ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ Содержание С. Введение 1 Исходные данные 2 Принципиальная схема котельного агрегата 3 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 1 Расчет процесса горения топлива в топке котла 6 3. 2 Расчет процесса горения и ht – диаграмма продуктов сгорания топлива 3 Тепловой баланс котельного агрегата 4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата 4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА – УТИЛИЗАТОРА 1 Выбор типа котла – утилизатора 2 Расчет поверхности теплообмена котла – утилизатора 3 Термодинамическая эффективность работы котла – утилизатора 26 4. 4 Графическая зависимость по исследовательской задаче 5 Термодинамическая эффективность совместной работы котельного 31 агрегата с котлом – утилизатором 5 Схема котла – утилизатора 6 Схема экономайзера 7 Схема воздухоподогревателя 8 Схема горелки 9 Заключение 10 Литература 39 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. 2

Принципиальная схема котельного агрегата

Принципиальная схема котельного агрегата. Образовавшаяся пароводяная эмульсия возвращается в барабан 5, где разд... В котельном агрегате вода подается питательным насосом 1 в подогревате... Таким образом, процесс получения перегретого пара состоит из трех п по... Полученный таким образом сухой насыщенный пар из верхней части барабан...

Расчет процесса горения топлива в топке котла

4 Теоретический объем азота , . 5 Объем избытка воздуха в топочном пространстве , . 8 Плотность топливного газа при нормальных условиях , . 9 Массовое количество дымовых газов, образующихся при сжигании газообр... б) без воздухоподогревателя , .

Тепловой баланс котельного агрегата

Нам подходит камерная горелка для сжигания жидких и газообразных топли... , , , , , . где при ; 3. 3 Часовой расход натурального топлива а. с воздухоподогревателем , .

Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата

с воздухоподогревателем , . 1. 4. 1 Коэффициент теплоотдачи газов к стенкам дымогарных труб. 2 Приращение эксергии пара, образующегося в котле – утилизаторе а.

Графическая зависимость по исследовательской задаче

1 Составляем эксергетический баланс котельного агрегата без воздухопод... 5. 7 . работа совершаемая уходящими газами в процессе, в первом случае меньше... Вода может нагреваться в этих экономайзерах до 50 – 60 оС.

Схема воздухоподогревателя

В настоящее время наибольшее распространение получили стальные трубчат... Трубы располагают вертикально в шахматном порядке и приваривают к двум... 8 . Схема воздухоподогревателя. 1- трубки; 2- трубные доски; 3- перегородка; 4- перепускные короба.

Схема горелки

Схема горелки Природный газ с избыточным давлением до 8 кПа вытекает из газового насадка, имеющего одно или несколько отверстий.

Подаваемый вентилятором воздух закручивается лопаточным завихрителем и перемешивается с газом.

При розжиге горелки факел поджигают электрическим запальником. После этого стабилизация горения обеспечивается ее поджиганием раскаленными продуктами сгорания.

Номинальная мощность горелок ГНП не превышает 1 МВт. 9

Заключение

Заключение В данной работе произведен расчет котельного агрегата и котла – утилизатора, применяемых в химической нефтяной промышленности.

Эти установки отличаются высокой эффективностью процесса сжигания и расхода топлива.

Приведены диаграммы тепловых потоков и диаграмма Грассмана – Шаргута для эксергетического баланса котельного аппарата, график изменения температур вдоль поверхности нагрева котла – утилизатора.

Также приведен расчет процесса горения на ЭВМ и ht – диаграмма продуктов сгорания топлива.

Исследована зависимость влияния температуры подогрева воздуха в воздухоподогревателе на калориметрическую температуру горения топлива и построена графическая зависимость.

Проведен тепловой расчет котла – утилизатора и подобран котел – утилизатор типа КУ – 16.Для данного расхода газов нам необходимо три котла-утилизатора.

В ходе исследовательской работы была выявлена зависимость влияния температуры окружающего воздуха на КПД брутто котельного агрегата.

При этом с увеличением температуры, КПД также увеличивается, т.е. увеличивается эффективность котельного агрегата.

Использование котлов-утилизаторов более рационально, чем воздухоподогревателя на 21,66 %. Сегодня экономические факторы заставляют резко увеличить степень использования добывания топлива.

Выгоднее вкладывать средства на увеличение добычи топлива, чтобы продолжать расходовать его с низкой эффективностью, а в разработку технологических процессов, обеспечивающих более экономное его использование. 10 Список использованной литературы 1. Латыпов Р.Ш. Шарафиев Р.Г. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1988. – 344 с. 2. Чечеткин А.В. Занемонец Н.А. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 1986. – 264 с. 3. Алабовский А.Н Константинов С.М Недужий И.Н. Теплотехника. – Киев: Высшая школа. 1986. – 256 с. 4. Ривкин С.Л Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. – М.: Энероиздат, 1984. – 80 с. 5. Роддатис К.Ф Соколовский Я.Б. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергия, 1975. – 240 с. 6. Теплотехнический справочник. – М.: Энергия, 1975, 1976.