курсовая управление технологическим процессом. Литература 67 введение ооо лукойлнижегороднефтеоргсинтез
![]()
|
![]() где ![]() ![]() Рассчитываем плотность газа ρг, кг/м3,по формуле (7): ![]() Рассчитаем плотность газа по формуле (7): ![]() Получим: ![]() Рассчитаем массовую низшую теплоту сгорания по формуле (6): ![]() . Получим: ![]() Рассчитываем элементарный состав топлива в массовых процентах Рассчитываем содержание углерода С, % масс., по формуле (8): ![]() где ![]() ![]() ![]() Рассчитаем содержание углерода по формуле (8): ![]() Получим: C = 68,23 % масс. Рассчитываем содержание водорода H, % масс., по формуле (9): ![]() где ![]() Рассчитаем содержание водорода по формуле (9): ![]() Получим: H = 31,00 % масс. Рассчитываем содержание серы S, % масс., по формуле (10): ![]() Рассчитаем содержание серы по формуле (10): ![]() Получим: S = 0,77 % масс. Проверка: C+H+S=100,00% масс. (11) 68,23+31,00+0,77=100,00% масс. Рассчитываем теоретическое количество воздуха необходимого для сжигания 1кг газа L0, кг/кг, по формуле (12): ![]() где С, H, S, –содержание углерода, водорода, серы, кислорода, %масс. Рассчитаем теоретическое количество воздуха необходимого для сжигания 1кг газа по формуле (12): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем действительное количество воздуха ![]() ![]() где α – коэффициент избытка воздуха, принимаем α = 1,15. Рассчитаем действительное количество воздуха по формуле (13): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем количество продуктов сгорания образующихся при сгорании 1 кг топлива. Рассчитываем количество углекислого газа, образующегося при сгорании 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() где С – содержание углерода, % масс. Рассчитаем количество углекислого газа, образующегося при сгорании 1 кг топлива по формуле (14): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем количество воды, образующейся при сгорании 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() где Н – содержание водорода, % масс. Рассчитаем количество воды, образующейся при сгорании 1 кг топлива по формуле (15): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем количество кислорода, образующегося при сгорании 1 кг топлива ![]() ![]() где L0 –теоретическое количество воздуха необходимое для сжигания 1 кг газа, кг/кг. Рассчитаем количество кислорода, образующегося при сгорании 1 кг топлива по формуле (16): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем количество азота, образующегося при сгорании 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() где Ld –действительное количество воздуха, кг/кг. Рассчитаем количество азота, образующегося при сгорании 1 кг топлива по формуле (17): ![]() ![]() Получим: ![]() Рассчитываем количество оксида серы, образующегося при сгорании 1 кг топлива ![]() ![]() Рассчитаем количество оксида серы, образующегося при сгорании 1 кг топлива по формуле (18): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем суммарное количество продуктов сгорания ![]() ![]() ![]() ![]() Рассчитываем суммарное количество продуктов сгорания по формуле (19): ![]() ![]() Получим: ![]() Рассчитываем объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива. Рассчитываем объемное количество углекислого газа на 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() Рассчитаем объемное количество углекислого газа на 1 кг топлива по формуле (20): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем объемное количество воды на 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() Рассчитаем объемное количество воды на 1 кг топлива по формуле (21): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем объемное количество кислорода на 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() Рассчитаем объемное количество кислорода на 1 кг топлива по формуле (22): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем объемное количество азота на 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() Рассчитаем объемное количество азота на 1 кг топлива по формуле (23): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем объемное количество оксида серы на 1 кг топлива ![]() ![]() ![]() Рассчитаем объемное количество оксида серы на 1 кг топлива по формуле (24): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем суммарный объем продуктов сгорания ![]() ![]() ![]() Рассчитаем суммарный объем продуктов сгорания по формуле (25): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем плотность продуктов сгорания при Т=273К, р=0,1МПа, ρ0, кг/м3, по формуле (26): ![]() где ![]() ![]() Рассчитаем плотность продуктов сгорания при Т=273К, р=0,1МПа по формуле (26): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем энтальпию продуктов сгорания на 1 кг топлива при различных температурах ![]() ![]() ![]() где Т – температура продуктов сгорания, К; mi– масса i–ого компонента; Сi – средняя массовая теплоемкость i–ого компонента, кДж/кг·K. I ![]() I ![]() ·0,6150) Получим: I ![]() I ![]() ·0,6682) Получим: I ![]() I ![]() ·0,7122) Получим: I ![]() I ![]() + 0,02·0,7415 I ![]() I ![]() + 0,02·0,7653) Получим: I ![]() Результаты расчета сводим в таблицу Таблица 11 – Энтальпия продуктов сгорания
На основании практических данных строим график зависимости ![]() 2.4 Расчет КПД печи, ее тепловая нагрузка и расход топлива Рассчитываем КПД печи η, по формуле (28): ![]() где ![]() ![]() Рассчитываем температуру уходящих дымовых газов ![]() ![]() ![]() где ![]() ΔТ– температура дымовых газов, попадающих в конвекционную камеру печи, принимаем 120 K. Рассчитаем температуру уходящих дымовых газов по формуле (29): ![]() Получим: ![]() Определяем потери тепла с уходящими дымовыми газами ![]() ![]() Рассчитаем КПД печи по формуле (28): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем полную тепловую нагрузку печи ![]() ![]() где ![]() Рассчитываем полезное тепло печи ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рассчитываем относительную плотность сырья ![]() ![]() Рассчитаем относительную плотность сырья по формуле (32): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем энтальпию сырья I(i), кДж/кг, по формуле (33): I(i)= ![]() где I(i)max–максимальная энтальпия при минимальной плотности, кДж/кг; I(i)min–минимальная энтальпия при максимальной плотности, кДж/кг. ∆=(0,900-0,851)·1000.. ![]() Рассчитываем энтальпию сырья на входе в печь iT1, кДж/кг, по формуле (33): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем энтальпию сырья на выходе из печи iT2, кДж/кг, по формуле (33): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем значения приведенного давления Pпр по формуле (34): ![]() Рассчитываем значения приведенной температуры Тпр по формуле (35): ![]() где Ркр критическое давление, МПа; Ткр критическая температура, К. Таблица 12 − Данные для нахождения энтальпий циркулирующего водородсодержащего газа на входе в печь при Т = 573К (t = 300°C) и P = = 4,0 МПа
Таблица 13 − Данные для нахождения энтальпий циркулирующего водородсодержащего газа на выходе из печи при Т = 638К (t = 365°C) и P = 3,95 МПа
Рассчитаем полезное тепло печи по формуле (31): ![]() ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем часовой расход топлива В, кг/ч, по формуле (36): ![]() где Qпол –полезное тепло печи, кДж/ч; ![]() ![]() Рассчитаем часовой расход топлива по формуле (36): ![]() ![]() Получим: ![]() В=0,14 кг/с. 2.5 Расчет камеры радиации и камеры конвекции Расчет камеры радиации Задаемся температурой дымовых газов над перевальной стенкой ![]() ![]() Tn=1073K. Рассчитываем среднюю теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг топлива при ![]() ![]() где c ![]() ![]() ![]() ![]() Рассчитаем среднюю теплоемкость продуктов сгорания на 1 кг топлива при 800˚С по формуле (37): ![]() ![]() Получим: ![]() Рассчитываем максимальную расчетную температуру горения tmax, °С, по формуле (38): ![]() где ![]() ![]() ![]() Рассчитаем максимальную расчетную температуру горения по формуле (38): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем количество тепла, воспринимаемого сырьем через радиантные трубы ![]() ![]() где ![]() Itn=21216 кДж/кг. Рассчитаем количество тепла, воспринимаемого сырьем через радиантные трубы по формуле (39): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем тепло воспринимаемое сырьём через конвекционные трубы Qк, кВт, по формуле (40): ![]() где ![]() ![]() Рассчитаем тепло воспринимаемое сырьём через конвекционные трубы по формуле (40): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем энтальпию сырья на входе в радиантные трубы Iк, кДж/кг, по формуле (41): ![]() где ![]() ![]() ![]() Рассчитаем энтальпию сырья на входе в радиантные трубы по формуле (41): ![]() Получим: ![]() Этой энтальпии соответствует температура сырья на входе в радиантные трубы tк,°С Tк = 587 K. tк = 314 °C. Рассчитываем среднюю температуру наружной поверхности радиантных труб, tср.т., ºС, по формуле (42): ![]() где ![]() ![]() Рассчитаем среднюю температуру наружной поверхности радиантных труб по формуле (42): ![]() Получим: ![]() Тср.т.=633 К. Рассчитываем общее количество тепла, вносимого в топку одним топливом ![]() ![]() Рассчитаем общее количество тепла, вносимого в топку одним топливом по формуле (43): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем предварительное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности HS, м2, по формуле (44): ![]() где ![]() ![]() ![]() Рассчитаем предварительное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности по формуле (44): ![]() Получим: ![]() Задаемся степенью экранирования кладки, принимаем ![]() Рассчитываем эффективную лучевоспринимающую поверхность Hл, м2, по формуле (45): ![]() где ![]() ![]() Рассчитаем эффективную лучевоспринимающую поверхность по формуле (45): ![]() ![]() Получим: ![]() Рассчитываем размер экранированной плоской поверхности, заменяющей трубы Н, ![]() ![]() где К – фактор формы для однородного экрана, принимаем К=0,87. Рассчитаем размер экранированной плоской поверхности, заменяющей трубы по формуле (46): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем поверхность радиантных труб всей печи ![]() ![]() Рассчитаем поверхность радиантных труб всей печи по формуле (47): ![]() ![]() Получим: ![]() ![]() Поверочный расчет камеры радиации Рассчитываем размер неэкранированной поверхности кладки F, м2, по формуле (48): ![]() Рассчитаем размер неэкранированной поверхности кладки по формуле (48): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем более точное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности Hs, м2, по формуле (49): ![]() где Ɛv– степень черноты поглощающей среды; φ(T)– принимается равной 0,8–0,85; ƐH, ƐF– степень черноты экрана и кладки печи ![]() β– степень черноты поглощения. Рассчитываем степень черноты поглощения β по формуле (50): ![]() где ![]() ![]() Рассчитываем степень черноты поглощения Ɛv по формуле (51): ![]() где α – коэффициент избытка воздуха. Рассчитаем степень черноты поглощения по формуле (51): ![]() Получим: ![]() Рассчитаем степень черноты поглощения по формуле (50): ![]() Получим: ![]() Рассчитаем более точное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности по формуле (49): . ![]() ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией, от дымовых газов к радиантным трубам ɑк, Вт/(м2·К), по формуле (52): ![]() Рассчитываем коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией, от дымовых газов к радиантным трубам по формуле (52): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем температурную поправку теплопередачи в топке ΔТ, К, по формуле (53): ![]() где СS – постоянное излучение абсолютно черного тела СS = 5,67 Вт/м2К. Рассчитаем температурную поправку теплопередачи в топке по формуле (53): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем аргумент излучения x по формуле (54): ![]() Рассчитаем аргумент излучения по формуле (54): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем уточненную температуру дымовых газов над перевальной стенкой Tп, К, по формуле (55): ![]() Рассчитаем уточненную температуру дымовых газов над перевальной стенкой по формуле (55): ![]() Получим: ![]() tn = 792,83 °С. Рассчитываем коэффициент прямой отдачи μ по формуле (56): ![]() где ![]() Рассчитаем коэффициент прямой отдачи по формуле (56): ![]() Получим: ![]() Рассчитываем количество тепла, полученного радиантными трубами Qp, кВт, по формуле (57): ![]() Рассчитаем количество тепла, полученного радиантными трубами по формуле (57): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем тепловую напряженность радиантных труб qр.тр , кВт/м ![]() формуле (58): ![]() Рассчитаем тепловую напряженность радиантных труб по формуле (58): ![]() Получим: ![]() ![]() Рассчитываем полезную поверхность одной трубы Fтр, м2, по формуле (59): ![]() где d– диаметр трубы печи, м; l – длина одной трубы, м. Рассчитаем полезную поверхность одной трубы по формуле (59): ![]() ![]() ![]() Получим: ![]() Рассчитываем число труб в радиантной камере nр, шт, по формуле (60): ![]() (60) Рассчитаем число труб в радиантной камере по формуле (60): ![]() Получим: ![]() Расчет камеры конвекции Рассчитываем тепловую нагрузку камеры конвекции Qк, кВт, по формуле (61): ![]() Рассчитаем тепловую нагрузку камеры конвекции по формуле (61): Qк= 8316,55 – 7077,05. Получим: Qк =1239,50 кВт. Рассчитываем энтальпию сырья при входе в радиантные трубы (на выходе из конвекционных труб) Iк, кДж/кг, по формуле (62): ![]() где ![]() |