Задание, на выполнение курсового проекта по разделу “Топливо”

Страницы работы

11 страниц (Word-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

nk

Парам. пара

hк, %

t ух., oC

aт

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

hнп = 2790 кДж/кг

hпв = 420 кДж/кг

процент продувки – 4%.

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

Δa = 0,3

aух. = aт + Δa

γ = 0,21

Расчетные характеристики природного газа:

Состав газа по объему, %

Qнс

ρго

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

N2

СО2

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 – ri

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–ρо = μ/22,4[кг/нм3]

                            ρСН4   = 16/22,4 = 0,714

                            ρС2Н6  = 30/22,4 = 1,339

                            ρС3Н8  = 44/22,4 = 1,964

                            ρС4Н10 = 58/22,4 = 2,589

                            ρС5Н12 = 72/22,4 = 3,214

                            ρN2      = 28/22,4 = 1,25

                            ρСО2   = 44/22,4 = 1,964

ρт = ∑ ri· ρio [кг/м3]

ρт = (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 Vo для 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.

Vo = 0,01·[2 СН4 +(n+m/4) CnHm]/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

Vo = (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=Vд/Vо

Действительное количество воздуха необходимое для полного сгорания топлива

Vд=a ·Vо [нм3/ нм3]

Vд=1,12·9,814=10,992 нм3/ нм3

______________________________________________________________________

Объем продуктов сгорания:

VСО2=0,01·( СН4+mCnHm+ СО2) [нм3/ нм3]

VСО2=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

VRO2=VCO2+VSO2 [нм3/ нм3]

VSO2=0;  VRO2=VCO2=1,056 нм3/ нм3

VО2=(a-1)·Vо· γ [нм3/ нм3]

VО2=(1,12-1)·9,814·0,21=0,12·9,814·0,21= 0,247 нм3/ нм3

______________________________________________________________________

VN2=a· Vо·(1- γ)+0,01·N2 [нм3/ нм3]

VN2=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:

VСГ=VRO2 +VО2 +VN2[нм3/ нм3]

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

Объем водяных паров:

VН2О=0,01·(2 СН4 +m/2 CnHm)+0,0161·a· Vо+1,24· ρго3/кг]

VН2О = 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:

Vг=Vсг+VН2О

Vг=10,012 + 3,188 = 13,204

RО2=VRO2 /Vсг·100%

2=1,056/10,012·100%=10,547%

                    2=10,547 %                                    RО2*=10,8%

О2=VО2/Vсг·100%

О2=0,247/10,012·100%=2,467%

                     О2=2,467%                                            О2*=  2,2%

Характеристический коэффициент топлива:

b=[0,79·(0,21·Vо-VRO2)+g·0,01·N2]/VRO2

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

Похожие материалы

Информация о работе