Розрахунок установки утилізації теплоти відхідних газів технологічної печі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


Державна освітня установа вищої професійної освіти

«Самарський Державний Технічний Університет»

Кафедра «Хімічна технологія та промислова екологія»

Курсова робота

з дисципліни «Технічна термодинаміка і теплотехніка»

Тема: Розрахунок установки утилізації теплоти відхідних газів технологічної печі

Виконав: Студент Рябініна Є.А.

ЗФ курс III група 19

Перевірив: Консультант Чуркіна А.Ю.

Самара 2010

Введення

На більшості хімічних підприємств утворюються високо-і низько-температурні теплові відходи, які можуть бути використані в якості вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР). До них відносяться гази, що йдуть різних котлів та технологічних печей, охолоджувані потоки, що охолоджує вода і відпрацьована пара.

Теплові ВЕР в значній мірі покривають потреби в теплі окремих виробництв. Так, в азотній промисловості за рахунок ВЕР задовольняється більш 26% потреби в теплі, в содової промисловості - понад 11%.

Кількість використаних ВЕР залежить від трьох факторів: температури ВЕР, їх теплової потужності і безперервності виходу.

В даний час найбільшого поширення набула утилізація тепла відхідних виробничих газів, які майже для всіх вогнетехнічних процесів мають високий температурний потенціал і в більшості виробництв можуть використовуватися безперервно. Тепло газів, що відходять є основною состовляющей енергетичного балансу. Його використовують переважно для технологічних, а в деяких випадках - і для енергетичних цілей (у котлах-утилізаторах).

Однак широке використання високотемпературних теплових ВЕР пов'язано з розробкою методів утилізації, в тому числі тепла розжарених шлаків, продуктів і т. д., нових способів утилізації тепла відхідних газів, а також з удосконаленням конструкцій існуючого утилізаційного обладнання.

1. Опис технологічної схеми

У трубчастих печах, не мають камери конвекції, або в печах радіантні-конвекційного типу, але мають порівняно високу початкову температуру нагрівається продукту, температура відхідних газів може бути порівняно високою, що призводить до підвищених втрат тепла, зменшення ККД печі і більшого витраті палива. Тому необхідно використовувати тепло відхідних газів. Цього можна досягти або застосуванням повітропідігрівника, нагріваючого повітря, що поступає в піч для горіння палива, або установкою котлів-утилізаторів, що дозволяють отримати водяний пар, необхідний для технологічних потреб.

Однак для здійснення підігріву повітря потрібні додаткові витрати на спорудження повітропідігрівника, повітродувки, а також додаткову витрату електроенергії, споживаний двигуном повітродувки.

Для забезпечення нормальної експлуатації повітропідігрівника важливо запобігти можливості корозії його поверхні з боку потоку димових газів. Таке явище можливе, коли температура поверхні теплообміну нижче температури точки роси; при цьому частину димових газів, безпосередньо стикаючись з поверхнею повітропідігрівника, значно охолоджується, що міститься в них водяна пара частково конденсується і, поглинаючи з газів діоксид сірки, утворює агресивну слабку кислоту.

Точка роси відповідає температурі, при якій тиск насичених парів води виявляється рівним парціальному тиску водяної пари, що містяться в димових газах.

Одним з найбільш надійних способів захисту від корозії є попередній підігрів повітря яким-небудь способом (наприклад, у водяних або парових калориферах) до температури вище точки роси. Така корозія може мати місце і на поверхні конвекційних труб, якщо температура сировини, що надходить у піч, нижче точки роси.

Джерелом теплоти, для підвищення температури насиченої пари, є реакція окислення (горіння) первинного палива. Утворюються при горінні димові гази віддають своє тепло в радіаційній, а потім конвекційної камерах сировинному потоку (водяній парі). Перегрітий водяний пар надходить до споживача, а продукти згоряння залишають піч і надходять у котел-утилізатор. На виході з КУ насичена водяна пара надходить назад на подачу в піч перегріву пари, а димові гази, охолоджуючись живильною водою, надходять в воздухоподогреватель. З воздухопо-догрівачі димові гази надходять в КТАН, де надходить по змійовику вода нагрівається і йде на пряму до споживача, а димові гази - в атмосферу.

2. Розрахунок печі

2.1 Розрахунок процесу горіння

Визначимо нижчу теплоту згоряння палива Q р н. Якщо паливо є індивідуальний вуглеводень, то теплота згоряння його Q р н дорівнює стандартній теплоті згоряння за вирахуванням теплоти випаровування води, що у продуктах згоряння. Також вона може бути розрахована за стандартними тепловим ефектів утворення вихідних і кінцевих продуктів виходячи із закону Гесса.

Для палива, що складається з суміші вуглеводнів, теплота згоряння визначається, але правилом адитивності:

де Q pi н - теплота згоряння i-гo компоненту палива;

y i - концентрація i-гo компоненту палива в частках від одиниці, тоді:

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 / м 3 .

Молярну маса палива:

M m = Σ M i ∙ y i,

де M i - молярна маса i-гo компоненту палива, звідси:

M m = 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 / м 3,

тоді Q р н см, виражена в МДж / кг, дорівнює:

МДж / кг.

Результати розрахунку зводимо в табл. 1:

Склад палива Таблиця 1

Компонент

Молярна маса M i,

кг / кмоль

Молярна частка y i,

кмоль / кмоль

M i ∙ y i,

кг / кмоль

CH 4

16,042

0,9870

15,83

C 2 H 6

30,070

0,0033

0,10

C 3 H 8

44,094

0,0012

0,05

н-C 4 H 10

58,120

0,0004

0,02

C 5 H 12

72,150

0,0001

0,01

CO 2

44,010

0,0010

0,04

N 2

28,010

0,0070

0,20

РАЗОМ:


1,0000

16,25

Визначимо елементарний склад палива,% (мас.):

вміст вуглецю

вміст водню

вміст кисню

вміст азоту

,

де n i C , N i H, n i N, n i O - число атомів вуглецю, водню, азоту і кисню в молекулах окремих компонентів, що входять до складу палива;

- Зміст кожного компонента палива, мас. %;

x i - Зміст кожного компонента палива, мовляв. %;

M i - Молярна маса окремих компонентів палива;

М m - молярна маса палива.

Перевірка складу:

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

Визначимо теоретичне кількість повітря, необхідне для спалювання 1 кг палива, воно визначається з стехіометричного рівняння реакції горіння та вмісту кисню в атмосферному повітрі. Якщо відомий елементарний склад палива, теоретичне кількість повітря L 0, кг / кг, обчислюється за формулою:

кг / кг.

На практиці для забезпечення повноти згоряння палива в топку вводять надмірна кількість повітря, знайдемо дійсний витрата повітря при α = 1,25:

L = αL 0,

де L - дійсний витрата повітря;

α - коефіцієнт надлишку повітря,

L = 1,25 ∙ 17,0 = 21,25 кг / кг.

Питома об'єм повітря (н. у.) Для горіння 1 кг палива:

де ρ в = 1,293 - щільність повітря при нормальних умовах,

м 3 / кг.

Знайдемо кількість продуктів згоряння, що утворюються при спалюванні 1 кг палива:

якщо відомий елементарний склад палива, то масовий склад димових газів в розрахунку на 1 кг палива при повному його згоранні може бути визначений на підставі наступних рівнянь:

кг / кг;

кг / кг;

кг / кг;

кг / кг,

де m CO2, m H2O, m N2, m O2 - маса відповідних газів, кг.

Сумарна кількість продуктів горіння:

m п. з = m CO2 + m H2O + m N2 + m O2,

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

Перевіряємо отриману величину:

де W ф - питома витрата форсуночного пари при спалюванні рідкого палива, кг / кг (для газового палива W ф = 0),

кг / кг.

Оскільки паливо - газ, вмістом вологи в повітрі нехтуємо, і кількість водяної пари не враховуємо.

Знайдемо обсяг продуктів згоряння при нормальних умовах, що утворилися при згорянні 1 кг палива:

де m i - маса відповідного газу, що утворюється при згоранні 1 кг палива;

ρ i - щільність даного газу при нормальних умовах, кг / м 3;

М i - Молярна маса даного газу, кг / кмоль;

22,4 - молярний об'єм, м 3 / кмоль,

м 3 / кг; м 3 / кг;

м 3 / кг; м 3 / кг.

Сумарний обсяг продуктів згоряння (н. у.) При фактичному витраті повітря:

V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2,

V = 1,38 + 2,75 + 13,06 + 0,70 = 17,89 м 3 / кг.

Щільність продуктів згоряння (н. у.):

кг / м 3.

Знайдемо теплоємність і ентальпію продуктів згоряння 1 кг палива в інтервалі температур від 100 ° С (373 К) до 1500 ° С (1773 К), використовуючи дані табл. 2.

Середні питомі теплоємності газів з р, кДж / (кг ∙ К) Таблиця 2

t, ° С

O 2

N 2

CO 2

H 2 O

Повітря

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

Ентальпія димових газів, що утворюються при згорянні 1 кг палива:

де з CO2, з H2O, з N2, з О2 - середні питомі теплоємності при постійному тиску відповідних газон при температурі t, кДж / (кг · К);

з t - Середня теплоємність димових газів, що утворюються при згорянні 1 кг палива при температурі 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.

Результати розрахунків зводимо в табл. 3.

Ентальпія продуктів згоряння Таблиця 3

Температура

Теплоємність

продуктів згоряння з t,

кДж / (кг ∙ К)

Ентальпія

продуктів згоряння H t,

кДж / кг

° С

До



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

За даними табл. 3 будуємо графік залежності H t = f (t) (рис. 1) см. Додаток.

2.2 Розрахунок теплового балансу печі, ККД печі і витрати палива

Тепловий потік, сприйнятий водяною парою в печі (корисна теплова навантаження):

де G - кількість перегрівається водяної пари в одиницю часу, кг / с;

H вп1 і Н вп2 - ентальпії водяної пари на вході і виході з печі відповідно, кДж / кг;

Вт

Приймаються температуру відхідних димових газів рівної 320 ° С (593 К). Втрати тепла випромінюванням у навколишнє середовище складуть 10%, причому 9% з них втрачається в радіантні камері, а 1% - в конвекційної. ККД топки η т = 0,95.

Втратами тепла від хімічного недопалювання, а також кількістю теплоти надходить палива і повітря нехтуємо.

Визначимо ККД печі:

де Н ух - ентальпія продуктів згоряння при температурі димових газів, що залишають піч, t ух; температура відхідних димових газів приймається зазвичай на 100 - 150 ° С вище початкової температури сировини на вході в піч; q пот - втрати тепла випромінюванням у навколишнє середовище,% або частки від Q підлогу;

Витрата палива, кг / с:

кг / с.

2.3 Розрахунок радіантні камери і камери конвекції

Задаємося температурою димових газів на перевалі: t п = 750 - 850 ° С, приймаємо

t п = 800 ° С (1073 К). Ентальпія продуктів згоряння при температурі на перевалі

H п = 21171,8 кДж / кг.

Тепловий потік, сприйнятий водяною парою в радіантні трубах:

де Н п - ентальпія продуктів згоряння при температурі димових газів па перевалі, кДж / кг;

η т - коефіцієнт корисної дії топки; рекомендується приймати його рівним 0,95 - 0,98;

Вт

Тепловий потік, сприйнятий водяною парою в конвекційних трубах:

Вт

Ентальпія водяної пари на вході в радіантні секцію складе:

кДж / кг.

Приймаються величину втрат тиску в конвекційної камері Δ P к = 0,1 МПа, тоді:

P к = P - P к,

P к = 1,2 - 0,1 = 1,1 МПа.

Температура входу водяної пари в радіантні секцію t до = 294 ° С, тоді середня температура зовнішньої поверхні радіантні труб складе:

де Δt - різниця між температурою зовнішньої поверхні радіантні труб і температурою водяної пари (сировини), що нагрівається в трубах; Δt = 20 - 60 ° С;

К.

Максимальна розрахункова температура горіння:

де t o - приведена температура вихідної суміші палива і повітря; приймається рівною температурі повітря, що подається на горіння;

з п.с. - питома теплоємність продуктів згоряння при температурі t п;

° С.

При t max = 1772,8 ° С і t п = 800 ° С теплонапруженості абсолютно чорної поверхні q s для різних температур зовнішньої поверхні радіантні труб має наступні значення:

Θ, ° С 200 400 600

q s, Вт / м 2 1,50 ∙ 10 Травня 1,30 ∙ 10 травня 0,70 ∙ 10 Травень

Будуємо допоміжний графік (рис. 2) см. Додаток, за яким знаходимо теплонапруженості при Θ = 5 27 ° С: q s = 0,95 ∙ 10 5 Вт / м 2.

Розраховуємо повний тепловий потік, внесений в топку:

Вт

Попереднє значення площі еквівалентної абсолютно чорної поверхні:

м 2.

Приймаються ступінь екранування кладки Ψ = 0,45 і для α = 1,25 знаходимо, що

H s / H л = 0,73.

Величина еквівалентної плоскої поверхні:

м 2.

Приймаються однорядне розміщення труб і крок між ними:

S = 2 d н = 2 ∙ 0,152 = 0,304 м. Для цих значень фактор форми К = 0,87.

Величина заекранірованной поверхні кладки:

м 2.

Поверхня нагріву радіантні труб:

м 2.

Вибираємо піч ББ2 , Її параметри:

поверхню камери радіації, м 2 180

поверхню камери конвекції, м 2 180

робоча довжина печі, м 9

ширина камери радіації, м 1,2

виконання б

спосіб спалювання палива безполум'яної

горіння

діаметр труб камери радіації, мм 152 × 6

діаметр труб камери конвекції, мм 114 × 6

Число труб в камері радіації:

де d н - зовнішній діаметр труб у камері радіації, м;

l підлогу - корисна довжина радіантні труб, що омивається потоком димових газів, м,

l підлогу = 9 - 0,42 = 8,2 м,

.

Теплонапруженості поверхні радіантні труб:

Вт / м 2.

Визначаємо кількість труб камери конвекції:

Маємо їх в шаховому порядку по 3 в одному горизонтальному ряду. Крок між трубами S = 1,7 d н = 0,19 м.

Середня різниця температур визначаємо за формулою:

° С.

Коефіцієнт теплопередачі в камері конвекції:

Вт / (м 2 ∙ К).

Теплонапруженості поверхні конвекційних труб визначаємо за формулою:

Вт / м 2.

2.4 Гідравлічний розрахунок змійовика печі

Гідравлічний розрахунок змійовика печі полягає у визначенні втрат тиску водяної пари в радіантні і конвекційних трубах.

Середня швидкість водяної пари:

де G - витрата перегріватися у печі водяної пари, кг / с;

ρ до в.п. - щільність водяної пари при середній температурі і тиску в камері кон тепловою вентиляцією, кг / м 3;

d к - внутрішній діаметр конвекційних труб, м;

z к - число потоків в камері конвекції,

м / с.

Кінематична в'язкість водяної пари при середній температурі і тиску в камері конвекції ν к = 3,311 ∙ 10 -6 м 2 / с.

Значення критерію Рейнольдса:

Загальна довжина труб на прямій ділянці:

м.

Коефіцієнт гідравлічного тертя:

Втрати тиску на тертя:

Па = 14,4 кПа.

Втрати тиску на подолання місцевих опорів:

Па = 20,2 кПа.

де Σ ζ к = 0,35 - коефіцієнт опору при повороті на 180 º С,

- Кількість поворотів.

Загальна втрата тиску:

кПа

2.5 Розрахунок втрати тиску водяної пари в радіаційній камері

Середня швидкість водяної пари:

де G - витрата перегріватися у печі водяної пари, кг / с;

ρ р в.п. - щільність водяної пари при середній температурі і тиску в камері кон тепловою вентиляцією, кг / м 3;

d р - внктренній діаметр конвекційних труб, м;

z р - число потоків в камері клнвекціі,

м / с.

Кінематична в'язкість водяної пари при середній температурі і тиску в камері конвекції ν р = 8,59 ∙ 10 -6 м 2 / с.

Значення критерію Рейнольдса:

Загальна довжина труб на прямій ділянці:

м.

Коефіцієнт гідравлічного тертя:

Втрати тиску на тертя:

Па = 15,1 кПа.

Втрати тиску на подолання місцевих опорів:

Па = 11,3 кПа,

де Σ ζ р = 0,35 - коефіцієнт опору при повороті на 180 º С,

- Кількість поворотів.

Загальна втрата тиску:

кПа.

Проведені розрахунки показали, що обрана піч забезпечить процес перегріву водяної пари в заданому режимі.

3. Розрахунок котла-утилізатора

Знайдемо середню температуру димових газів:

де t 1 - температура димових газів на вході,

t 2 - температура димових газів на виході, ° С;

° С (538 К).

Масова витрата димових газів:

де В - витрата палива, кг / с;

кг / с.

Для димових газів питомих ентальпії визначимо виходячи з даних табл. 3 та рис. 1 за формулою:

Ентальпії теплоносіїв Таблиця 4

Теплоносій

Температура, ° С

Питома ентальпія, кДж / кг

Димові гази

320

358,3


210

225,4

Живильна вода

60

251,4


187

794,2

Насичений водяний пар

187

2783,0

Тепловий потік, що передається димовими газами:

або

де Н 1 ​​і H 2 - ентальпія димових газів при температурі входу і виходу з КУ відповідно, що утворюються при згорянні 1 кг палива, кДж / кг;

В - витрата палива, кг / с;

h 1 і h 2 - питомі ентальпії димових газів, кДж / кг,

Вт

Тепловий потік, сприйнятий водою, Вт:

де η ку - коефіцієнт використання теплоти в КУ; η ку = 0,97;

G n - паропродуктивність, кг / с;

h до вп - ентальпія водяної пари при температурі виходу, кДж / кг;

h н в - енталигая живильної води, кДж / кг,

Вт

Кількість водяної пари, одержуваного в КУ, визначимо за формулою:

кг / с.

Тепловий потік, сприйнятий водою в зоні нагрівання:

де h до в - питома ентальпія води при температурі випаровування, кДж / кг;

Вт

Тепловий потік, зраджувати димовими газами воді в зоні нагріву (корисна теплота):

де h x - питома ентальпія димових газів при температурі t x, звідси:

кДж / кг.

Значення ентальпії згоряння 1 кг палива:

кДж / кг.

За рис. 1 температура димових, відповідна значенню H x = 5700,45 кДж / кг:

t x = 270 ° С.

Середня різниця температур в зоні нагрівання:

° С.

270 димові гази 210 З урахуванням індексу протиточного:

° С.

187 вода 60


Площа поверхні теплообміну в зоні нагрівання:

де К ф - коефіцієнт теплопередачі;

м 2.

Середня різниця температур в зоні сублімації:

° С.

320 димові гази 270 З урахуванням індексу протиточного:

° С.

187 водяна пара 187


Площа поверхні теплообміну в зоні нагрівання:

де К ф - коефіцієнт т6плопередачі;

м 2.

Сумарна площа поверхні теплообміну:

F = F н + F u,

F = 22,6 + 80 = 102,6 м 2.

Відповідно до ГОСТ 14248-79 вибираємо стандартний випарник з паровим простором з наступними характеристиками:

діаметр кожуха, мм 1600

число трубних пучків 1

кількість труб в одному пучку 362

поверхню теплообміну, м 2 170

площа перерізу одного ходу

по трубах, м 2 0,055

4. Тепловий баланс повітропідігрівника

Атмосферне повітря з температурою t ° в-х поступає в апарат, де нагрівається до температури t х у-х за рахунок теплоти димових газів.

Витрата повітря, кг / с визначається виходячи їх необхідної кількості палива:

де В - витрата палива, кг / с;

L - дійсний витрата повітря для спалювання 1 кг палива, кг / кг,

кг / с.

Димові гази, віддаючи свою теплоту, охолоджуються від t ДГЗ = t дг2 до t дг4.

Тепловий потік, відданий димовими газами, Вт:

=

де H 3 і H 4 - ентальпії димових газів при температурах t дг3 і t дг4 відповідно, кДж / кг,

Вт

Тепловий потік, сприйнятий повітрям, Вт:

де з загально-х - Середня питома теплоємність повітря, кДж / (кг К);

0,97 - ККД повітропідігрівника,

Вт

Кінцева температура повітря (t х у-х) визначається з рівняння теплового балансу:

К.

5. Тепловий баланс КТАНа

Після повітропідігрівника димові гази надходять у контактний апарат з активною насадкою (КТАН), де їх температура знижується від t дг5 = t дг4 до температури t дг6 = 60 ° С.

Знімання теплоти димових газів здійснюється двома окремими потоками води. Один потік вступає в безпосередній контакт з димовими газами, а інший обмени-ється з ними теплотою через стінку змійовика.

Тепловий потік, відданий димовими газами, Вт:

де H 5 і H 6 - ентальпії димових газів при температурі t дг5 і t дг6 відповідно, кДж / кг,

Вт

Кількість охолоджуючої води (сумарне), кг / с, визначається з рівняння теплового балансу:

де η - ККД КТАНа, η = 0,9,

кг / с.

Тепловий потік, сприйнятий охолоджуючої водою, Вт:

де G вода - витрата охолоджуючої води, кг / с:

з вода - питома теплоємність води, 4,19 кДж / (кг К);

t н вода і t до вода - Температура води на вході і виході з КТАНа відповідно,

Вт

6. Розрахунок коефіцієнта корисної дії теплоутилізаційного установки

При визначенні величини ККД синтезованої системи ту) використовується традиційний підхід.

Розрахунок ККД теплоутилізаційного установки здійснюється за формулою:

7. Ексергетичного оцінка системи «піч - котел-утилізатор»

Ексергетичного метод аналізу енерготехнологічних систем дозволяє найбільш об'єктивно і якісно оцінити енергетичні втрати, які ніяк не виявляються при звичайній оцінці за допомогою першого закону термодинаміки. В якості критерію оцінки в даному випадку використовується ексергетичного ККД, який визначається як відношення відведеної ексергія до ексергія підведеної в систему:

де Е підв - ексергія палива, МДж / кг;

Е отв - ексергія, сприйнята потоком водяної пари в печі і котлі-утилізаторі.

У разі газоподібного палива підведена ексергія складається з ексергія палива подв1) і ексергія повітря подв2):

кДж / кг;

де Н н і Н про - Ентальпії повітря при температурі входу в топку печі і температурі навколишнього середовища відповідно, кДж / кг;

Т о - 298 К (25 ° С);

ΔS - зміна ентропії повітря, кДж / (кг К).

У більшості випадків величиною ексергія повітря можна знехтувати, тобто:

кДж / кг.

Відведена ексергія для даної системи складається з ексергія, сприйнятої водяною парою в печі отв1), і ексергія, сприйнятої водяною парою в КУ отв2).

Для потоку водяної пари, що нагрівається в печі:

Дж / кг.

де G - витрата пари в печі, кг / с;

Н вп1 і Н вп2 - ентальпії водяної пари на вході і виході з печі відповідно, кДж / кг;

ΔS вп - зміна ентропії водяної пари, кДж / (кг К).

Для потоку водяної пари, одержуваного в КУ:

Дж / кг,

де G n - витрата пари в КУ, кг / с;

h до вп - ентальпія насиченої водяної пари на виході з КУ, кДж / кг;

h н в - ентальпія живильної води на вході в КУ, кДж / кг.

Е отв = Е отв1 + Е отв2,

Е отв = 1965,8 + 296,3 = 2262,1 Дж / ​​кг.

Висновок

Провівши розрахунок за запропонованою установці (утилізації теплоти відхідних газів технологічної печі) можна зробити висновок, що при даному складі палива, продуктивності печі по водяній парі, іншими показниками - величина ККД синтезованої системи високий, таким чином - установка ефективна; це показала також і ексергетичного оцінка системи «піч - котел-утилізатор», однак з енергетичних витрат установка залишає бажати кращого і потребує доопрацювання.

Список використаної літератури

1. Харазі Д. І. Шляхи використання вторинних енергоресурсів в хімічних виробництвах / Д. І. Харазі, Б. І. Псахіс. - М.: Хімія, 1984. - 224 с.

2. Скобла А. І. Процеси та апарати нафтопереробної і нафтохімічної промисловості / А. І. Скобла, І. А. Трегубова, Ю. К., Молоканов. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Хімія, 1982. - 584 с.

3. Павлов До. Ф. Приклади і задачі за курсом процесів і апаратів хімічної технології: Учеб. Посібник для вузів / К. Ф. Павлов, П. Г. Романків, А. А. Носков; Під ред. П. Г. Романкове. - 10-е изд., Перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1987. - 576 с.

Додаток

Рис. 1

Рис. 2

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
134.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Вторинні енергетичні ресурси Утилізація тепла відхідних газів
Схема та основні характеристики технологічної установки
Розрахунок і аналіз ідеального циклу ДВС зі змішаним підведенням теплоти
Розрахунок печі киплячого шару
Технологічний розрахунок трубчастої печі
Розрахунок насадки мартенівської печі
Розрахунок барабанної обертової печі
Розрахунок воздухонагревателя доменної печі
Розрахунок обертової печі для виготовлення керамзиту
© Усі права захищені
написати до нас