя;
По расходу газов через котел – утилизатор выбираем по каталогу его тип – КУ-40.
; ; ;
где - наружный диаметр дымогарных труб;
- внутренний диаметр дымогарных труб;
- число дымогарных труб;
Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле – утилизаторе
,
°С.
Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания при
; ;;
Вычисляем площадь поперечного (“живого”) сечения дымогарных труб
,
.
Определяем скорость газов в дымогарных трубах
,
м/с.
Условие выполняется, так как рекомендуемая скорость газов от до .
По скорости газов в дымогарных трубах выбираем котел утилизатор. В данном случае нам подходит 2 котла - утилизатора КУ-40.
4.2 Расчет поверхности теплообмена котла – утилизатора
Коэффициент теплоотдачи газов к стенкам дымогарных труб.
,
Вт/(м2*К).
где и - поправочные коэффициенты; [1]
- при охлаждении;
;
при ;
- условие выполняется.
Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы испарительной части котла – утилизатора
,
.
где - коэффициент загрязнения поверхности нагрева;
Теплота, отданная газами в котле – утилизаторе
,
кДж/с.
Выписываем из технической характеристики котла – утилизатора параметры получаемого пара (перегретого), питательной воды и давление в котле утилизаторе ; ; ;
где - температура перегретого пара;
- температура питательной воды;
- давление в котле – утилизаторе;
Из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара определяем параметры пара при и ; и питательной воды при и ;
, , hПП=2942,8
; hПВ=210,2
Паропроизводительность котла – утилизатора при 5% потерях теплоты в окружающую среду
а. в случае получения перегретого пара
,
кг/с.
Температура газов на входе в нагревательный участок определяется из теплового баланса последнего
,
Отсюда
,
°С.
где - КПД котла – утилизатора, ;
- теплоемкость воды, равная ;
Температура газов на выходе из участка перегрева определяется по уравнению теплового баланса участка (при получении перегретого пара)
,
Отсюда
,
°С.
Средний температурный напор
а. нагревательного участка
,
°С.
б. испарительного участка
,
°С.
в. участка перегрева [1]
,
°С.
Поверхность нагрева котла – утилизатора
а. нагревательного участка
,
м2.
б. испарительного участка
,
м2.
где - теплота парообразования, определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения пара при ;
в. участка перегрева
,
м2.
Общая поверхность нагрева котла – утилизатора
,
м2.
Длина труб
,
м.
где - число котлов – утилизаторов;
Строим график изменения температур вдоль поверхности нагрева котла – утилизатора
4.3 Термодинамическая эффективность работы котла – утилизатора
Уменьшение эксергии продуктов сгорания в котле – утилизаторе [1]
,
кДж/с.
Приращение эксергии пара, образующегося в котле – утилизаторе
а. в случае получения перегретого пара
,
кДж/с.
Потери эксергии в котле – утилизаторе
,
кДж/с.
Эксергетический КПД котла – утилизатора
,
.
4.4 Графическая зависимость по исследовательской задаче
Используя аналитические выражения построить зависимость влияния температуры окружающего воздуха t0 (t0=0…250 °С с шагом 50 °С) на КПД брутто котельного агрегата.
Расчетные формулы:
,
,
q3=2.8%.
;
q5=1,28%
;
Составим таблицу:
t0
h0
q2
0
1,5998
1,2987
1,4943
1,2971
0
10,00198
85,91802
50
1,65005
1,29955
1,49975
1,29875
759,1316
7,863584
88,05642
100
1,7003
1,3004
1,5052
1,3004
1525,151
5,705784
90,21422
150
1,7188
1,3021
1,51375
1,30375
2295,391
3,536093
92,38391
200
1,7373
1,3038
1,5223
1,3071
3070,742
1,352007
94,56799
250
1,8
1,30735
1,53235
1,31215
3866,656
-0,89001
96,81001
Рисунок 7 - Графическая зависимость по исследовательской задаче
4.5 Термодинамическая оценка эффективности совместной работы котельного агрегата с котлом – утилизатором
Составляем эксергетический баланс котельного агрегата без воздухоподогревателя, но с котлом – утилизатором
,
,
кДж/м3.
или в %
,
.
При использовании котельного агрегата с воздухоподогревателем, эксергия уходящих газов составляет кДж/м3
или 17,86% - меньше, чем при использовании котла – утилизатора, т.е. работа совершаемая уходящими газами в процессе, в первом случае меньше.
Таким образом, использование котлов – утилизаторов делает работу котельного – агрегата эффективнее и энергетически совершеннее.
5 Схема котла утилизатора [1]
Рисунок 8- Схема котла – утилизатора
Котлы – утилизаторы типа КУ – 40 устанавливают за нагревательными, мартеновскими, обжиговыми печами, а также используют в химических и других отраслях промышленности. Разработаны для установки в закрытом помещении. Рассчитаны на работу под разряжением. Сейсмичность района установки 6 баллов.
Котлы – газотурбинные, с естественной циркуляцией, с горизонтальным расположением испарительных поверхностей. Внутренний диаметр барабана котла КУ – 2586 мм, толщина стенки обечайки – 16, днищ – 20 мм. Материал обечайки и днищ - сталь 20К. Барабан имеет внутрибарабанное паросепарационное устройство в виде дырчатого листа и жалюзи.
Газ в котле КУ – 40 проходит по 239 дымогарным трубам, диаметр труб 60*3 мм (сталь 20).
К барабану котла крепятся входная и выходная газовые камеры. Внутри входной газовой камеры имеется пароперегреватель с горизонтальным расположением змеевиков. Диаметр труб пароперегревателя котла КУ – 40 – 32*3 мм (сталь 20).
Обмуровка входной газовой камеры многослойная, состоит из слоев шамотобетона, термоизоляционного бетона и матрацев из шлаковаты.
Для очистки поверхностей нагрева дымогарных труб котла предусмотрено обдувное устройство.
Котел снабжен необходимой арматурой, гарнитурой, устройством для отбора проб пара и воды, а также контрольно – измерительного приборами. Питание котлов и сигнализация уровня воды в барабане автоматизированы.
6 Схема экономайзера [1]
Рисунок 9 - Схема экономайзера
Металлоемкий контактный теплообменник дает возможность не только сократить стоимость утилизационной установки, но и обеспечивает глубокое охлаждение уходящих газов ниже точки росы, которая для сгорания природного газа составляет 50 – 60 оС. При этом используется не только физическое тепло уходящих газов, но и теплота конденсации содержащихся в них водяных паров.
Насадкой в контактном экономайзере служат керамические кольца Рашига размером 50*50 мм. Рабочая насадка укладывается высотой 1 м в шахматном порядке. Каплеулавливающая насадка высотой 0,2 м загружается “внавал”. Вода может нагреваться в этих экономайзерах до 50 – 60 оС. Нагретая вода используется для производственных и бытовых нужд.
Аналогичные теплообменники можно применять для утилизации тепла уходящих газов некоторых промышленных печей, сушилок, газовых турбин и других тепловых установок, работающих на природном газе.
7 Схема воздухоподогревателя [4]
Рисунок 10 - Схема воздухоподогревателя
В настоящее время наибольшее распространение получили стальные трубчатые воздухоподогреватели. Их изготавливают из труб диаметром 43..51 мм и толщиной стенок 1,5..2 мм. Трубы располагают вертикально в шахматном порядке и приваривают к двум трубным решеткам, образуя отдельную секцию, называющую кубом воздухоподогревателя. Воздухоподогреватель собирают обычно из нескольких кубов, соединенных между собой перепускными коробами. Дымовые газы движутся внутри труб, воздух, нагнетаемый вентилятором омывает их снаружи в поперечном сечении.
8 Схема горелки [3]
Рисунок 11- Схема горелки
Для разделенного сжигания мазута и природного газа под котлами применяют комбинированные горелки типа ГМГм. Газообразное топливо через патрубок 3 попадает в кольцевую камеру 4 газораспределительного устройства, состоящего из газовых насадок с отверстиями, через которые часть газа подается в камеру первичного воздуха 6, а часть поступает в зону вторичного воздуха 5. Воздухонаправляющее устройство первичного воздуха состоит из подводящего трубопровода 9 и лопаточного завихрителя с прямыми лопатками. Зона вторичного воздуха образуется подводящем трубопроводом и лопаточным завихрителем с прямыми лопатками под углом 60 оС. Закрутка первичного и вторичного воздуха производится в одну сторону.
Таким образом, в горелках происходит подача газа в массу воздуха мелкими струйками, а также завихрение газовоздушного потока, что обеспечивает качественное и быстрое смешение газа воздуха. Газомазутная горелка снабжена паромеханической форсункой для сжигания мазута, состоящей из корпуса 1, центрального ствола 2 и распыляющей головки 7. Мазут подается по внутренней трубе ствола 2, проходит через распределенную шайбу и поступает в топливный завихритель. Пар подается по наружной трубе 10 и попадает в паровой завихритель в зоне головки форсунки 7. Таким образом достигается паромеханическое распыление топлива. Образовавшаяся взвесь смешивается с необходимым количеством воздуха, после чего поступает в топку, где и сгорает.
Заключение
В данной работе произведен расчет котельного агрегата и котла – утилизатора, применяемых в химической нефтяной промышленности. Эти установки отличаются высокой эффективностью процесса сжигания и расхода топлива.
Приведены диаграммы тепловых потоков и диаграмма Грассмана – Шаргута для эксергетического баланса котельного аппарата, график изменения температур вдоль поверхности нагрева котла – утилизатора.
Также приведен расчет процесса горения на ЭВМ и ht – диаграмма продуктов сгорания топлива. Исследована зависимость влияния температуры подогрева воздуха в воздухоподогревателе на калориметрическую температуру горения топлива и построена графическая зависимость.
Проведен тепловой расчет котла – утилизатора и подобран котел – утилизатор типа КУ – 40.
Сегодня экономические факторы заставляют резко увеличить степень использования добывания топлива. Выгоднее вкладывать средства на увеличение добычи топлива, чтобы продолжать расходовать его с низкой эффективностью, а в разработку технологических процессов, обеспечивающих более экономное его использование.
Список использованной литературы
1. Латыпов Р.Ш. Шарафиев Р.Г. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1988. – 344 с.
2. Чечеткин А.В. Занемонец Н.А. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
3. Алабовский А.Н., Константинов С.М., Недужий И.Н. Теплотехника. – Киев: Высшая школа. 1986. – 256 с.
4. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. – М.: Энероиздат, 1984. – 80 с.
5. Роддатис К.Ф., Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергия, 1975. – 240 с.
6. Теплотехнический справочник. – М.: Энергия, 1975, 1976.
1. Биография на тему Дмитрий Семенович Стеллецкий
2. Реферат Роль Банка России в платежной системе страны
3. Реферат на тему Стезя
4. Реферат Професiйнi комунiкативнi зв язки у педагогiчнiй дiяльностi як наукова проблема
5. Реферат Обществоведение в 20 веке
6. Сочинение на тему Трагедия Григория Мелихова в романе МШолохова Тихий Дон
7. Реферат на тему Винсент Ван Гог
8. Курсовая Учет и анализ движения основного капитала на материалах ООО Балтийский Банк
9. Курсовая Деловая переписка 2
10. Реферат Разработка алгоритма точного решения системы линейных уравнений методом Гаусса
-