Расчет процесса горения топлива КУРСОВОЙ ПРОЕКТ на тему: Технологический расчет трубчатой печи по дисциплине «Дополнительные главы по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»» Студент гр. БТС-13-01 __________ Е.С.Санай подпись Уфа 2016
содержание | с | ВВЕДЕНИЕ | | 1. Расчет процесса горения топлива | | 2. Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива | | 3. Выбор типоразмера трубчатой печи и горелки | | 4. Упрощенный расчет камеры радиации | | 5. Расчет диаметра печных труб | | 6. Расчет камеры конвекции | | 7. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи | | 8. Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы | | ЗАКЛЮЧЕНИЕ | | СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ | | Приложение А Чертеж трубчатой печи | | Приложение Б Чертеж горелки | | ВВЕДЕНИЕ Технологические печи – агрегаты, использующиеся на нефтеперерабатывающих заводах для нагрева технологических сред за счет тепла, выделяющегося при сжигании топлива. Технологические печи в нефтепереработке подразделяются на трубчатые печи и печи дожига газообразных, жидких или твердых отходов производства. Трубчатые печи нефтеперерабатывающей промышленности служат для производства из нефтяного сырья моторного бензина и других продуктов (керосин, газойль, соляровое масло), в том числе сырья для химической промышленности (этилена, пропана, бутана). Трубчатые печи, в которых технологическая среда (сырье) проходит по трубам, характеризуются следующими показателями: · производительностью по сырью в т/ч; · полезной тепловой нагрузкой, т.е. количеством тепла, воспринимаемым сырьем в печи в кДж/ч (ккал/ч); · теплонапряженностью поверхностей нагрева, или плотностью теплового потока, т.е. количеством тепла, передаваемым через 1м2 поверхности сырьевых труб, в кВт/м2(ккал/м2ч); · коэффициентом полезного действия, т.е. величиной, характеризующей полезно используемую часть тепла, выделенного при сгорании топлива. В зависимости от способа передачи тепла, конфигурации и количества топочных камер, от расположения горелочных устройств, а также от числа технологических потоков и типа облучения труб трубчатые печи подразделяются на следующие типы: - вертикально – цилиндрические с подовым расположением горелочных устройств радиантного или радиантно – конвекционного типов; - коробчатой формы с подовым расположением горелок и верхним отводом дымовых газов с вертикальными или горизонтальными настенными экранами; - узкокамерные с верхним отводом дымовых газов и центральным горизонтальным экраном; - секционные или цилиндрические печи с витым змеевиком и подовым расположением горелок; - многокамерные печи коробчатой формы с вертикальными трубами змеевиков и общей конвекционной камерой. По способу сжигания топлива печи подразделяются на печи со свободным вертикальным факелом, с позонным подводом воздуха по высоте факела, с настильным факелом, с беспламенным горением от излучающих стен при использовании панельных горелок. Печи дожига, в которых продукт сгорает непосредственно в топочном объеме, характеризуются теплонапряженностью топочного объема и температурой отходящих дымовых газов. В зависимости от вида топлива, сжигаемого в печах и от способа подачи воздуха, применяются горелочные устройства различных типов: газовые или комбинированные - газожидкостные горелки с принудительной подачей атмосферного воздуха на горение или инжекционные. Для утилизации тепла дымовых газов используются змеевики для подогрева воды, нефтепродукта или для перегрева пара, расположенные между радиантной и конвекционной камерами, или после конвекционных труб с основным технологическим потоком, а также котлы – утилизаторы для выработки пара или воздухоподогреватели для подогрева воздуха, подаваемого в горелки на сжигание с целью экономии топлива в печах. Расчет процесса горения топлива Целью этого этапа расчета является расчет низшей теплотворной способности топлива, количества и состава продуктов сгорания, теплосодержания продуктов сгорания. Низшая теплотворная способность топлива определяется по уравнению Менделеева, кДж/кг: , (1) где – содержание влаги в топливе, % масс. кДж/кг. Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, кг/кг: , (2) кг/кг. Фактический расход воздуха, кг/кг: , (3) кг/кг. Количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива, кг/кг: , (4) где - расход форсуночного пара,кг/кг, кг/кг. Количество газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива кг/кг: , (5) кг/кг; ; (6) кг/кг; ; (7) кг/кг; ; (8) кг/кг; ; (9) кг/кг. Проверка: . (10) кг/кг; G=18,9124 кг/кг. Проверка показала, что все произведенные расчеты верны. Объемный расход воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива, м3/кг: ; (11) м3/кг. Расчет теплосодержания продуктов сгорания на 1кг топлива при заданной температуре производится по формуле, кДж/кг: , (12) где Т - температура продуктов сгорания, К; Ссо, Cн о, Cо, CN, CSO - средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, кДж/кг·К. Зависимость теплосодержания продуктов сгорания от температуры представлена на рисунке 1. Таким образом, в разделе был проведен расчет: - низшей теплоты сгорания топлива ; - состав продуктов сгорания; - фактическое количество воздуха необходимого для полного сгорания топлива L=17,9124 кг/кг. - количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива. |