Расчет процесса горения топлива
Цель данного этапа: расчет низшей теплотворной способности топлива, количества и состава продуктов сгорания, теплосодержания продуктов сгорания.
Низшая теплотворная способность топлива определяется по уравнению Менделеева:
где C, H, S, O, W – соответственно содержание в топливе углерода, водорода, серы, кислорода, влаги, % масс.;
кДж/кг.
Теоретическое количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива:
;
кг/кг.
Фактический расход воздуха:
,
где a – коэффициент избытка воздуха;
кг/кг.
Количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива:
,
где Wф – расход форсуночного пара;
кг/кг.
Количество газов, образующихся при сгорании 1кг топлива:
кг/кг;
кг/кг;
кг/кг;
кг/кг;
кг/кг.
Проверка осуществляется, исходя из условия: ;
3,117+1,17+0,8271+13,6896 = 18,824 кг/кг » 18,825 кг/кг.
Объемный расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива:
;
м3/кг.
Расчет теплосодержания продуктов сгорания на 1 кг топлива при заданной температуре производится по формуле:
,
где Т – температура продуктов сгорания, К;
Ci – средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, кДж/кг×К (их значения находим по табл.2 [2, с.7] методом интерполяции);
кДж/кг.
Результаты расчета значений теплосодержания представим в виде таблицы.
Таблица 1
Т, К | 300 | 500 | 700 | 1100 | 1500 | 1700 | 1900 |
qt, кДж/кг | 530,4 | 4555,6 | 8781,5 | 17860,9 | 27623,1 | 32677,3 | 37799,6 |
|
|
Выводы: по результатам расчетов данного этапа низшая теплотворная способность топлива составила 42215,504 кДж/кг, количество продуктов сгорания на 1 кг сжигаемого топлива – 18,825 кг/кг.
Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива
Цель этапа: кроме к.п.д. и расхода топлива рассчитать теплопроизводительность трубчатой печи (полную тепловую нагрузку), значение которой необходимо для выбора ее типоразмера.
Уравнение теплового баланса для трубчатой печи выглядит так:
Расчет теплового баланса ведется на 1 кг топлива.
Статьи расхода тепла:
,
где qпол., qух., qпот. – соответственно полезно воспринятое в печи сырьем, теряемое с уходящими из печи дымовыми газами, теряемое в окружающую среду, кДж/кг.
Статьи прихода тепла:
,
где Cт, Cв, Cф.п. – соответственно теплоемкости топлива, воздуха, форсуночного водяного пара, кДж/кг;
tт, tв, tф.п. – температуры топлива, воздуха, форсуночного водяного пара, 0С.
Явное тепло топлива, воздуха и водяного пара обычно невелико и ими часто в технических расчетах пренебрегают.
Итак, уравнение теплового баланса запишется в следующем виде:
|
|
,
а
или ,
откуда коэффициент полезного действия трубчатой печи:
,
где , – соответственно потери тепла с уходящими дымовыми газами и потери тепла в окружающую среду в долях от низшей теплотворной способности топлива.
Потери тепла в окружающую среду qпот. принимаем 6 % (0,06 в долях) от низшей теплотворной способности топлива, т.е.
, откуда
кДж/кг.
Температура уходящих дымовых газов определяется равенством:
, 0С,
где t1 – температура нагреваемого продукта на входе в печь, 0С;
Dt – разность температур теплоносителей на входе сырья в змеевик камеры конвекции; принимаем Dt = 130 0С;
0С (533 К).
При этой температуре определяем потери тепла с уходящими газами:
кДж/кг.
кДж/кг.
Итак, определяем к.п.д. печи:
.
Расчет полезной тепловой нагрузки трубчатой печи производим по формуле:
,
где – производительность печи по сырью, кг/ч;
, , – соответственно теплосодержания паровой и жидкой фазы при температуре t2, жидкой фазы (сырья) при температуре t1, кДж/кг;
e – доля отгона сырья на выходе из змеевика трубчатой печи.
Теплосодержание паров нефтепродуктов определяется по уравнению:
,
где – относительная плотность; для конденсированных паров = 0,8;
|
|
кДж/кг.
Уравнение для расчета теплосодержания жидких нефтепродуктов имеет вид:
,
где относительная плотность нефти = 0,9;
кДж/кг;
кДж/кг.
Рассчитываем полезную тепловую нагрузку печи:
.
Определяем полную тепловую нагрузку печи:
= 36,44 МВт.
Часовой расход топлива:
кг/ч.
Выводы: 1) расчеты данного этапа показали, что коэффициент полезного действия нашей печи h = 0,82, т.е. довольно высокий, т.к. для трубчатых печей значение к.п.д. находится в пределах от 0,65 до 0,85;
2) полная тепловая нагрузка печи составила 36,44 МВт.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 167; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!