нагревательные печи. Курсовой проект
 Скачать 1.48 Mb.
|
2.2 Тепловой баланс трубчатой печи. Расчет коэффициента полезного действия и расхода топливаЦелью данного этапа является расчет КПД, расхода топлива, теплопроизводительность трубчатой печи (полная тепловая нагрузка) значение, которой необходимо для выбора типоразмера печи. Согласно закону сохранения энергии уравнения теплового баланса для трубчатой печи выглядит так:  , (13)где  - статьи прихода и расхода тепла соответственно, кДж/кг.Расчет теплового баланса ведется на 1 кг топлива. Статьи расхода тепла:  , (14)где  - соответственно полезно воспринятое в печи сырьем, теряемое с уходящими из печи дымовыми газами, теряемое в окружающую среду тепло, кДж/кг.Статьи прихода тепла:  , (15)где  - теплоемкости топлива, воздуха, форсуночного водяного пара соответственно, кДж/кг; - температуры топлива, воздуха, форсуночного водяного пара соответственно,°С. Итак, уравнение теплового баланса запишется в следующем виде:  (16)(17) Откуда определяется коэффициент полезного действия трубчатой печи:  , (18)где  - соответственно потери тепла с уходящими дымовыми газами и потери тепла в окружающую среду в долях от низшей теплотворной способности топлива.Потери тепла в окружающую среду составляют 5%. Температура уходящих дымовых газов,°С:  , (19)где  - температура нагреваемого продукта на входе в печь,°С - разность температур теплоносителей на входе сырья в змеевик камеры конвекции,°С. °С; К.При естественной тяге в печи не должна быть меньше 250°С. Расчет продуктов сгорания на 1 кг топлива при заданной температуре производится по формуле:  , (20)где  - температура продуктов сгорания, К; - средние массовые теплоемкости продуктов сгорания,  Значения средних массовых теплоемкостей продуктов сгорания находятся методом интерполяции [1, стр. 7, таблица 2].   Расчет полезной тепловой нагрузки трубчатой печи:  , (21)где  - производительность печи по сырью, кг/ч; ,  , - соответственно теплосодержание паровой и жидкой фазы при температуре, жидкой фазы (сырья) при температуре, кДж/кг; - доля отгона сырья на выходе из змеевика трубчатой печи.Теплосодержание паров нефтепродуктов определяется по уравнению:  , (22)где  - температура, при которой определяется теплосодержание нагреваемого продукта,°С. кДж/кг.Теплосодержание жидких нефтепродуктов определяется по уравнению:  ; (23) кДж/кг; ; (24) кДж/кг; кДж/ч.Определение полной тепловой нагрузки печи:  ; (25) кДж/ч.Часовой расход топлива рассчитывается по формуле:  ; (26) кг/ч.Выводы: Были рассчитаны: коэффициент полезного действия трубчатой печи  ,- полезная тепловая нагрузка печи  =91744606,25кДж/ч,часовой расход топлива В=2796,33 кг/ч необходимый для работы печи в заданном режиме, с учетом потерь тепла в окружающую среду через неплотности и с уходящими дымовыми газами. Коэффициент полезного действия удовлетворяет пределу значений КПД для трубчатых печей (от 0,65 до 0,85). Обычно температуру уходящих из печи дымовых газов рекомендуется принимать на 100-150°С выше температуры сырья, поступающего в конвекционную часть печи. В данной работе температура уходящих газов равна = 270°С. Разность температуры сырья, поступающего в камеру конвекции намного больше температуры отходящих дымовых газов, это способствует более эффективной передаче тепла в камере конвекции и, следовательно, требуется меньшая поверхность конвекционных труб. Результаты расчетов сведены в таблицу 2. Таблица 2. Тепловой баланс трубчатой печи
| ||||||||||||