Теплотехнічні процеси і установки

Теплотехнічні процеси і установки

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Кафедра ТТФ

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни

"Теплотехнічні процеси і установки"

Суми 2010

Зміст

1. Умова задачі

2. Вихідні дані

3. Розрахунок

4. Список літератури

1. Умова задачі

Задане паливо і продуктивність парогенератора . Визначити склад робочого палива і його нижчу теплоту згорання , тип топкового пристрою і його основні розміри, коефіцієнт надлишку повітря в топці  і на виході з парогенератора , об’єм продуктів згорання (теоретичний і дійсний), теоретичну температуру горіння та ентальпію відхідних газів при завданих температурі  і кількості присосів повітря за газовим трактом . Вихідні дані взяти з таблиці 1.

Визначити втрати тепла з відхідними газами , скласти тепловий баланс парогенератора і підрахувати його ККД (брутто). Визначити годинну витрату природного і умовного палива, видиму випарність палива (безперервною продувкою знехтувати). Параметри "гострої" пари після парогенератора( і ) та температуру живильної води  взяти з таблиці 2.

Розрахувати тягодуттьову установку для парогенератора та визначити висоту і діаметр димаря при природній тязі.

Визначити також теплові навантаження топкового об’єму і поверхні теплообміну конвективних елементів парогенератора (пароперегрівника, водяного економайзера та повітропідігрівника).

Температури холодного та гарячого повітря і параметри топки взяти з таблиці 2. Відповісти на запитання: як зміниться годинна витрата природного палива, якщо в розрахунки ввести безперервну продувку в кількості ?

2. Вихідні дані

Таблиця 1

Таблиця 2

3. Розрахунок

За довідковою таблицею твердих палив (додаток 6) знаходимо горючу масу палива % :

; ; ; ; ; ; ; ;

Для визначення складу робочого палива при перерахунку з сухої маси використовуємо множник

 ,

тоді

При перерахунку з горючої маси множник

 ,

тоді склад робочого палива буде такий:

Всього

Визначимо теоретичну кількість повітря, потрібну для спалювання 1 кг вугілля:

За наближеною формулою

Теоретичний об’єм продуктів згорання

Дійсний об’єм продуктів згорання (при )

,

де

Вміст кисню в газах

Всього

Перевіримо нижчу теплоту згорання робочого палива за формулою Д.І.Менделеєва

Визначимо ентальпію теоретичної кількості повітря і продуктів згорання за формулами

 та

,

в яких мольні ентальпію газів взяті за таблицею (додаток В) при , :

; ; ; ;

Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :

; ; ;

Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :

; ; ; ;

Ентальпія продуктів згорання при

При  мольні ентальпію газів, :

; ; ; ;

Ентальпія продуктів згорання при

Будуємо  діаграму

Рисунок 1

Визначимо ентальпію відхідних газів

,

де мольні ентальпію газів взяті за таблицею (додаток В)

при , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

При , : ; ; ; ;

Будуємо графік

Рисунок 2

З графіка  при

Визначаємо ентальпію теоретично потрібного холодного повітря:

,

За таблицею (додаток Ж) беремо .

Коефіцієнт надлишку повітря у вихідних газах

Невикористане тепло відхідних газів

,

де  і  - ентальпію відхідних газів і теоретично потрібного холодного повітря.

або

Втрати тепла від хімічної неповноти згорання за табл. (додаток Ж) , від зовнішнього охолодження , тоді використане тепло в парогенераторі за балансом

Коефіцієнт використання тепла палива в парогенераторі

Ентальпію гострої пари при  і  знаходимо за діаграмою Молье , ентальпію живильної води дорівнює

Дійсна витрата палива

Ентальпія гарячого повітря при теоретично необхідній кількості його

Повне тепловиділення в топці

Ентальпію газів на виході з топки при  і  можна визначити за допомогою діаграми  для продуктів згорання (рис. 1) або за рівнянням

,

де

Втрати від зовнішнього охолодження топки при  для топки беруть , тоді коефіцієнт, що враховує теплообмін топки з довкіллям

Кількість тепла, яку сприймають радіаційні поверхні нагріву в топці

Розрахункова витрата палива при

Теоретичну температуру горіння палива можна визначити з рівняння тепловиділення в топці методом послідовних наближень або діаграмою  продуктів згорання, звідки маємо .

Кількість підведеного тепла в пароперегрівнику (у процесі перегріву пари)

,

де  - ентальпію сухої насиченої пари при тиску , за табл. (додаток Г)

При  коефіцієнт, що враховує теплообмін пароперегрівника з довкіллям, дорівнює

Ентальпія газів на виході газоходу пароперегрівника

Температуру газів за пароперегрівником при

 і

визначаємо за діаграмою , побудованою для

заданого складу палива, .

Температуру насиченої пари при  візьмемо з таблиць водяної пари .

Середній температурний напір у пароперегрівнику

Поверхня нагріву пароперегрівника з рівняння теплопередачі

Список літератури

1. Риквин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник, таблицы. Энергоатомиздат. Москва 1984.