Теплотехнічні процеси і установки

Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Кафедра ТТФ
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни
"Теплотехнічні процеси і установки"
Суми 2010

Зміст
1. Умова задачі
2. Вихідні дані
3. Розрахунок
4. Список літератури

1. Умова задачі
Задане паливо і продуктивність парогенератора . Визначити склад робочого палива і його нижчу теплоту згорання , тип топкового пристрою і його основні розміри, коефіцієнт надлишку повітря в топці  і на виході з парогенератора , об’єм продуктів згорання (теоретичний і дійсний), теоретичну температуру горіння та ентальпію відхідних газів при завданих температурі  і кількості присосів повітря за газовим трактом . Вихідні дані взяти з таблиці 1.
Визначити втрати тепла з відхідними газами , скласти тепловий баланс парогенератора і підрахувати його ККД (брутто). Визначити годинну витрату природного і умовного палива, видиму випарність палива (безперервною продувкою знехтувати). Параметри "гострої" пари після парогенератора(  і ) та температуру живильної води  взяти з таблиці 2.
Розрахувати тягодуттьову установку для парогенератора та визначити висоту і діаметр димаря при природній тязі.
Визначити також теплові навантаження топкового об’єму і поверхні теплообміну конвективних елементів парогенератора (пароперегрівника, водяного економайзера та повітропідігрівника).
Температури холодного та гарячого повітря і параметри топки взяти з таблиці 2. Відповісти на запитання: як зміниться годинна витрата природного палива, якщо в розрахунки ввести безперервну продувку в кількості ?
2. Вихідні дані
Таблиця 1

Таблиця 2
3. Розрахунок
За довідковою таблицею твердих палив (додаток 6) знаходимо горючу масу палива % :
; ; ; ; ; ; ; ;
Для визначення складу робочого палива при перерахунку з сухої маси використовуємо множник
 ,
тоді
При перерахунку з горючої маси множник
 ,
тоді склад робочого палива буде такий:





Всього
Визначимо теоретичну кількість повітря, потрібну для спалювання 1 кг вугілля:

За наближеною формулою

Теоретичний об’єм продуктів згорання (при ):






Теоретичний об’єм продуктів згорання


Дійсний об’єм продуктів згорання (при )
,
де


Вміст кисню в газах






Всього
Перевіримо нижчу теплоту згорання робочого палива за формулою Д.І.Менделеєва


Визначимо ентальпію теоретичної кількості повітря і продуктів згорання за формулами
 та
,
в яких мольні ентальпію газів взяті за таблицею (додаток В) при , :
; ; ; ;


Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :
; ; ;


Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :
; ; ; ;


Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :
; ; ; ;


Ентальпія продуктів згорання при


Будуємо  діаграму

Рисунок 1
Визначимо ентальпію відхідних газів
,
де мольні ентальпію газів взяті за таблицею (додаток В)
при , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

Будуємо графік

Рисунок 2
З графіка  при
Визначаємо ентальпію теоретично потрібного холодного повітря:
,
в якому мольна ентальпію при :



За таблицею (додаток Ж) беремо .
Коефіцієнт надлишку повітря у вихідних газах

Невикористане тепло відхідних газів
,
де  і  - ентальпію відхідних газів і теоретично потрібного холодного повітря.

або
Втрати тепла від хімічної неповноти згорання за табл. (додаток Ж) , від зовнішнього охолодження , тоді використане тепло в парогенераторі за балансом

Коефіцієнт використання тепла палива в парогенераторі


Ентальпію гострої пари при  і  знаходимо за діаграмою Молье , ентальпію живильної води дорівнює

Дійсна витрата палива

Ентальпія гарячого повітря при теоретично необхідній кількості його


Повне тепловиділення в топці

Ентальпію газів на виході з топки при  і  можна визначити за допомогою діаграми  для продуктів згорання (рис. 1) або за рівнянням
,
де


Втрати від зовнішнього охолодження топки при  для топки беруть , тоді коефіцієнт, що враховує теплообмін топки з довкіллям

Кількість тепла, яку сприймають радіаційні поверхні нагріву в топці

Розрахункова витрата палива при

Теоретичну температуру горіння палива можна визначити з рівняння тепловиділення в топці методом послідовних наближень або діаграмою  продуктів згорання, звідки маємо .
Кількість підведеного тепла в пароперегрівнику (у процесі перегріву пари)
,

де  - ентальпію сухої насиченої пари при тиску , за табл. (додаток Г)


При  коефіцієнт, що враховує теплообмін пароперегрівника з довкіллям, дорівнює

Ентальпія газів на виході газоходу пароперегрівника

Температуру газів за пароперегрівником при
 і

визначаємо за діаграмою , побудованою для
заданого складу палива, .
Температуру насиченої пари при  візьмемо з таблиць водяної пари .
Середній температурний напір у пароперегрівнику


Поверхня нагріву пароперегрівника з рівняння теплопередачі


Список літератури
1.                Риквин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник, таблицы. Энергоатомиздат. Москва 1984.