Розрахунок ефективності роботи енергетичних установок при використанні вищої теплоти згорання палива

Виконати розрахунок контактного економайзера, який нагріває воду від 25 до 65 для потреб гарячого водопостачання підприємства. ККД теплообмінника 95%. Продукти згоряння охолоджуються від =300 до 220 . Витрата продуктів згоряння = 690,36 / . Вільний об'єм насадки V = 0,5 / . Площа поверхні насадки в одиниці об'єму F=80 / . Швидкість продуктів згоряння в живому перерізі насадки = 2,5 м / с. Визначити витрати гарячої води (нагрівного теплоносія), площу омивання поверхні і об'єм насадки. Середня температура продуктів згоряння в теплообміннику обчислюється за формулою (4.2):

 

 

Середня температура води в теплообміннику визначається за формулою (4.3):

 

 

Витрата води в контактному теплообміннику розраховується за формулою (4.9):

 

 

Площа необхідної змоченої поверхні насадки контактного теплообмінника визначається за формулою (4.12):

 

 

Коефіцієнт теплопередачі від продуктів згоряння до води:

 

 

Коефіцієнт теплопровідності для продуктів згоряння середнього складу при температурі 300 .

Критерій Кірпічова визначається за формулою (4.5):

 

 

Еквівалентний діаметр насадки обчислюється за формулою (4.6):

 

Площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія визначається за формулою (4.8):

 

 

Критерій Рейнольдса для продуктів згоряння знаходиться за формулою (4.7):

 

 

Коефіцієнт кінематичної в'язкості продуктів згоряння при температурі 300 .

Інтенсивність зрошення визначається за формулою (4.11):

 

 

Критерій Рейнольдса для води обчислюється за формулою (4.10):

 

 

де - коефіцієнт кінематичної в'язкості води при температурі 45 ;

Об'єм насадки контактного економайзера визначається за формулою (4.13):

 

 

 

Висновки

 

У курсовому проекті виконано розрахунок теплового балансу промислової печі заданої конструкції, на підставі якого визначено величину термічного ККД печі, коефіцієнта використання палива, витрати газової суміші, яка подається в газопальниковий пристрій печі; розроблено схему використання вторинних енергоресурсів (теплоти вихідних газів) промислової печі для підвищення енергетичного ККД схеми та економії природного газового палива; визначено чисельне значення енергетичного ККД після кожного ступеня з урахуванням розроблених заходів з енергозбереження; підвищено енергоефективність теплогенеруючого обладнання шляхом використання та подальшого розрахунку теплоутилізаційних установок з використанням теплоти відхідних газів.

У розрахунку камерної термічної печі складено тепловий баланс печі та визначено годинну витрату теплоти з продуктами згоряння на виході з топки; годинну витрату газового палива, яку необхідно забезпечити для підтримки робочої температури в робочому просторі печі; термічний коефіцієнт корисної дії і коефіцієнт використання палива печі за умови, що підігрів повітря здійснюється стороннім повітропідігрівачем. У результаті складання теплового балансу промислової термічної печі, що працює на газовому паливі, встановлено, що для створення температури , необхідної для здійснення термічної обробки металевих деталей, виконаних із Ст. 45, слід забезпечити витрату газового палива через пальникові пристрої печі = 54,1 / . При цій витраті температура в печі буде підтримуватися в межах 1200 . За цих умов роботи термічний ККД печі складе 24,6%, а коефіцієнт використання газового палива - 0,54, що говорить про необхідність вжиття заходів щодо утилізації теплоти, яка викидається, з подальшим її використанням.

У розрахунку рекуперативного теплообмінника визначено площу поверхні теплопередачі рекуперативного теплообмінника, що дорівнює F= , і кількість трубок теплообмінника за умови, що трубки розташовуються в шаховому порядку, =61 шт.

Виконано розрахунок контактного економайзера, який нагріває воду від 25 до 65  для потреб гарячого водопостачання підприємства. ККД теплообмінника 95%. Продукти згоряння охолоджуються від 300 до 220 . Витрата продуктів згоряння = 690,36 / . Вільний об'єм насадки V = 0,5 / . Площа поверхні насадки в одиниці об'єму F=80 / . Швидкість продуктів згоряння в живому перерізі насадки = 2,5 м / с. Визначено, що витрати гарячої води (нагрівного теплоносія) , площа омивання поверхні складає і об'єм насадки .

 

Література

 

1. Свинолобов Н.П. Печи черной металлургии: Учеб. пособие для вузов / Свинолобов Н.П., Бровкин В.Л. - Днепропетровск: Пороги, 2004. - 154 с.

. Металлургическая теплотехника. Сб. науч. трудов Национальной металлургической академии Украины. - Днепропетровск: НМетАУ, 2000. - 219 с.

. Моргунов В.Н. Печи литейных цехов. Характеристика, анализ, классификация: Учеб. Пособие / В.Н. Моргунов - Пенза: Изд-во пенз. гос. ун-та, 2009. - 179 с.

. Глинков М.А. Общая теория печей: Учеб. пособие для вузов / М.А. Глинков, Г.М. Глинков. - М.: Металлургия, 1978. - 264 с.

. Современные нагревательные и термические печи. Конструкции и технические характеристики: Справочник / В.Л. Гусовский, М.Г. Ладыгичев, А.Б. Усачев / Под ред. А.Б. Усачева. - М.: «Теплотехник», 2007. - 656 с.

6. Врагов А.П. Теплообмінні процеси та обладнання хімічних і газонафтопереробних виробництв: навчальний посібник / А.П. Врагов. - Суми: ВТД «Університетська книга», 2006. - 260 с.

. Клюєв О.І. Оптимізація роботи кожухотрубного теплообмінника шляхом впливу на гідродинаміку потоку: дис…. кандидата техн. наук: 05.17.08 / Клюєв Олег Ігоревич. - Херсон, 2006. - 197 с.

. Голінко І.М. Моделювання температурного режиму теплообмінника / І. М. Голінко, А. І. Кубрак, А.С. Кравченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - №2/7 (44). - 2010. - С. 24 - 27.

. Бойко Е.А. Тепловые электрические станции (расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС: учебное пособие / Е.А. Бойко. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - 92 с.