Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Тепловой баланс воздухоподогревателя



 

Атмосферный воздух с температурой t°в-х поступает в аппарат, где нагревается до температуры tхв-х за счет теплоты дымовых газов.

Расход воздуха, кг/с определяется исходя их необходимого количества топлива:

 

 

где В - расход топлива, кг/с;

L - действительный расход воздуха для сжигания 1 кг топлива, кг/кг,

 

 кг/с.

 

Дымовые газы, отдавая свою теплоту, охлаждаются от tдгЗ = tдг2 до tдг4.

Тепловой поток, отданный дымовыми газами, Вт:

 

=

 

где H3 и H4 - энтальпии дымовых газов при температурах tдг3 и tдг4 соответственно, кДж/кг,

 

Вт.

 

Тепловой поток, воспринятый воздухом, Вт:

 

 


где св-х - средняя удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг К);

0, 97 - КПД воздухоподогревателя,

 

Вт.

 

Конечная температура воздуха (tхв-х) определяется из уравнения теплового баланса:

 

К.

 


Тепловой баланс КТАНа

 

После воздухоподогревателя дымовые газы поступают в контактный аппарат с активной насадкой (КТАН), где их температура снижается от tдг5 = tдг4 до температуры tдг6 = 60 °С.

Съем теплоты дымовых газов осуществляется двумя раздельными потоками воды. Один поток вступает в непосредственный контакт с дымовыми газами, а другой обмени-вается с ними теплотой через стенку змеевика.

Тепловой поток, отданный дымовыми газами, Вт:

 

 

где H5 и H6 - энтальпии дымовых газов при температуре tдг5 и tдг6 соответственно, кДж/кг,

 

 Вт.

 

Количество охлаждающей воды (суммарное), кг/с, определяется из уравнения теплового баланса:

 

 

где η - КПД КТАНа, η =0, 9,

 

кг/с.

 


Тепловой поток, воспринятый охлаждающей водой, Вт:

 

 

где Gвода - расход охлаждающей воды, кг/с:

свода - удельная теплоемкость воды, 4, 19 кДж/(кг К);

tнвода и tквода - температура воды на входе и выходе из КТАНа соответственно,

 

Вт.

 


Расчет коэффициента полезного действия теплоутилизационной установки

 

При определении величины КПД синтезированной системы (η ту) используется традиционный подход.

Расчет КПД теплоутилизационной установки осуществляется по формуле:

 

 


Эксергетическая оценка системы «печь - котел-утилизатор»

 

Эксергетический метод анализа энерготехнологических систем позволяет наиболее объективно и качественно оценить энергетические потери, которые никак не выявляются при обычной оценке с помощью первого закона термодинамики. В качестве критерия оценки в рассматриваемом случае используется эксергетический КПД, который определяется как отношение отведенной эксергии к эксергии подведенной в систему:

 

 

где Еподв - эксергия топлива, МДж/кг;

Еотв - эксергия, воспринятая потоком водяного пара в печи и котле-утилизаторе.

В случае газообразного топлива подведенная эксергия складывается из эксергии топлива (Еподв1) и эксергии воздуха (Еподв2):

 

 кДж/кг;

 

где Нн и Но - энтальпии воздуха при температуре входа в топку печи и температуре окру-жающей среды соответственно, кДж/кг;

То - 298 К (25 °С);

Δ S - изменение энтропии воздуха, кДж/(кг К).


В большинстве случаев величиной эксергии воздуха можно пренебречь, то есть:

 

 кДж/кг.

 

Отведенная эксергия для рассматриваемой системы складывается из эксергии, воспринятой водяным паром в печи (Еотв1), и эксергии, воспринятой водяным паром в КУ (Еотв2).

Для потока водяного пара, нагреваемого в печи:

 

Дж/кг.

 

где G - расход пара в печи, кг/с;

Нвп1 и Нвп2 - энтальпии водяного пара на входе и выходе из печи соответственно, кДж/кг;

Δ Sвп — изменение энтропии водяного пара, кДж/(кг К).

Для потока водяного пара, получаемого в КУ:

 

Дж/кг,

 

где Gn - расход пара в КУ, кг/с;

hквп - энтальпия насыщенного водяного пара на выходе из КУ, кДж/кг;

hнв - энтальпия питательной воды на входе в КУ, кДж/кг.

Еотв = Еотв1 + Еотв2,

Еотв = 1965, 8 + 296, 3 = 2262, 1 Дж/кг.


Заключение

 

Проведя расчет по предложенной установке (утилизации теплоты отходящих газов технологической печи) можно сделать вывод, что при данном составе топлива, производительности печи по водяному пару, другим показателям - величина КПД синтезированной системы высокая, таким образом - установка эффективна; это показала также и эксергетическая оценка системы «печь – котел-утилизатор», однако по энергетическим затратам установка оставляет желать лучшего и требует доработки.


Список использованной литературы

1. Хараз Д. И. Пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах / Д. И. Хараз, Б. И. Псахис. – М.: Химия, 1984. – 224 с.

2. Скобло А. И. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / А. И. Скобло, И. А. Трегубова, Ю. К., Молоканов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1982. – 584 с.

3. Павлов К. Ф.Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. Пособие для вузов / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков; Под ред. П. Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.


Приложение

Рис. 1

 

Рис. 2


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-10-04; Просмотров: 182; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.026 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь