Действия и расхода топлива Согласно закону сохранения энергии уравнения теплового баланса для трубчатой печи выглядит так: , (13) где , - статьи прихода и расхода тепла соответственно, кДж/кг. Расчет теплового баланса ведется на 1 кг топлива. Статьи расхода тепла: , (14) где , , - соответственно полезно воспринятое в печи сырьем, теряемое с уходящими из печи дымовыми газами, теряемое в окружающую среду тепло, кДж/кг. Статьи прихода тепла: , (15) где - теплоемкости топлива, воздуха, форсуночного водяного пара соответственно, кДж/кг; - температуры топлива, воздуха, форсуночного водяного пара соответственно,°С. Итак, уравнение теплового баланса запишется в следующем виде: (16) (17) (18) откуда определяется коэффициент полезного действия трубчатой печи: , (19) где - соответственно потери тепла с уходящими дымовыми газами и потери тепла в окружающую среду в долях от низшей теплотворной способности топлива. Потери тепла в окружающую среду составляют 6%. Температура уходящих дымовых газов, °С: , (20) где - температура нагреваемого продукта на входе в печь, °С - разность температур теплоносителей на входе сырья в змеевик камеры конвекции, °С. °С К При естественной тяге в печи не должна быть меньше 250 °С. Расчет продуктов сгорания на 1 кг топлива при заданной температуре производится по формуле: , (21) где - температура продуктов сгорания, К; - средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, .  . Расчет полезной тепловой нагрузки трубчатой печи: , (22) где - производительность печи по сырью, кг/ч; , , - соответственно теплосодержание паровой и жидкой фазы при температуре , жидкой фазы (сырья) при температуре , кДж/кг; - доля отгона сырья на выходе из змеевика трубчатой печи. Теплосодержание паров нефтепродуктов определяется по уравнению: , (23) где - температура, при которой определяется теплосодержание нагреваемого продукта, °С.  Теплосодержание жидких нефтепродуктов определяется по уравнению: ; (24)  ; (25)  кДж/ч. Определение полной тепловой нагрузки печи: ; (26) кДж/ч. Часовой расход топлива рассчитывается по формуле: ; (27) кг/ч.
Таблица 1 - Тепловой баланс трубчатой печи Приход | кДж/кг | Расход | кДж/кг | Низшая теплотворная способность топлива | 40143,038 | Полезно воспринятое | 33165,261 | Теряемое с уходящими газами | 4569,195 | Потери в окружающую среду | 2408,582 | Итого | 40143,038 | Итого | 40143,038 | Таким образом, были рассчитаны: - коэффициент полезного действия трубчатой печи  - полезная тепловая нагрузка печи = 86164277,83 кДж/ч - часовой расход топлива В=2597,9562 кг/ч, необходимый для работы печи в заданном режиме, с учетом потерь тепла в окружающую среду через неплотности и с уходящими дымовыми газами. Коэффициент полезного действия удовлетворяет пределу значений КПД для трубчатых печей (от 0,65 до 0,85). Обычно температуру уходящих из печи дымовых газов рекомендуется принимать на 100-150°С выше температуры сырья, поступающего в конвекционную часть печи. В данной работе температура уходящих газов на 130°С выше и равна = 250 °С. Данная температура выше 250 °С, что обеспечивает нормальную работу печи. Разность температуры сырья, поступающего в камеру конвекции намного больше температуры отходящих дымовых газов, это способствует более эффективной передаче тепла в камере конвекции и, следовательно, требуется меньшая поверхность конвекционных труб. |