Расчет и подбор теплоутилизационного контура

Рис. 1:

1-печь перегрева водяного пара; 2-котёл утилизатор; 3-воздухоподогреватель; 4-скруббер; 5-дыосос; 6-воздуходувка; 7-насос; 8-блок водоподготовки.

Температура водяного пара: t1-на входе в печь; t2-на выходе из печи.

Температура дымовых газов: tух - на выходе из печи; t1'- на входе в КУ; t2'- на выходе из К

У; t3’ - на входе в ВП; t4’-на выходе из ВП; t5’- на входе в скруббер; t6’- на выходе из скруббера.

4. Технологический расчёт

4.1 Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару

Таблица 2

Свойства топливного газа

Таблица 3

1) Расчёт абсолютного и парциальных давлений компонентов топливного газа:

Рабс = Рбар + Ризб = 0,12*106 + 100*103=0,22*106 Па = 2,2426ата = 2,2426кгс/см2;

Парциальные давления:

Р(метан) = Рабс*у(метан) = 0,983* Рабс = 216,26кПа = 2,2045ат;

Р(этан) = Рабс*у(этан) = 0,003* Рабс = 0,66кПа = 0,0067278ат;

Р(пропан) = Рабс*у(пропан) = 0,001* Рабс = 0,22кПа = 0,0022426ат;

Р(бутан) = Рабс*у(бутан) = 0,002* Рабс=0,44кПа = 0,00448522ат;

Р(азот) = Рабс*у(азот) = 0,011* Рабс = 2,42кПа=0,0246687ат.

2) Абсолютная температура газа:

Т = Т0+t = 273+10 = 283К

3) Определение плотности и удельного объёма газа при н.у.

; ;;

где yi – мольная доля компонента в смеси;

Mi – молярная масса i–го компонента;

Mcm – молярная масса смеси;

cm – плотность смеси при н.у.;

V0cm – удельный объем смеси при н.у

Мсм = 0,983*16+0,003*30+0,001*44+0,002*58+0,011*28 = 16,286 кг/кмоль;

cm = 16,286/22,4 = 0,727 кг/м3;

v0cm =1/cm =1,375м3/кг.

4) Определение массовах концентраций компонентов:

ŷ(метан) = у(метан)*М(метан)/Мсм=0,983*16/16,286=0,966;

ŷ(этан) = у(этан)*М(этан)/Мсм = 0,003*30/16,286=0,0055;

ŷ(пропан) = у(пропан)*М(пропан)/Мсм = 0,001*44/16,286=0,0027;

ŷ(бутан) = у(бутан)*М(бутан)/Мсм = 0,002*58/16,286=0,0071;

ŷ(азот) = у(азот)*М(азот)/Мсм=0,011*28/16,286=0,0187.

5) Определение расхода газа при рабочих условиях:

GP,T = G0*P0*T/P*T0 = 2300*105*283/0,22*106*273 = 1083,75 м3/ч

Определение свойств водяного пара

Известно, что

производительность печи по водяному пару G=4,03кг/с

давление пера на входе Р1=0.5 МПа ≈ 5 бар = 5,1ат

температура пара на входе в печь t1=151ºС

температура пара на выходе из печи t2=550ºС

Рассчитаем температуру кипения:

ts=100* 4√p=150,2ºC

По таблице Вукаловича определяем свойства кипящей воды и сухого насыщенного пара:

Таблица 4

Изменение энтальпии: Δh=h-h”=3594.7-2748.5=846.2кДж/кг

ΔН=GΔh=4,03*846,2= 3410,186кДж/с – изменение энтальпии, приходящееся на 4,03кг.

Изменение энтропии: Δs=s-s”=8.2222-6.8215 =1,4007кДж/кг*град

ΔS=Δs*G=4,03*1,4007=5,645кДж/град*с

Изменение внутренней энергии:ΔU=Cv(T2-T1)

Cv=Cp-R

Tср=(Т1+Т2)/2=(151+550)/2=350,50С=623,5К

Ср=1,67+0,63*10-3*Т=2,063кДж/кг*К

Cv=2,063 -8,314*10-3/18=0,114кДж/кг*К

Δu=0,114*(550-151)=45,486 кДж/кг

ΔU=GΔu=4,03*45,486=183,31кДж

Расчётным методом определим энтальпию перегретого пара и сравним её значение с табличным.

h=2547,668-55,64*4√р+tпп(1,8334-0,0311*4√р)+0,000311*t2пп

h=2547,668+55,64*1,503 +550* (1,8334-0,0311*1,503)+0,000311*5502 = 3557.366 кДж/кг

Ошибка: 100*(3594.7-3557.366)/3594.7 =1%

Ошибка по температуре кипения: 100*(151.85-150.2)/151.85 =0.44%

4.2. Расчет процесса горения в печи

Определение основных характеристик топлива

Таблица 5.

 Скачать реферат