Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы

Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Апреля 2011 в 03:37, контрольная работа

Краткое описание

В теплотехнологической установке сжигается донецкий каменный уголь №1 со следующим природным составом и низшей теплотой сгорания

Файлы: 1 файл

Митяшин_РЗ_моё.doc

— 99.00 Кб (Скачать)

ФИЛИАЛ  ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)»

в г. Смоленске 

Кафедра промышленной теплоэнергетики 
 
 
 

Расчетное задание

по курсу: «Эксплуатация систем энергообеспечения промышленных  предприятий»

  на тему: «Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы»  
 
 
 

                                                                               Преподаватель: Митяшин И.П.

                                                                               Группа: ЭО2-04   

                                                                               Студент: Романова И.В.

                                                                               Вариант: 19 (11)           

                                                                             
 

Смоленск  2009

 

ЗАДАНИЕ

      В теплотехнологической установке сжигается донецкий каменный уголь №1 со следующим природным составом и низшей теплотой сгорания:

Wр = 13 %

Ар = 21,8 %

Sр = 3 %

Cр = 49,3 %

Hр = 3,6 %

Nр = 1,0 %

Oр = 8,3 %

Qнр = 19,61 МДж/кг

Определить паропроизводительность котла-утилизатора, работающего на тепловых отходах установки, с использованием диаграммы температура-теплота (t-Q- диаграмма) для следующих условий:

Давление вырабатываемого  пара Рпп = 1,8 МПа.

Температура вырабатываемого  пара tпп = 360 °С.

Температура питательной  воды tпв = 105 °С.

Температура окружающей среды  ос = 30 °С.

Расчетный расход топлива Вр = 0,6 кг/с.

Температура продуктов  сгорания на входе котла-утилизатора ог=800°С.

Коэффициент избытка  воздуха на входе котла-утилизатора αог = 1,2.

Коэффициент избытка  воздуха на выходе из котла-утилизатора αуг = 1,5. 
 
 
 
 
 
 
 

РЕШЕНИЕ

1. Определим  объем теоретически необходимого  воздуха для сжигания газа:

V0в = 0,0889×(Ср+0,375×Sр)+0,265×Нр-0.0333*Op = 0,0889×(43+0,375×3)+0,265×3,6-0.0333*8,3 = 5,16 м3/кг т.

2. Определим  объёмы продуктов сгорания на 1 кг топлива.

Теоретический объём азота:

V0N2 = 0.79× V0в+0.008× Nр = 0,79×5,16+0,008×1 = 4,084 м3/кг т.

Объём трёхатомных  газов:

V0RO2 = 0,01816×(Ср+0,375×Sр) = 0,01816×(49,3+0,375×3) = 0,916 м3/кг т.

Теоретический объём водяных паров:

V0Н2О = 0,111×Нр+0,0124×Wр+0,0161× V0в = 0,111×3,6+0,0124×13+0,0161×5,16 = 0,644 м3/кг т.

V0СГ = VRO2 + V0N2 = 0,916+4,084= 5,00 м3/кг т.

V0г = V0СГ + V0H2O =5,00 +0,644 = 5,64 м3/кг т.

3. Определим объем отходящих из ГТУ продуктов сгорания при температуре ог = 800 °С:

Vог = Bp(V0г + (αог-1)V0в)( ог + 273)/273 =

= 0,6 *(5,6464+(1,2- 1)5,16)(800+273)/273 = 15,73 м3/ м3.

4. Определим  объем уходящих продуктов сгорания  из котла-утилизатора при  ос = 30 °С:

Vос = Bp(V0г + (αуг-1)V0в)( ос + 273)/273 =

=0,6 *(5,64+(1,5- 1)5,16)(30 +273)/273 = 5,47 м3/с.

5. Определим количество теплоты, содержащееся в отходящих продуктах сгорания при температуре ог = 800 °С:

Qог = VогCог ог = 15,73*1,52*800= 19127,7 кВт.

6. Определим  количество теплоты, содержащееся в отходящих продуктах сгорания при температуре ос = 30 °С:

Qос = VосCос ос = 5,47*1,423*30= 233,5 кВт. 

7. Определим расчетное количество теплоты Qmax:

Qmax = Qог - Qос = 19127,7– 233,5= 18894,2 кВт.

8. По  таблицам термодинамических свойств  воды и водяного пара определяем параметры воды и водяного пара:

Рпп = 1,8 МПа, tпп = 360 °С : hпп = 3163,42 кДж/кг.

При Pб = 1.1Pпп = 1,1*1,8 = 1,98 МПа: tн = 211,81 °C, hн = 906,04 кДж/кг.

hнп = 2796,16 кДж/кг.

При tпв = 105°С: hпв = 440,17 кДж/кг.

9. Скрытая теплота парообразования:

r= hнп- hн= 2796,16-906,04=1890,12 кДж/кг.

10. Определим  удельный расход тепла на генерацию  и перегрев пара:

qпар = hпп – hн = 3163,42-906,04=2257,38 кДж/кг.

11. Из диапазона минимальных значений разности температур между нагреваемой средой и продуктами сгорания для пары газ-пар выбираем

Δt’ = 70 °C и производим проверки на возможность получения пара с давлением Рпп = 1,8 МПа при ог=800°С:

ог- tн=800- 211,81=588,19°С > 70°С, следовательно пар может быть получен.

tпп = 360 °С

ог- tпп=800-360=440°С  >70°С.

12. Определим  tпс, при которой перепад температур между продуктами сгорания и нагреваемой средой имеет минимальное значение:

кр = tн + Δt’ =211,81 + 70=281,81 °С.

     Данная  температура соответствует началу испарительного участка t,Q-диаграммы.

13. Определяем количество теплоты, передаваемое нагреваемой среде при охлаждении от ог=800°С до кр =281,81 °С

Qкр = Qmax =18894,2 =12715,31 кВт.

14. Определяем расход пара с параметрами Рпп = 1,8 МПа, tпп = 360 °С, который генерируется в котле-утилизаторе:

Gпар = Qкр/qпар = 12715,31 /2257,38 = 5,63 кг/с.

15. Определяем расход теплоты на нагрев питательной воды в количестве Gпар =5,63 кг/с от температуры tпв =105°С до tн= 211,81°С

Qпв = Gпар(hн – hпв) = 5,63 (906,04- 440,17) = 2622,85 кВт.

16. Определяем предварительное значение температуры уходящих продуктов сгорания из котла-утилизатора. Для этого из диапазона минимальной разности температур между продуктами сгорания и нагреваемой средой для пары газ-вода выбираем Δt’’ = 65°C:

= tпв + Δt’’ = 105 + 65= 170 °С.

17. Определяем количество теплоты, выделяемое при охлаждении продуктов сгорания от критической температуры до :

Qкон= Qmax = 18894,2 =15458,89 кВт

Qпред = Qкон -Qкр= 15458,89-12715,31 =2743,58 кВт.

18. Сравниваем Qпв  с Qпред

Так как  Qпв < Qпред (2622,85 < 2743,58), следовательно для нагрева питательной воды в количестве 5,63 кг/с от  tпв = 105°С до tн =211,81°С количество тепла, выделенного при охлаждении продуктов сгорания с

кр = 281,81 °С до = 170 °С хватает.

Gпар= G’пар

19. Определим фактическую величину Δt :

Q = G’пар qпар=5,63 2257,38=12709,05 кВт

 °С.

Δt = - tн =282,1-211,81=70,3 °С.

20. Определяем точку начала перегрева:

Для этого  определим количество теплоты для парообразования:

Qпо = r Gпар = 1890,12 *5,63 = 10641,38 кВт.

Qпер = Qпар – Qпо = 12709,05 – 10641,38 = 2067,67 кВт.

Заключение: для заданных параметров пара паропроизводительность котла-утилизатора составляет 5,63 кг/с. 

t-Q- диаграмма 
 
 

   
 

Информация о работе Определение паропроизводительности котла-утилизатора с использованием t,Q-диаграммы