ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Расчёт материального баланса

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему «Расчёт энергетического баланса парогенератора и оценка его термодинамической эффективности»

1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

Для парогенератора заданной производительности составить материальный и энергетические (тепловые) балансы на основе двух характеристик используемого топлива и . Проанализировать, как при этом изменится структура энергобаланса и значения КПД парогенератора.

Исходные данные:

– производительность котла по пару D, т/ч;

– давление пара – , атм;

– температура перегретого пара – , ºС;

– вид топлива – уголь, газ;

– расход топлива – , кг/ч (м³/ч);

– состав топлива – химический, компонентный;

– коэффициент избытка воздуха – (в топке), (на выходе из котла);

– температура холодного воздуха и топлива – , , ºС;

– температура уходящих газов – , ºС;

– коэффициент химического недожога – (по содержанию СО в отходящих газах);

– коэффициент механического недожога – (для угля 3% от расхода топлива, = 0,03; для газа = 0);

– температура золы – , ºС ( = 500 ºС);

– средняя теплоёмкость золы – , ккал/кг ( = 0,24 ккал/кг).

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЁТОВ

1. Рассчитать составляющие материального баланса парогенератора:

ПРИХОД		РАСХОД
- Топливо		- Перегретый пар
- Воздух		- Уходящие газы
- Питательная вода		- Зола
		- Невязка
Всего: å		Всего: å

Количество воздуха, состав и количество уходящих газов определяются на основе реакций окисления горючих компонентов топлива и заданного значения коэффициента избытка воздуха .

Количество золы определяется содержанием в топливе минеральной части: .

2. Рассчитать приходную часть энергетического баланса:

; ,

– для заданного топлива определить значения высшей и низшей теплот сгорания:

уголь – по формулам Д.И.Менделеева;

газ – на основе реакций окисления компонентов.

3. Рассчитать значения статей расходной части баланса

– теплосодержание пара (по энтальпии пара заданных параметров) –

;

– тепло с отходящими газами – ; среднюю теплоёмкость каждого компонента отходящих газов рассчитать аналогично расчётам, выполненным в практическом задании 3 для диапазона температур 298¸598 К на основе соответствующих табличных данных Табл. П 1.3 (раздел 1);

– потери тепла вследствие химического недожога определить по содержанию СО в уходящих газах:

; (содержание СО в уходящих газах принять равным 0,3% – ;

– потери тепла от механического недожога (для вариантов с углём) определять при = 0,03:

; ;

– потери тепла с золой (для вариантов с углём):

;

– потери в окружающую среду определять как невязку энергобаланса.

4. Рассчитать значения КПД парогенератора на основе данных составленных энергобалансов:

; .

Графическая часть проекта

В графическую часть курсового проекта входит один лист формата А1, на котором должны быть представлены:

- диаграммы энергобалансов парогенератора, рассчитанные по данным и ;

- графики зависимости с указанием при разных интервалах температур) для всех компонентов отходящих газов.

3. ПРИМЕР РАСЧЁТА

Исходные данные:

– производительность котла по пару D = 230 т/ч;

– давление пара – = 108 атм;

– температура перегретого пара – = 510 ºС;

– вид топлива – природный газ

– расход топлива – = 17550 м³/ч;

– коэффициент избытка воздуха:

в топке – = 1,05,

на выходе из котла – = 1,34;

– температура холодного воздуха и топлива – = 20 ºС;

– температура уходящих газов – = 150 ºС.

Расчёт материального баланса

Приходную часть баланса составляют: топливо, воздух для его сжигания (сгорания) и присосы воздуха по тракту котла. Их количества определяются на основе реакций окисления компонентов топлива:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

С₂Н₆ + 3,5О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О

Теоретическая потребность кислорода ( =1) составляет:

0,92 × 2 = 1,940 м³

0,05 × 3,5 = 0,175 м³

0,03 × 5 = 0,150 м³

2,265 м³ О₂ на 1 м³ газа

Теоретическая подача воздуха в топку при =1 составляет м³.

Фактическая подача воздуха в топку на сжигание 1 м³ природного газа заданного состава при =1,05 будет м³.

Подача воздуха в топку в час: м³/ч.

Присосы воздуха по тракту котла

м³/ч.

Таблица 1.1

Приходная часть материального баланса котла

Статья баланса	Объём, м³	Масса, т	Плотность – r, кг/ м³
Топливо		13,78	0,785
Воздух организованный		257,32	1,29
Присосы воздуха	54,896	65,87	1,29
Всего:		336,97

Расходная часть материального баланса включает: перегретый пар (полезный продукт), компоненты уходящих газов, золу (минеральную часть топлива). Компоненты, их количества и содержание в уходящих газах определяются на основе реакций окисления, записанных выше.

Таблица 1.2

Количество и состав продуктов сгорания газа при =1

СО₂	Н₂О
1 × 0,92	2 × 0,92
2 × 0,05	3 × 0,05
3 × 0,03	4 × 0,03
1,11 м³	2,11 м³

Помимо этих компонентов в уходящих газах окажется и азот, подаваемый с воздухом в топку котла:

м³.

Таким образом, теоретический состав и количества компонентов в уходящих газах при сжигании 1 м³ природного газа равны:

Таблица 1.3

Компонент	Объём, м³	% об.
СО₂	1,11	9,46
Н₂О	2,11	17,97
N₂	8,521	72,57
Всего:	11,741	100,0

Количества и состав отходящих газов на выходе из котла при =1,34 составляют:

Таблица 1.4

Компонент	Объём, м³	Объём, м³/ч [1]	% об.
СО₂	1,06	18608,0	6,88
СО	0,05	878,0	0,32
Н₂О	2,11	37030,5	13,7
N₂	11,418	200386,0	74,1
O₂	0,77	13513,5	5,0
Всего:	15,408	270410,0	100,0

Таблица 1.5

Выбросы газов в атмосферу

Компонент	На 1 м³ топлива	В час	Плотность r, кг/ м³	% об.
м³	кг	тыс. м³	т
СО₂	1,06	1,101	13,514	19,32	1,43	5,0
СО	0,05	14,273	200,386	250,48	1,25	74,1
Н₂О	2,11	2,078	18,603	36,45	1,96	6,88
N₂	11,418	0,063	0,878	1,1	1,25	0,32
O₂	0,77	1,688	37,03	29,62	0,8	13,7
Всего:	15,408	19,203	270,41	396,97	=1,246	100,0