Курсовая работа: Тепловой расчет и эксергетический анализ парогенераторов
Курсовая работа: Тепловой расчет и эксергетический анализ парогенераторов
Содержание
Введение
1. Исходные
данные
2. Принципиальная
схема котельного агрегата
3. Теплотехнический
расчет котельного агрегата
3.1 Расчет
процесса горения топлива в топке котла
3.2 Расчет
процесса горения и ht – диаграмма продуктов сгорания топлива
3.3 Тепловой
баланс котельного агрегата
3.4 Упрощенный
эксергетический баланс котельного агрегата
4. Тепловой
расчет котла – утилизатора
4.1 Выбор
типа котла – утилизатора
4.2 Расчет
поверхности теплообмена котла – утилизатора
4.3 Термодинамическая
эффективность работы котла – утилизатора
4.4 Графическая
зависимость по исследовательской задаче
4.5 Термодинамическая
эффективность совместной работы котельного агрегата с котлом – утилизатором
5. Схема
котла – утилизатора
6. Схема
экономайзера
7. Схема
воздухоподогревателя
8. Схема
горелки
Заключение
Литература
Введение
Наука, изучающая процессы получения и использования
теплоты в различных производствах, а также машин и аппаратов, предназначенных
для этих целей, называется теплотехникой.
В настоящее время роль теплотехники значительно возросла
в связи с необходимостью экономного использования топливно – энергетических
ресурсов, решения проблем охраны окружающей среды и создания безотходных
технологий.
Принятый Федеральный закон “Об энергосбережении” (№ 28 –
ФЗ от 03.04.1996 г.) предусматривает комплекс мер, в том числе по подготовке
кадров, направленных на координальное изменение ситуации в области
энергоиспользования. В реализации этого закона большая роль отводится
специалистам любого технического профиля, чем и объясняется особая актуальность
теплотехнической подготовки соответствующих инженерных кадров, в том числе и
технологических специальностей.
Оценка потенциала энергосбережения свидетельствует о
возможностях российской экономики к 2010 г. сократить потребность в
энергоресурсах в результате роста эффективности их использования в размере
350…360 млн.т условного топлива при ожидаемом энергопотреблении на уровне 1050
млн. т у.т..
Нефтеперерабатывающая, нефтехимическая и химическая
промышленности являются наиболее энергоемкими отраслями народного хозяйства. В
себестоимости производства отдельных видов продукции в этих отраслях
промышленности на долю энергетических затрат приходится от 10 до 60 %,
например, на переработку 1 т нефти затрачивается 165 – 180 кг условного
топлива.
Энергетическое хозяйство НПЗ и НХЗ включает собственно
энергетические установки (ТЭЦ, котельные, компрессорные, утилизационные,
холодильные, теплонасосные установки и др.), энергетические элементы
комбинированных энерго-, химико-технологических систем (ЭХТС), производящих
технологическую и энергетическую продукцию.
В данной работе на примере котельного агрегата
рассматриваются методы расчета процесса сжигания и расхода топлива, КПД,
теплового и эксергетического балансов. Экономия топлива при его сжигании
является одной из важнейших задач в решении топливно-энергетической проблемы.
Вопросы экономии топлива и рационального использования
теплоты решаются в курсовой работе применением в схеме установки экономайзера,
воздухоподогревателя, котла – утилизатора.
1. Исходные данные
 28
 14 МПа
 550 °С
 100°С
 175 °С
 1,20
 
 
 
 
 21 т/ч
 Δα=0,25
СО 0,10
CH4 98,00
C2H6 0,40
С3Н8 0,20
N2 1,30
Исследовательская задача
Используя аналитические выражения построить зависимость
влияния температуры окружающего воздуха t0 (t0=0…250 °С с шагом 50 °С) на КПД
брутто котельного агрегата.
2. Принципиальная схема котельного агрегата [1]
Рисунок 1 – Принципиальная схема котельного агрегата
В котельном агрегате вода подается питательным насосом 1
в подогреватель ( водяной экономайзер) 2, где за счет теплоты дымовых газов
(показаны пунктиром) подогревается до температуры кипения  . Из экономайзера вода
попадает через барабан 5 и опускные трубы 4 в систему испарительных трубок 3,
которые расположены в топке котла. В испарительных трубках в результате подвода
теплоты от продуктов горения часть воды превращается в пар. Образовавшаяся
пароводяная эмульсия возвращается в барабан 5, где разделяется на сухой
насыщенный пар и воду, которая опять возвращается в испарительный контур.
Полученный таким образом сухой насыщенный пар из верхней части барабана
поступает в пароперегреватель 6, где за счет теплоты горячих дымовых газов
перегревается до требуемой температуры перегретого пара  .
Таким образом, процесс получения перегретого пара состоит
из трех п последовательных стадий: подогрев воды до температуры кипения,
парообразования и е перегрева пара до требуемой температуры. Все эти стадии
протекают при постоянном давлении.
3. Теплотехнические расчеты котельного агрегата
3.1 Расчет процесса горения топлива в топке котла
Коэффициент избытка воздуха за установкой
 ,
Теоретическое количество воздуха, необходимого для
полного сгорания  газообразного топлива
 ,
 м3/м3.
Объем трехатомных газов
 ,
 м3/м3.
Теоретический объем азота
 ,
 м3/м3.
Объем избытка воздуха в топочном пространстве
 ,
 м3/м3.
Объем водяных паров
 ,
 м3/м3.
Объемное количество продуктов сгорания, образующихся при
сжигании  топлива
 ,
 . м3/м3.
Плотность топливного газа при нормальных условиях
 ,
 кг/м3.
Массовое количество дымовых газов, образующихся при
сжигании газообразного топлива
 ,
 кг/м3.
Определим калориметрическую температуру горения, для чего
вычислим энтальпию продуктов сгорания при температуре 1400 и 2000 °С
 ,
 кДж/кг,
 кДж/кг.
где  ,  ,  ,  - Средние объемные изобарные
теплоемкости углекислого газа, азота, водяных паров и воздуха;
Энтальпию продуктов сгорания  при калориметрической температуре
определяем из уравнения теплового баланса топки, для двух случаев
а. с воздухоподогревателем
 ,
 кДж/м3.
где  - физическое тепло топлива, ввиду
его малости можно принять  ;
 - физическое тепло воздуха;
 ,
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
