РефератыПромышленность, производствоОпОпределение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы

Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ


ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ


«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»


в г. Смоленске


Кафедра промышленной теплоэнергетики


Расчетное задание


по курсу: «Эксплуатация систем энергообеспечения промышленных предприятий»


на тему: «Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы»


Преподаватель: Митяшин И.П.


Группа: ЭО2-04


Студент: Романова И.В.


Вариант: 19 (11)


Смоленск 2009


ЗАДАНИЕ


В теплотехнологической установке сжигается донецкий каменный уголь №1 со следующим природным составом и низшей теплотой сгорания:



= 13 %


Ар
= 21,8
%



= 3 %



= 4
9,3 %



= 3,
6 %



= 1,0 %



= 8,3
%



р
= 19,
61 МДж/кг


Определить паропроизводительность котла-утилизатора, работающего на тепловых отходах установки, с использованием диаграммы температура-теплота (t-Q- диаграмма) для следующих условий:


Давление вырабатываемого пара Рпп
= 1,8
МПа.


Температура вырабатываемого пара tпп
= 360
°С.


Температура питательной воды t­пв
= 10
5 °С.


Температура окружающей среды ос
= 30
°С.


Расчетный расход топлива Вр
= 0,6
кг/с.


Температура продуктов сгорания на входе котла-утилизатораог
=800°С.


Коэффициент избытка воздуха на входе котла-утилизатора αог
= 1,2
.


Коэффициент избытка воздуха на выходе из котла-утилизатора αуг
= 1,5
.


РЕШЕНИЕ


1. Определим объем теоретически необходимого воздуха для сжигания газа:


V0
в
= 0,0889×(Ср
+0,375×Sр
)+0,265×Нр
-0.0333*Op
= 0,0889×(43+0,375×3)+0,265×3,6-0.0333*8,3 =
5,16 м3
/кг т.


2. Определим объёмы продуктов сгорания на 1 кг топлива.


Теоретический объём азота:


V0
N
2
= 0.79× V0
в
+0.008× Nр
= 0,79×5,16+0,008×1 =
4,084 м3
/кг т.


Объём трёхатомных газов:


V0
RO
2
= 0,01816×(Ср
+0,375×Sр
) = 0,01816×(49,3+0,375×3) =
0,916 м3
/кг т.


Теоретический объём водяных паров:


V0
Н2О
= 0,111×Нр
+0,0124×Wр
+0,0161× V0
в
= 0,111×3,6+0,0124×13+0,0161×5,16 =
0,644 м3
/кг т.


V0
СГ
= VRO
2
+ V0
N
2
= 0,916+4,084= 5,00 м3
/кг т.


V0
г
= V0
СГ
+ V0
H
2
O
=5,00 +0,644 =
5,64 м3
/кг т.


3. Определим объем отходящих из ГТУ продуктов сгорания при температуре ог
= 800 °С:


Vог
= Bp
(V0
г
+ (αог
-1)V0
в
)( ог
+ 273)/273 =


= 0,6 *(5,6464+(1,2- 1)5,16)(800+273)/273 = 15,73 м3
/ м3
.


4. Определим объем уходящих продуктов сгорания из котла-утилизатора при ос
= 30 °С:


Vос
= Bp
(V0
г
+ (αуг
-1)V0
в
)( ос
+ 273)/273 =


=0,6 *(5,64+(1,5- 1)5,16)(30 +273)/273 = 5,47 м3
/с.


5. Определим количество теплоты, содержащееся в отходящих продуктах сгорания при температуре ог
= 800 °С:


Qог
= Vог


Cог
ог
= 15,73*1,
52*800= 19127,7 кВт.


6. Определим количество теплоты, содержащееся в отходящих продуктах сгорания при температуре ос
= 30 °С:


Qос
= Vос
Cос
ос
= 5,47*1,
423*30= 233,5 кВт.


7. Определим расчетное количество теплоты Qmax
:


Qmax
= Qог
- Qос
­ = 19127,7– 233,5= 18894,2 кВт.


8. По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара определяем параметры воды и водяного пара:


Рпп
= 1,8 МПа, tпп
= 360 °С : hпп
= 3
163,42 кДж/кг.


При Pб
= 1.1Pпп
= 1,1*1,8 = 1,98 МПа: tн
= 211,81 °C, hн
= 906,04 кДж/кг.


hнп
= 2
796,16 кДж/кг.


При tпв
= 105°С: hпв
= 4
40,17 кДж/кг.


9. Скрытая теплота парообразования:


r= hнп
- hн
= 2796,16-906,04=1890,12 кДж/кг.


10. Определим удельный расход тепла на генерацию и перегрев пара:


qпар
= hпп
– hн
= 3163,42-906,04=2257,38 кДж/кг.


11. Из диапазона минимальных значений разности температур между нагреваемой средой и продуктами сгорания для пары газ-пар выбираем


Δt’ =
70 °C и производим проверки на возможность получения пара с давлением Рпп
= 1,8 МПа при ог
=800°С:


ог
- tн
=800- 211,81=588,19°С > 70°С, следовательно пар может быть получен.


tпп
= 360 °С


ог
- tпп
=800-360=440°С >70°С.


12. Определим tпс
, при которой перепад температур между продуктами сгорания и нагреваемой средой имеет минимальное значение:


кр
= tн
+ Δt’ =211,81 + 70=281,81 °С.


Данная температура соответствует началу испарительного участка t,Q-диаграммы.


13. Определяем количество теплоты, передаваемое нагреваемой среде при охлаждении отог
=800°С до кр
=281,81 °С


Q­кр
= Q­max
=18894,2
=12715,31 кВт.


14. Определяем расход пара с параметрами Рпп
= 1,8 МПа, tпп
= 360 °С, который генерируется в котле-утилизаторе:


Gпар
= Qкр
/q­пар
= 12715,31 /2257,38 = 5,63 кг/с.


15. Определяем расход теплоты на нагрев питательной воды в количествеGпар
=5,63 кг/с от температуры tпв
=105°С до tн
= 211,81°С


Qпв
= G­пар
(hн
– hпв
) = 5,63 (906,04- 440,17) = 2622,85 кВт.


16. Определяем предварительное значение температуры уходящих продуктов сгорания из котла-утилизатора. Для этого из диапазона минимальной разности температур между продуктами сгорания и нагреваемой средой для пары газ-вода выбираем Δt’’ = 65°C:


= tпв
+ Δt’’ = 105 + 65=
170 °С.


17. Определяем количество теплоты, выделяемое при охлаждении продуктов сгорания от критической температуры до :


Qкон
= Qmax
= 18894,2
=15458,89 кВт


Qпред
= Qкон
-Qкр
= 15458,89-12715,31 =2743,58 кВт.


18. Сравниваем Qпв
с Qпред


Так как Qпв
< Qпред
(2622,85 < 2743,58), следовательно для нагрева питательной воды в количестве 5,63 кг/с от tпв
= 105°С до tн
=211,81°Сколичество тепла, выделенного при охлаждении продуктов сгорания с


кр
= 281,81 °Сдо = 170 °С хватает.


Gпар
=G’пар


19. Определим фактическую величину Δt:


Q=G’пар
qпар
=5,632257,38=12709,05 кВт


°С.


Δt=- tн
=282,1-211,81=70,3 °С.


20. Определяем точку начала перегрева:


Для этого определим количество теплоты для парообразования:


Qпо
= rGпар
= 1890,12 *5,63 = 10641,38 кВт.


Qпер
= Qпар
– Qпо
= 12709,05 – 10641,38 = 2067,67 кВт.


Заключение:
для заданных параметров пара паропроизводительность котла-утилизатора составляет 5,63 кг/с.


t-Q- диаграмма

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы

Слов:930
Символов:8518
Размер:16.64 Кб.