Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи

Название: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Добавлен 21:54:14 01 октября 2010 Похожие работы
Просмотров: 3021 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Химическая технология и промышленная экология»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Техническая термодинамика и теплотехника»

Тема: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи

Выполнил: Студент Рябинина Е.А.

ЗФ курс III группа 19

Проверил: Консультант Чуркина А.Ю.

Самара 2010 г.

Введение

На большинстве химических предприятий образуются высоко- и низко-температурные тепловые отходы, которые могут быть использованы в качестве вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). К ним относятся уходящие газы различных котлов и технологических печей, охлаждаемые потоки, охлаждающая вода и отработанный пар.

Тепловые ВЭР в значительной степени покрывают потребности в тепле отдельных производств. Так, в азотной промышленности за счет ВЭР удовлетворяется боле 26 % потребности в тепле, в содовой промышленности – более 11 %.

Количество использованных ВЭР зависит от трех факторов: температуры ВЭР, их тепловой мощности и непрерывности выхода.

В настоящее время наибольшее распространение получила утилизация тепла отходящих производственных газов, которые почти для всех огнетехнических процессов имеют высокий температурный потенциал и в большинстве производств могут использоваться непрерывно. Тепло отходящих газов является основной состовляющей энергетического баланса. Его используют преимущественно для технологических, а в некоторых случаях – и для энергетических целей ( в котлах-утилизаторах).

Однако широкое использование высокотемпературных тепловых ВЭР связано с разработкой методов утилизации, в том числе тепла раскаленных шлаков, продуктов и т. д., новых способов утилизации тепла отходящих газов, а также с совершенствованием конструкций существующего утилизационного оборудования.

1. Описание технологической схемы

В трубчатых печах, не имеющих камеры конвекции, или в печах радиантно-конвекционного типа, но имеющих сравнительно высокую начальную температуру нагреваемого продукта, температура отходящих газов может быть сравнительно высокой, что приводит к повышенным потерям тепла, уменьшению КПД печи и большему расходу топлива. Поэтому необходимо использовать тепло отходящих газов. Этого можно достигнуть либо применением воздухоподогревателя, нагревающего воздух, поступающий в печь для горения топлива, либо установкой котлов-утилизаторов, позволяющих получить водяной пар, необходимый для технологических нужд.

Однако для осуществления подогрева воздуха требуются дополнительные затраты на сооружение воздухоподогревателя, воздуходувки, а также дополнительный расход электроэнергии, потребляемый двигателем воздуходувки.

Для обеспечения нормальной эксплуатации воздухоподогревателя важно предотвратить возможность коррозии его поверхности со стороны потока дымовых газов. Такое явление возможно, когда температура поверхности теплообмена ниже температуры точки росы; при этом часть дымовых газов, непосредственно соприкасаясь с поверхностью воздухоподогревателя, значительно охлаждается, содержащийся в них водяной пар частично конденсируется и, поглощая из газов диоксид серы, образует агрессивную слабую кислоту.

Точка росы соответствует температуре, при которой давление насыщенных паров воды оказывается равным парциальному давлению водяных паров, содержащихся в дымовых газах.

Одним из наиболее надежных способов защиты от коррозии является предварительный подогрев воздуха каким-либо способом (например, в водяных или паровых калориферах) до температуры выше точки росы. Такая коррозия может иметь место и на поверхности конвекционных труб, если температура сырья, поступающего в печь, ниже точки росы.

Источником теплоты, для повышения температуры насыщенного пара, является реакция окисления (горения) первичного топлива. Образующиеся при горении дымовые газы отдают свою теплоту в радиационной, а затем конвекционной камерах сырьевому потоку (водяному пару). Перегретый водяной пар поступает к потребителю, а продукты сгорания покидают печь и поступают в котел-утилизатор. На выходе из КУ насыщенный водяной пар поступает обратно на подачу в печь перегрева пара, а дымовые газы, охлаждаясь питательной водой, поступают в воздухоподогреватель. Из воздухопо-догревателя дымовые газы поступают в КТАН, где поступающая по змеевику вода нагревается и идет на прямую к потребителю, а дымовые газы – в атмосферу.

2. Расчет печи

2.1 Расчет процесса горения

Определим низшую теплоту сгорания топлива Q р н . Если топливо представляет собой индивидуальный углеводород, то теплота сгорания его Q р н равна стандартной теплоте сгорания за вычетом теплоты испарения воды, находящейся в продуктах сгорания. Также она может быть рассчитана по стандартным тепловым эффектам образования исходных и конечных продуктов исходя из закона Гесса.

Для топлива, состоящего из смеси углеводородов, теплота сгорания определяется, но правилу аддитивности:

где Qpi н - теплота сгорания i -гo компонента топлива;

yi - концентрация i -гo компонента топлива в долях от единицы, тогда:

Q р н см = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,0033+ 91,32 ∙ 0,0012+ 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 = 35,75 МДж/м3 .

Молярную масса топлива:

Mm = Σ Mi yi ,

где Mi – молярная масса i -гo компонента топлива, отсюда:

Mm = 16,042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ 0,0001 + 44,010∙0,001+ 28,01 ∙ 0,007 = 16,25 кг/моль.

кг/м3 ,

тогда Q р н см , выраженная в МДж/кг, равна:

МДж/кг.

Результаты расчета сводим в табл. 1:

Состав топлива Таблица 1

Компонент

Молярная масса Mi ,

кг/кмоль

Молярная доля yi ,

кмоль/кмоль

Mi yi ,

кг/кмоль

CH4

16,042

0,9870

15,83

C2 H6

30,070

0,0033

0,10

C3 H8

44,094

0,0012

0,05

н-C4 H10

58,120

0,0004

0,02

C5 H12

72,150

0,0001

0,01

CO2

44,010

0,0010

0,04

N2

28,010

0,0070

0,20

ИТОГО:

1,0000

16,25

Определим элементарный состав топлива, % (масс.):

содержание углерода


содержание водорода

содержание кислорода

содержание азота

,

где ni C , ni H , ni N , ni O - число атомов углерода, водорода, азота и кислорода в молекулах отдельных компонентов, входящих в состав топлива;

- содержание каждого компонента топлива, масс. %;

xi - содержание каждого компонента топлива, мол. %;

Mi - молярная масса отдельных компонентов топлива;

Мm - молярная масса топлива.

Проверка состава :

C + H + O + N = 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 = 100 % (масс.).


Определим теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива, оно определяется из стехиометрического уравнения реакции горения и содержания кислорода в атмосферном воздухе. Если известен элементарный состав топлива, теоретическое количество воздуха L0 , кг/кг, вычисляется по формуле:

кг/кг.

На практике для обеспечения полноты сгорания топлива в топку вводят избыточное количество воздуха, найдем действительный расход воздуха при α = 1,25:

L = αL 0 ,

где L - действительный расход воздуха;

α - коэффициент избытка воздуха,

L = 1,25∙17,0 = 21,25 кг/кг.

Удельный объем воздуха (н. у.) для горения 1 кг топлива:

где ρв = 1,293 – плотность воздуха при нормальных условиях,

м3 /кг.


Найдем количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:

если известен элементарный состав топлива, то массовый состав дымовых газов в расчете на 1 кг топлива при полном его сгорании может быть определен на основании следующих уравнений:

кг/кг;

кг/кг;

кг/кг;

кг/кг,

где mCO2 , mH2O , mN2 , mO2 - масса соответствующих газов, кг.

Суммарное количество продуктов горения:

m п. с = mCO2 + mH2O + mN2 + mO2 ,

m п. с = 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 = 22,25 кг/кг.

Проверяем полученную величину:

где Wф - удельный расход форсуночного пара при сжигании жидкого топлива, кг/кг (для газового топлива Wф = 0),


кг/кг.

Поскольку топливо – газ, содержанием влаги в воздухе пренебрегаем, и количество водяного пара не учитываем.

Найдем объем продуктов сгорания при нормальных условиях, образовавшихся при сгорании 1 кг топлива:

где mi — масса соответствующего газа, образующегося при сгорании 1 кг топлива;

ρi - плотность данного газа при нормальных условиях, кг/м3 ;

Мi - молярная масса данного газа, кг/кмоль;

22,4 - молярный объем, м3 /кмоль,

м3 /кг; м3 /кг;

м3 /кг; м3 /кг.

Суммарный объем продуктов сгорания (н. у.) при фактическом расходе воздуха:

V = VCO2 + VH2O + VN2 + VO2 ,

V = 1,38 + 2,75+ 13,06 + 0,70 = 17,89 м3 /кг.

Плотность продуктов сгорания (н. у.):


кг/м3 .

Найдем теплоемкость и энтальпию продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур от 100 °С (373 К) до 1500 °С (1773 К), используя данные табл. 2.

Средние удельные теплоемкости газов ср , кДж/(кг∙К) Таблица 2

t , °С

O2

N2

CO2

H2 O

Воздух

0

0,9148

1,0392

0,8148

1,8594

1,0036

100

0,9232

1,0404

0,8658

1,8728

1,0061

200

0,9353

1,0434

0,9102

1,8937

1,0115

300

0,9500

1,0488

0,9487

1,9292

1,0191

400

0,9651

1,0567

0,9877

1,9477

1,0283

500

0,9793

1,0660

1,0128

1,9778

1,0387

600

0,9927

1,0760

1,0396

2,0092

1,0496

700

1,0048

1,0869

1,0639

2,0419

1,0605

800

1,0157

1,0974

1,0852

2,0754

1,0710

1000

1,0305

1,1159

1,1225

2,1436

1,0807

1500

1,0990

1,1911

1,1895

2,4422

1,0903

Энтальпия дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива:

где сCO2 , сH2O , сN2 , сО2 - средние удельные теплоемкости при постоянном давлении соответствующих газон при температуре t , кДж/(кг · К);

сt - средняя теплоемкость дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива при температуре t , кДж/(кг К);

при 100 °С: кДж/(кг∙К);


кДж/кг;

при 200 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 300 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 400 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 500 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 600 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 700 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 800 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 1000 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг;

при 1500 °С: кДж/(кг∙К);

кДж/кг.


Результаты расчетов сводим в табл. 3.

Энтальпия продуктов сгорания Таблица 3

Температура

Теплоемкость

продуктов сгорания с t ,

кДж/(кг∙К)

Энтальпия

продуктов сгорания Ht ,

кДж/кг

°С

К

100

200

300

400

500

600

700

800

1000

1500

373

473

573

673

773

873

973

1073

1273

1773

24,398

24,626

24,912

25,202

25,503

25,821

26,151

26,465

27,032

29,171

2439,8

4925,3

7473,6

10080,8

12751,7

15492,4

18305,6

21171,8

27032,0

43756,5

По данным табл. 3 строим график зависимости Ht = f ( t ) (рис. 1) см. Приложение .

2.2 Расчет теплового баланса печи, КПД печи и расхода топлива

Тепловой поток, воспринятый водяным паром в печи (полезная тепловая нагрузка):

где G - количество перегреваемого водяного пара в единицу времени, кг/с;

Hвп1 и Нвп2 - энтальпии водяного пара на входе и выходе из печи соответственно, кДж/кг;

Вт.


Принимаем температуру уходящих дымовых газов равной 320 °С (593 К). Потери тепла излучением в окружающую среду составят 10 %, причем 9 % из них теряется в радиантной камере, а 1 % - в конвекционной. КПД топки ηт = 0,95.

Потерями тепла от химического недожога, а также количеством теплоты поступающего топлива и воздуха пренебрегаем.

Определим КПД печи:

где Нух - энтальпия продуктов сгорания при температуре дымовых газов, покидающих печь, tух ; температура уходящих дымовых газов принимается обычно на 100 - 150 °С выше начальной температуры сырья на входе в печь; qпот - потери тепла излучением в окружающую среду, % или доли от Qпол ;

Расход топлива, кг/с:

кг/с.

2.3 Расчет радиантной камеры и камеры конвекции

Задаемся температурой дымовых газов на перевале: t п = 750 - 850 °С, принимаем

t п = 800 °С (1073 К). Энтальпия продуктов сгорания при температуре на перевале

H п = 21171,8 кДж/кг.

Тепловой поток, воспринятый водяным паром в радиантных трубах:

где Н п - энтальпия продуктов сгорания при температуре дымовых газов па перевале, кДж/кг;

ηт - коэффициент полезного действия топки; рекомендуется принимать его равным 0,95 - 0,98;

Вт.

Тепловой поток, воспринятый водяным паром в конвекционных трубах:

Вт.

Энтальпия водяного пара на входе в радиантную секцию составит:

кДж/кг.


Принимаем величину потерь давления в конвекционной камере P к = 0,1 МПа, тогда:

P к = P - P к ,

P к = 1,2 – 0,1 = 1,1 МПа.

Температура входа водяного пара в радиантную секцию t к = 294 °С, тогда средняя температура наружной поверхности радиантных труб составит:

где Δt - разность между температурой наружной поверхности радиантных труб и температурой водяного пара (сырья), нагреваемого в трубах; Δt = 20 - 60 °С;

К.

Максимальная расчетная температура горения:

где to - приведенная температура исходной смеси топлива и воздуха; принимается равной температуре воздуха, подаваемого на горение;

сп.с. - удельная теплоемкость продуктов сгорания при температуре t п ;


°С.

При tmax = 1772,8 °С и t п = 800 °С теплонапряженность абсолютно черной поверхности qs для различных температур наружной поверхности радиантных труб имеет следующие значения:

Θ, °С 200 400 600

qs , Вт/м2 1,50 ∙ 105 1,30 ∙ 105 0,70 ∙ 105

Строим вспомогательный график (рис. 2) см. Приложение , по которому находим теплонапряженность при Θ = 527 °С: qs = 0,95 ∙ 105 Вт/м2 .

Рассчитываем полный тепловой поток, внесенный в топку:

Вт.

Предварительное значение площади эквивалентной абсолютно черной поверхности:

м2 .

Принимаем степень экранирования кладки Ψ = 0,45 и для α = 1,25 находим, что

Hs /H л = 0,73.


Величина эквивалентной плоской поверхности:

м2 .

Принимаем однорядное размещение труб и шаг между ними:

S = 2d н = 2 ∙ 0,152 = 0,304 м. Для этих значений фактор формы К = 0,87.

Величина заэкранированной поверхности кладки:

м2 .

Поверхность нагрева радиантных труб:

м2 .

Выбираем печь ББ2, ее параметры:

поверхность камеры радиации, м2 180

поверхность камеры конвекции, м2 180

рабочая длина печи, м 9

ширина камеры радиации, м 1,2

исполнение б

способ сжигания топлива беспламенное

горение

диаметр труб камеры радиации, мм 152×6

диаметр труб камеры конвекции, мм 114×6

Число труб в камере радиации:

где d н - наружный диаметр труб в камере радиации, м;

l пол - полезная длина радиантных труб, омываемая потоком дымовых газов, м,

l пол = 9 – 0,42 = 8,2 м,

.

Теплонапряженность поверхности радиантных труб:

Вт/м2 .

Определяем число труб камеры конвекции:


Располагаем их в шахматном порядке по 3 в одном горизонтальном ряду. Шаг между трубами S = 1,7d н = 0,19 м.

Средняя разность температур определяем по формуле:

°С.

Коэффициент теплопередачи в камере конвекции:

Вт/(м2 ∙ К).

Теплонапряженность поверхности конвекционных труб определяем по формуле:

Вт/м2 .

2.4 Гидравлический расчет змеевика печи

Гидравлический расчет змеевика печи заключается в определении потерь давления водяного пара в радиантных и конвекционных трубах.

Средняя скорость водяного пара:


где G – расход перегреваемого в печи водяного пара, кг/с;

ρ к в.п. – плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере кон-векции, кг/м3 ;

d к – внутренний диаметр конвекционных труб, м;

z к – число потоков в камере конвекции,

м/с.

Кинематическая вязкость водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции ν к = 3,311 ∙ 10-6 м2 /с.

Значение критерия Рейнольдса:

Общая длина труб на прямом участке:

м.

Коэффициент гидравлического трения:


Потери давления на трение:

Па = 14,4 кПа.

Потери давления на преодоление местных сопротивлений:

Па = 20,2 кПа.

где Σζк = 0,35 – коэффициент сопротивления при повороте на 180 ºС,

- число поворотов.

Общая потеря давления:

кПа

2.5 Расчет потери давления водяного пара в радиационной камере

Средняя скорость водяного пара:

где G – расход перегреваемого в печи водяного пара, кг/с;

ρ р в.п. – плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере кон-векции, кг/м3 ;

d р – внктренний диаметр конвекционных труб, м;

z р – число потоков в камере клнвекции,

м/с.

Кинематическая вязкость водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции ν р = 8,59 ∙ 10-6 м2 /с.

Значение критерия Рейнольдса:

Общая длина труб на прямом участке:

м.


Коэффициент гидравлического трения:

Потери давления на трение:

Па = 15,1 кПа.

Потери давления на преодоление местных сопротивлений:

Па = 11,3 кПа,

где Σζр = 0,35 – коэффициент сопротивления при повороте на 180 ºС,

- число поворотов.

Общая потеря давления:

кПа.


Проведенные расчеты показали, что выбранная печь обеспечит процесс перегрева водяного пара в заданном режиме.

3. Расчет котла-утилизатора

Найдем среднюю температуру дымовых газов:

где t 1 – температура дымовых газов на входе,

t 2 – температура дымовых газов на выходе, °С;

°С (538 К).

Массовый расход дымовых газов:

где В - расход топлива, кг/с;

кг/с.

Для дымовых газов удельных энтальпии определим исходя из данных табл. 3 и рис. 1 по формуле:

Энтальпии теплоносителей Таблица 4

Теплоноситель

Температура, °С

Удельная энтальпия,кДж/кг

Дымовые газы

320

358,3

210

225,4

Питательная вода

60

251,4

187

794,2

Насыщенный водяной пар

187

2783,0

Тепловой поток, передаваемый дымовыми газами:

или

где Н 1 и H 2 - энтальпия дымовых газов при температуре входа и выхода из КУ соответственно, образующихся при сгорании 1 кг топлива, кДж/кг;

В - расход топлива, кг/с;

h 1 и h 2 - удельные энтальпии дымовых газов, кДж/кг,

Вт.

Тепловой поток, воспринятый водой, Вт:

где η ку - коэффициент использования теплоты в КУ; η ку = 0,97;

G n - паропроизводительность, кг/с;

h к вп - энтальпия насыщенного водяного пара при температуре выхода, кДж/кг;

h н в - энталыгая питательной воды, кДж/кг,

Вт.

Количество водяного пара, получаемого в КУ, определим по формуле:

кг/с.

Тепловой поток, воспринятый водой в зоне нагрева:

где h к в - удельная энтальпия воды при температуре испарения, кДж/кг;

Вт.

Тепловой поток, предаваемый дымовыми газами воде в зоне нагрева (полезная теплота):

где h x – удельная энтальпия дымовых газов при температуре t x , отсюда:

кДж/кг.


Значение энтальпии сгорания 1 кг топлива:

кДж/кг.

По рис. 1 температура дымовых, соответствующая значению H x = 5700,45 кДж/кг :

t x = 270 °С.

Средняя разность температур в зоне нагрева:

°С.

270 дымовые газы 210 С учетом индекса противоточности:

°С.

187 вода 60


Площадь поверхности теплообмена в зоне нагрева:

где К ф – коэффициент теплопередачи;

м2 .

Средняя разность температур в зоне испарения:


°С.

320 дымовые газы 270 С учетом индекса противоточности:

°С.

187 водяной пар 187


Площадь поверхности теплообмена в зоне нагрева:

где К ф – коэффициент т6плопередачи;

м2 .

Суммарная площадь поверхности теплообмена:

F = F н + F u ,

F = 22,6 + 80 = 102,6 м2 .

В соответствии с ГОСТ 14248-79 выбираем стандартный испаритель с паровым пространством со следующими характеристиками:

диаметр кожуха, мм 1600

число трубных пучков 1

число труб в одном пучке 362

поверхность теплообмена, м2 170

площадь сечения одного хода

по трубам, м2 0,055

4. Тепловой баланс воздухоподогревателя

Атмосферный воздух с температурой t° в-х поступает в аппарат, где нагревается до температуры tх в-х за счет теплоты дымовых газов.

Расход воздуха, кг/с определяется исходя их необходимого количества топлива:

где В - расход топлива, кг/с;

L - действительный расход воздуха для сжигания 1 кг топлива, кг/кг,

кг/с.

Дымовые газы, отдавая свою теплоту, охлаждаются от tдгЗ = tдг2 до tдг4 .

Тепловой поток, отданный дымовыми газами, Вт:

=

где H3 и H4 - энтальпии дымовых газов при температурах tдг3 и tдг4 соответственно, кДж/кг,

Вт.

Тепловой поток, воспринятый воздухом, Вт:


где св-х - средняя удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг К);

0,97 - КПД воздухоподогревателя,

Вт.

Конечная температура воздуха (tх в-х ) определяется из уравнения теплового баланса:

К.

5. Тепловой баланс КТАНа

После воздухоподогревателя дымовые газы поступают в контактный аппарат с активной насадкой (КТАН), где их температура снижается от tдг5 = tдг4 до температуры tдг6 = 60 °С.

Съем теплоты дымовых газов осуществляется двумя раздельными потоками воды. Один поток вступает в непосредственный контакт с дымовыми газами, а другой обмени-вается с ними теплотой через стенку змеевика.

Тепловой поток, отданный дымовыми газами, Вт:

где H5 и H6 - энтальпии дымовых газов при температуре tдг5 и tдг6 соответственно, кДж/кг,

Вт.

Количество охлаждающей воды (суммарное), кг/с, определяется из уравнения теплового баланса:

где η - КПД КТАНа, η=0,9,

кг/с.


Тепловой поток, воспринятый охлаждающей водой, Вт:

где Gвода - расход охлаждающей воды, кг/с:

свода - удельная теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг К);

tн вода и tк вода - температура воды на входе и выходе из КТАНа соответственно,

Вт.

6. Расчет коэффициента полезного действия теплоутилизационной установки

При определении величины КПД синтезированной системы (η ту ) используется традиционный подход.

Расчет КПД теплоутилизационной установки осуществляется по формуле:

7. Эксергетическая оценка системы «печь - котел-утилизатор»

Эксергетический метод анализа энерготехнологических систем позволяет наиболее объективно и качественно оценить энергетические потери, которые никак не выявляются при обычной оценке с помощью первого закона термодинамики. В качестве критерия оценки в рассматриваемом случае используется эксергетический КПД, который определяется как отношение отведенной эксергии к эксергии подведенной в систему:

где Еподв - эксергия топлива, МДж/кг;

Еотв - эксергия, воспринятая потоком водяного пара в печи и котле-утилизаторе.

В случае газообразного топлива подведенная эксергия складывается из эксергии топлива (Еподв1 ) и эксергии воздуха (Еподв2 ):

кДж/кг;

где Нн и Но - энтальпии воздуха при температуре входа в топку печи и температуре окру-жающей среды соответственно, кДж/кг;

То - 298 К (25 °С);

ΔS - изменение энтропии воздуха, кДж/(кг К).


В большинстве случаев величиной эксергии воздуха можно пренебречь, то есть:

кДж/кг.

Отведенная эксергия для рассматриваемой системы складывается из эксергии, воспринятой водяным паром в печи (Еотв1 ), и эксергии, воспринятой водяным паром в КУ (Еотв2 ).

Для потока водяного пара, нагреваемого в печи:

Дж/кг.

где G - расход пара в печи, кг/с;

Нвп1 и Нвп2 - энтальпии водяного пара на входе и выходе из печи соответственно, кДж/кг;

ΔSвп — изменение энтропии водяного пара, кДж/(кг К).

Для потока водяного пара, получаемого в КУ:

Дж/кг,

где Gn - расход пара в КУ, кг/с;

hк вп - энтальпия насыщенного водяного пара на выходе из КУ, кДж/кг;

hн в - энтальпия питательной воды на входе в КУ, кДж/кг.

Еотв = Еотв1 + Еотв2 ,

Еотв = 1965,8 + 296,3 = 2262,1 Дж/кг.


Заключение

Проведя расчет по предложенной установке (утилизации теплоты отходящих газов технологической печи) можно сделать вывод, что при данном составе топлива, производительности печи по водяному пару, другим показателям - величина КПД синтезированной системы высокая, таким образом - установка эффективна; это показала также и эксергетическая оценка системы «печь – котел-утилизатор», однако по энергетическим затратам установка оставляет желать лучшего и требует доработки.

Список использованной литературы

1. Хараз Д . И . Пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах / Д. И. Хараз, Б. И. Псахис. – М.: Химия, 1984. – 224 с.

2. Скобло А . И . Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / А. И. Скобло, И. А. Трегубова, Ю. К., Молоканов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1982. – 584 с.

3. Павлов К . Ф . Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. Пособие для вузов / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков; Под ред. П. Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

Приложение

Рис. 1

Рис. 2

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:34:41 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
08:39:28 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи
Системы технологий
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.Н. ОРЕХОВ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОГРАММА КУРСА, ПРАКТИКУМ ...
3. Рассчитать возможную экономию топлива за счет ВЭР, которые образуются в печах пиролиза углеводородов при сгорании 18 млн м3/год газа, энтальпия дымовых газов равна 1500 Гкал/м3 ...
Расчетная температура дымовых газов перед КУ-60-2 равна 650°С, а на выходе из котла-утилизатора - 245°С. Состав дымовых газов, выходящих из мартеновской печи, принять следующий ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: учебное пособие Просмотров: 12028 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Технология пиролиза углеводородного сырья в трубчатых печах
... текста, содержит 24 таблицы, 2 рисунка. Выполнено листов демонстрационного материала. ПИРОЛИЗ, НИЗШИЕ ОЛЕФИНЫ, ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ, ЗМЕЕВИК, ПИРОГАЗ.
за счет увеличения массовой скорости дымовых газов и уменьшения длины труб (конвекционная секция в этих печах короче радиантной), обеспечивается высокий тепловой КПД при малой ...
Удаление дымовых газов из топки печи осуществляется дымососом через котел-утилизатор (КУ), в котором тепло дымовых газов используется для получения пара с давлением 8 кг/см2.
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 9765 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Паровой котел ДЕ 6,5-14 ГМ
Введение Газоснабжение - это сложный комплекс технических устройств по добыче естественного или производству искусственного горючего газа, хранению ...
Энтальпии на 1 м3 воздуха, трехатомных газов, азота, водяных паров (кДж/м3, принимаются из таблицы 3,4, источник 1.
7.2 Приравнивая теплоту, отданную продуктами сгорания, теплоте воспринятой водой в водяном экономайзере, определяем энтальпию воды h"эк ,кДж/кг, после водяного экономайзера
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 7495 Комментариев: 1 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Усовершенствование технологии установки висбрекинга
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Кафедра Химическая технология Курсовой проект ...
Топливный газ после Е-109 поступает в подогреватель топливного газа Т-112, где нагревается водяным паром до температуры не выше 110оС и направляется через фильтр Ф-104/1,2 к ...
Дымовые газы в дымовой трубы печей П-1/1, П-1/2, П-1/3, П-104 (Источник выброса №48)
Раздел: Рефераты по химии
Тип: курсовая работа Просмотров: 4899 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Установка для переработки отходов слюдопластового производства
АННОТАЦИЯ В настоящем дипломном проекте разработана установка для переработки отходов слюдопластового производства на "Слюдяной фабрике" в Колпино ...
Топочные (дымовые) газы состоят из кислорода, азота, окиси и двуокиси углерода, сернистого газа и водяных паров.
Расход топлива при сушке дымовыми газами с учетом потерь теплоты в камере сгорания:
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 5233 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Проектирование адиабатной выпарной установки термического ...
Содержание Ведение 1. Анализ состояния вопроса и обоснование актуальности темы 1.1 Обзор существующих методов деминерализации и выбор типа установки ...
где hп""=2684,1 кДж/кг - энтальпия насыщенного пара, подаваемого в головной подогреватель, при температуре tп=105 оС по таблице 2-1 [18],
2.3.14 По таблице 4-6 [1] выбираем средний коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на горизонтальных трубах с учётом неконденсируемых газов про вакуумметрическом давлении kк1 ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 2022 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Двухванные печи
... Содержание.............................3 Введение.................................4 1 Конструкция двухванной сталеплавильной печи................5 1.1
Распространение двухванных печей определилось их преимуществами в сравнении с мартеновскими печами: малым удельным расходом огнеупоров (4-5 кг в сравнении с 12-15 кг на ...
Источниками этого воздуха являются подсосы через вертикальный канал, через который не удаляются дымовые газы и на который действует тяга, создаваемая дымовой трубой.
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 370 Комментариев: 3 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Газоснабжение района города
Министерство образования Российской Федерации Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет Кафедра теплогазоснабжения ...
Если водяные пары, содержащиеся в топливе и образующиеся при сгорании водорода топлива, присутствуют в виде жидкости, то количество выделившейся теплоты характеризуется высшей ...
hн.п. - энтальпия насыщенного пара, кДж/кг.
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Просмотров: 9524 Комментариев: 5 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Методика решения задач по теоретическим основам химической технологии
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского Факультет Кафедра Естественно ...
ѬсН0298 - стандартная энтальпия сгорания (combustion) 1 моль вещества (до образования СО2, Н2О, и др. продуктов), (кДж/моль).
3. Рассчитайте, достаточно ли теплоты, выделяющейся при сгорании 200 кг каменного угля, содержащего 82% углерода, для полного разложения 162 кг карбоната кальция, если для ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: дипломная работа Просмотров: 9252 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи (6465)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150861)
Комментарии (1841)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru