Проверочный расчет котла-утилизатора

1. Задание на курсовую работу

2. Полезная тепловая нагрузка печи

3. Расчет процесса горения топлива в печи

4. Коэффициент избытка воздуха

5. Объем продуктов сгорания

6. Энтальпия продуктов сгорания

7. Построение H-t диаграммы продуктов сгорания

8. Тепловой баланс процесса горения

9. Подбор котла-утилизатора

10. Расчет испарительной поверхности

11. Расчет экономайзера Вывод

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ В технологической печи АВТ ведется нагрев потока отбензиненного сырья с расходом G c = 75 т/ч.

Температура сырья на входе в печь t c =80 ?С, на выходе из печи tотг = 370? С. Доля отгона e= 0.6.

Плотность сырья с с = 840 кг/, плотность отгона с отг = 790 кг/, остатка с ост = 915 кг/.

Температура газов на выходе из печи t г = 660? С. Температура топлива, поступающего на горение t т = 150? С.

Температура воздуха, поступающего в печь t возд = 200? С. В качестве тепловой изоляции используется кирпичная кладка, различных материалов.

Температуры окружающей среды t возд = 5? С.

После технологической печи, дымовые газы, являющиеся вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР) поступают в котел-утилизатор, где отдают часть теплоты для получения сухого насыщенного пара. КУ состоит из испарительной поверхности, состоящей из 4-х пакетов, и экономайзера (происходит подогрев воды до температуры насыщения). Температура питательной воды t п.в. = 35? С.

топливо печь котел утилизатор

2. ПОЛЕЗНАЯ ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА ПЕЧИ Полезная тепловая нагрузка печи складывается из количества тепла, которое передается продукту в печи для его нагрева и частичного испарения.

Полезную тепловую нагрузку рассчитывает по формуле, кВт:

= · [·(1-е) + · e — ]

=20,83· [677,809·(1−0,6)+1170,486·0,6−159,403]=20,83[271,124+542,889]= =16 955,89

Энтальпия жидкого нефтепродукта определяется по формуле, кДж/кг

=

159,403

=

= = 0,84

= = = 677,809

= = 0,915

Энтальпия углеводородных газов и паров при невысоких давлениях определяется по формуле, кДж/кг :

3. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА В ПЕЧИ Низшая теплота сгорания определяется по формулам:

— для жидкого и твердого топлива, кДж/:

=339· C^P+1030·H^P+109·(O^P-S^P)-25W^P

=339· 82,072+1030·10,375+109·(1,521−2,906)-25·3,0=27 822,408+10 686,25;

— 150,965−75=38 282,69

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сгорания:

— Для 1 кг жидкого и твердого топлива, м³/кг

= 0,0899· (C^P+0,375·S^P)+0,265·H^P-0,0333·O^P

=0,0899· (82,072+0,375·2,906)+0,265·10,375−0,0333·1,521=7,4762+2,7494;

— 0,0506=10,175

4. КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА Для обеспечения полноты сгорания топлива воздух в печь подается с избытком по сравнению с теоретически необходимым

5. ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ При полном сгорании 1 кг жидкого топлива или 1 газообразного в образующихся газообразных продуктах должны содержаться продукты полного окисления горючих элементов СО2, SO2, Н2О, N2 и избыток кислорода О2.

При сжигании жидкого или газообразного топлива количество продуктов сгорания определяется, /кг:

— объем трехатомных газов (СО2 и SO2)

· (C^P+0,374·S^P)

— объем азота

— объем водяных паров где — удельный расход пара на распыл мазута

кг пара/кг топлива

0,111

— объем кислорода

— суммарный объем продуктов сгорания

18,106

Процентный состав какого-либо компонента в продуктах сгорания определяется из соотношения

6. ЭНТАЛЬПИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ Энтальпия продуктов сгорания рассчитываете на 1 кг жидкого или на 1газообразного топлив, кДж/кг (кДж/):

=17 889

Энтальпия действительного количества воздуха, кДж/кг (кДж/)

7. ПОСТРОЕНИЕ H? t ДИАГРАММЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

8. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ Эффективность использования топлива в топочном устройстве определяется двумя основными факторами: полнотой сгорания топлива в топочной камере и глубиной охлаждения продуктов сгорания.

Распределение вносимой в топку теплоты на полезно используемую и тепловые потери производится путем составления теплового баланса.

Тепловой баланс составляется на 1 кг твердого или жидкого топлива либо на 1 газообразного топлива.

Располагаемая теплота, кДж/кг (кДж/)

G_ф.пар (h_пар — r) =0,3(2794,4−1899,6)=268,44

При сжигании жидких и газообразных топлив и пренебрежимо малы (т.е и).

Наибольшей из потерь, как правило, является потеря теплоты с уходящими газами, %

Потеря теплоты через ограждения () при установившемся режиме определяются по уравнению теплопередачи через плоскую стенку

— коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки в окружающую среду, Вт/(· К). Определяется по формуле Расчет температуры наружной поверхности стенки производится из равенства тепловых потоков через теплопроводность и теплоотдачу

=

Расход топлива, кг/с, /с Проверка теплового баланса

=0

9. ПОДБОР КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА Для утилизации физического тепла дымовых газов, выходящих после технологических печей применяются котлы-утилизаторы (КУ). Это позволяет получить дополнительную продукцию в виде насыщенного или перегретого пара, горячей воды и приводит к экономии топлива на предприятии.

Принципиальная расчетная схема котла-утилизатора Общее количество дымовых газов, н/ч Технические характеристики выбранного котла-утилизатора:

10. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ Задаемся двумя температурами газов за испарителем и

1)

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

Расход газов, проходящих через котел, /с Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси, кВт Средний температурный напор, Средняя температура газов,

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(· К) Скорость движения дымовых газов определяется по формуле Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(· К) Тепловосприятие испарителя

2)

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

Расход газов, проходящих через котел, /с Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси, кВт Средний температурный напор, Средняя температура газов,

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(· К):

Скорость движения дымовых газов определяется по формуле Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(· К) Тепловосприятие испарителя

3) По графику определили =327

=327

Энтальпия газов на входе в испаритель, кДж/:

Энтальпия газов на выходе из испарителя, кДж/

Расход газов, проходящих через котел, /с Количество теплоты, отданное газами пароводяной смеси, кВт Средний температурный напор, Средняя температура газов,

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(· К) Скорость движения дымовых газов определяется по формуле Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(· К) Тепловосприятие испарителя

11. РАСЧЕТ ЭКОНОМАЙЗЕРА Задаемся двумя температурами газов за экономайзером и

1) Теплота, отданная дымовыми газами в КУ, кВт:

Энтальпия газов на выходе из экономайзера, кДж/

Количество теплоты, отданное газами в экономайзере, кВт Паропроизводительность КУ при получении насыщенного пара, кг/с Средний температурный напор, Средняя температура газов, Скорость движения дымовых газов определяется по формуле Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(· К) Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(· К) Тепловосприятие экономайзера

2)

Энтальпия газов на выходе из экономайзера, кДж/

Количество теплоты, отданное газами в экономайзере, кВт Паропроизводительность КУ при получении насыщенного пара, кг/с Средний температурный напор, Средняя температура газов, Скорость движения дымовых газов определяется по формуле Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов стенке трубы при поперечном омывании шахматных пучков труб Вт/(· К) Тепловосприятие экономайзера

3).

Вывод В данной курсовой работе, мы рассчитали тепловую нагрузку печи; процессы горения топлива; составили тепловой баланс печи и рассчитали тепловой к.п.д. и расход топлива; подобрали котел-утилизатор КУ-125 с объемом дымовых газов нм³/ч; провели расчет испарительной поверхности КУ с определением температуры газов на входе в экономайзер; провели расчет экономайзера КУ с определением температуры газов на выходе из котла-утилизатора.