Производство распределение и использование энергоносителей на промышленных предприятиях

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Новосибирский Государственный  Технический Университет

Кафедра тепловых электрических станций

Расчетно – графическая работа

“Производство распределение и использование энергоносителей на промышленных предприятиях ”

Факультет: ФЭН

Группа: ТЭ-71

Студент: Русских Е.

Преподаватель: Овчинников Ю.В.

Дата сдачи: 22.03.2001

Отметка о защите:

НОВОСИБИРСК  2001

Задание на РГР

1.  На основании расчета горения и материального баланса составить баланс энергии и эксергии для парового котла. В балансе эксергии разделить внутренние потери эксергии, учитывая отдельно необратимость горения, потери тепла в окружающую среду и остаточные явления необратимости. Построить ленточные графики энергетического и эксергетического баланса

2.  Используя методику согласования баланса определить присосы воздуха в газоходе парового котла.

3.  Данные для расчетов:

Тип котла Е-420-13,8-560 КТ

Номинальная паропроизводительность: Д_К=  420 т/ч.

Параметры острого пара: Р₀=13,8 МПа, t₀=560°C.

Топливо: Экибастузский каменный уголь.

Тип топки: камерная топка с твердым шлакоудалением .

Температура питательной воды: t_пв=230°С.

Температура уходящих газов: t_пс=145°С.

I.  Данные для вычислений

1.1.  Экибастузский каменный уголь СС, разрез 1,2,3.

Данные по топливу приведены из [2, стр. 39]

Табл.1  Состав рабочей массы, %

Wp	Ap	Sp		Cp	Hp	Np	Op
7.0	38.1	0.4	0.4	43.4	2.9	0.8	7.0

Теплота сгорания топлива МДж/кг.

Проверка: С^р+Н^р+N^p+O^p+S^p+A^p+W^p=43.4+2.9+0.8+7.0+0.8+38.1+7.0=100.0

1.2.  Примем коэффициент угара минерального остатка a_уг=0,87.

Учитывая  то, что топка с твердым шлакоудалением, количество шлака определим по формуле [1, cтр. 18 ]

где  a_ун=0,95 для топок с твердым шлакоудалением.

кг/кг.

Количество минерального остатка в золе определяется как [1, cтр. 18 ]

кг/кг.

Масса, переходящая в газ из минеральной части:

 [1, cтр. 8 ]

кг/кг.

Примем массовую долю углерода

-  в шлаке m_{c шл}=0,03

-  в золе m_{c зл}=0,01

Температура шлака t_шл=800°С

Температура золы в продуктах сгорания t_з=145°С.

1.3.  Примем следующие допущения:

а) Относительная величина потери тепла котлом в окружающую среду e=0,0043.

б) Величина продувки составляет 1,5% от количества производимого пара.

в) Температура и влажность угольной пыли, поставляемой от мельниц к топке t_тм=90°С,  W^м=0,03.

г) Температура воздуха, подводимого к топке котла t_воз=418°С.

д) Средняя температура в топке котла t_т=1050°С

е) Температура и влажность воздуха t_в=+15°С, j=0,7

II. Вычисление материального баланса

2.1. Теоретически необходимое количество воздуха

 [1, cтр. 19 ]

нм³/кг т.

2.2. Действительное количество воздуха         [1, cтр. 19]

где a_в=1,2 – коэффициент избытка воздуха для ТШУ

 нм³/кг т.

2.3. Продукты сгорания. Теоретический объем трехатомных продуктов сгорания.

  [1, cтр. 19]

 нм³/кг т.

Действительный объем азота и водяных паров:

   [1, cтр. 19]

 нм³/кг т.

    [1, cтр. 19]

 нм³/кг т.

Объем свободного кислорода:

  [1, cтр. 19]

 нм³/кг т.

2.4. Объем продуктов сгорания

 нм³/кг т.

2.5. Мольный состав продуктов сгорания.

При правильно организованном сгорании топлива в составе продуктов сгорания присутствуют следы оксида углерода, таким образом можно принять для дальнейших расчетов [CO]=0.

Сумма мольных долей : [RO₂]+[N₂]+[H₂O]+[O₂]=0.143+0.737+0.087+0.033=1.000

2.6. Определение плотности газовых компонентов продуктов сгорания

Определение плотности произведем при помощи уравнения Менделеева – Клапейрона:       [1, cтр. 20]

где р=0,980665  – нормальное давление, бар;

      m - молекулярная масса газа

      R_m=8,314– универсальная газовая постоянная, кДж/моль;

кг/нм³

кг/нм³

кг/нм³

кг/нм³

кг/нм³

2.7. Рассчитаем баланс материальных потоков вещества через котел.

Результаты баланса сведем в табл.2

Табл.2 Материальный баланс котлоагрегата в расчете на 1 кг топлива.