Курсовая работа: Расчет установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи

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

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: tп = 750 - 850 °С, принимаем

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

Hп = 21171,8 кДж/кг.

Тепловой поток, воспринятый водяным паром в радиантных трубах:

где Нп - 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 ∆Pк = 0,1 МПа, тогда:

Pк = P - Pк,

Pк = 1,2 – 0,1 = 1,1 МПа.

Температура входа водяного пара в радиантную секцию tк = 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 tп;

°С.

При tmax = 1772,8 °С и tп = 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/Hл = 0,73.

Величина эквивалентной плоской поверхности:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6