Другие предметы \ Топливо, вода и смазка в энергетике

Задание, на выполнение курсового проекта по разделу “Топливо”

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Задание, на выполнение курсового проекта

по дисциплине:

«Топливо, вода и смазка в энергетике»

Вариант № 20

По разделу “Топливо”:

1. Подсчитать элементарный состав газообразного топлива.

2. Определить теоретически необходимое и действительное количество воздуха для сжигания единицы топлива, объем и состав продуктов сгорания.

3. Найти величину В. Определить производительность воздушного вентилятора и дымососа, а также диаметр общей на все котлы одноствольной дымовой трубы.

4. По данным анализа газов (RO2, О2) перед дымососом дать оценку качества сжигания топлива и определить полноту его сгорания.

Исходные данные для выполнениякурсовой работы:

Топливо	Тип котла	n_k	Парам. пара		h_к, %	t_ух., ^oC	a_т
			Р, МПа	t, ^oC
Саратов-Горький	ДЕ-16-14	4	1,4	225	92,4	148	1,12

t_н= 195^oC при Р = 14 ата

t_п= 225 ^oC

t_в= 30 ^oC

h_нп= 2790 кДж/кг

h_пв = 420 кДж/кг

процент продувки – 4%.

h_к – КПД котла (чтобы не получить в размерности результата «%» подставляйте h_кв долях единицы)

Δa = 0,3

a_ух.= a_т+ Δa

γ = 0,21

Расчетные характеристики природного газа:

Состав газа по объему, %							Q_н^с	ρ_г^о
СН₄	С₂Н₆	С₃Н₈	С₄Н₁₀	С₅Н₁₂	N₂	СО₂	Q_н^с	ρ_г^о
91,9	2,1	1,3	0,4	0,1	3	1,2	36073	0,786

СН₄+ С₂Н₆+ С₃Н₈+ С₄Н₁₀+ С₅Н₁₂+ N₂+ СО₂=100%

91,9 + 2,1 + 1,3 + 0,4 + 0,1 + 3 + 1,2 =100%

Пересчет заданного состава топлива на элементарную массу:

Объемная доля – r_i

СН₄ = 0,919

С₂Н₆ = 0,021

С₃Н₈ = 0,013

С₄Н₁₀ = 0,004

С₅Н₁₂ = 0,001

N₂ = 0,03

СО₂ = 0,012

Расчет плотности составляющих топлива–ρ_о= μ/22,4[кг/нм³]

ρ_СН₄ = 16/22,4 = 0,714

ρ_С₂_Н₆ = 30/22,4 = 1,339

ρ_С₃_Н₈ = 44/22,4 = 1,964

ρ_С₄_Н₁₀ = 58/22,4 = 2,589

ρ_С₅_Н₁₂ = 72/22,4 = 3,214

ρ_N₂ = 28/22,4 = 1,25

ρ_СО₂ = 44/22,4 = 1,964

ρ_т= ∑ r_i· ρ_i^o [кг/м³]

ρ_т= (0,919·0,714+0,021·1,339+0,013·1,964+0,004·2,589+0,001·3,214+0,03·1,25+ 0,012·1,964) = 0,65117+0,05222+0,02357+0,01295+0,00321+0,0325+0,00982 = 0,78544 кг/м³

______________________________________________________________________

Теоретически необходимое количество кислородоносителя в нм³/ нм³:

Под теоретически необходимым количеством кислородоносителя V_oдля сжигания топлива будем понимать количество его, которое необходимо для полного сгорания единицы топлива при условии, что весь кислород кислородоносителя участвует в реакции горения. Под кислородоносителембудем понимать газообразный продукт, состоящий из кислорода (объемная доля – γ) и инертного газа (объемная доля – 1- γ). Для воздуха γ = 0,21, для инертного газа 1- γ=0,79.

V_o= 0,01·[2 СН₄ +(n+m/4) C_nH_m]/γ [нм³/ нм³]

СН₄

_{n=1, m=4}

С₂Н₆

_{n=2, m=6}

С₃Н₈

_{n=3, m=8}

С₄Н₁₀

_{n=4, m=10}

С₅Н₁₂

_{n=5, m=12}

V_o= (0,01/0,21)·[2·91,2+(2+6/4)·3,9+(3+8/4)·1,2+(4+10/4)·0,5+(5+12/4)·01] = 0,048·(182,4+13,65+6+3,25+0,8) = 0,048·206,1 = 9,814 нм³/ нм³

При сжигании топлива для обеспечения полного сгорания необходимо воздух подавать в большем количестве, чем теоретически необходимое. Отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому называется – коэффициентом избытка воздуха

a=V_д/V_о

Действительное количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива

V_д=a ·V_о[нм³/ нм³]

V_д=1,12·9,814=10,992 нм³/ нм³

______________________________________________________________________

Объем продуктов сгорания:

V_СО₂=0,01·( СН₄+mC_nH_m+ СО₂) [нм³/ нм³]

V_СО₂=0,01·(91,9+2·2,1+3·1,3+4·0,4+5·0,1+1,2) = 0,01·105,6 = 1,056 нм³/ нм³

V_RO₂=V_CO₂+V_SO₂[нм³/ нм³]

V_SO₂=0; V_RO₂=V_CO₂=1,056 нм³/ нм³

V_О₂=(a-1)·V_о· γ [нм³/ нм³]

V_О₂=(1,12-1)·9,814·0,21=0,12·9,814·0,21= 0,247 нм³/ нм³

______________________________________________________________________

V_N₂=a· V_о·(1- γ)+0,01·N₂[нм³/ нм³]

V_N₂=1,12·9,814·(1-0,21)+0,01·2,6=1,12·9,814·0,79+0,026=8,683+0,026=8,709нм³/ нм³

______________________________________________________________________

Объем сухих газов:

V_СГ=V_RO₂ +V_О₂ +V_N₂[нм³/ нм³]

V_СГ=1,056+0,247+8,709 = 10,012 нм³/ нм³

Объем водяных паров:

V_Н₂_О=0,01·(2 СН₄ +m/2 C_nH_m)+0,0161·a· V_о+1,24· ρ_г^о [м³/кг]

V_Н₂_О= 0,01·(2·91,2 + 6/2·3,9 + 8/2·1,2 + 10/2·0,5 + 12/2·0,1)+0,0161·1,12·9,814 + 1,24·0,799 = 0,01·(182,4+11,7+4,8+2,5+0,6)+0,177+0,991=3,188 м³/кг

Общий объём газов:

V_г=V_сг+V_Н₂_О

V_г=10,012 + 3,188 = 13,204

RО₂=V_RO₂/V_сг·100%

RО₂=1,056/10,012·100%=10,547%

RО₂=10,547 % RО₂*=10,8%

О₂=V_О₂/V_сг·100%

О₂=0,247/10,012·100%=2,467%

О₂=2,467% О₂*= 2,2%

Характеристический коэффициент топлива:

b=[0,79·(0,21·V_о-V_RO₂)+g·0,01·N₂]/V_RO₂

b=[0,79·(0,21·9,814-1,056)+0,21·0,01·2,6]/1,056=[0,79·1,005+0,005]/1,056= 0,757

b=0,757

Z=21-RО₂·(1+b)-О₂

Z=21-10,547·(1+0,757)-2,467=0,001

Z=0,001

Качество сгорания топлива:

Рассмотренные выше расчеты объемов воздуха и продуктов сгорания при полном сгорании топлива служат при проектировании котельных для аэродинамического расчета котла, определения производительности воздушного вентилятора, дымососа и другого оборудования, а также для расчета диаметра дымовой трубы.

После строительства котельной и монтажа оборудования, а также в процессе эксплуатации существующих котельных появляется необходимость дать оценку качества сжигания топлива и соответствие эксплуатационных характеристик работы котла расчетным.

При эксплуатации котла сгорание топлива может быть полным и неполным, а коэффициент избытка воздуха изменяться в широких пределах.

Z=21-RО₂^*·(1+b)-О₂^*

Z = 0 – полное сгорание топлива