курсовое проектирование. энерготехкурс. Некоторые положения эксергетического анализа. Другие методы расчета эксергии
 Скачать 0.96 Mb.
|
|
Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата Эксергия топлива с достаточной для приближенных практических расчетов точностью может быть принята равной низшей теплоте сгорания топлива , кДж/м3. Эксергия теплоты продуктов сгорания топлива, образующихся в топке котла а. с воздухоподогревателем , кДж/м3. где - температура окружающего воздуха, ; - калориметрическая температура горения, ; б. без воздухоподогревателя ,  .Потери при адиабатном горении (без учета потери эксергии за счет теплообмена топки с окружающей средой) а. с воздухоподогревателем , кДж/м3. б. без воздухоподогревателя , кДж/м3. или в % а. с воздухоподогревателем  , %.б. без воздухоподогревателя  , %.Определяем уменьшение эксергия продуктов сгорания за счет [1] теплообмена в нагревательно – испарительной части котла. а. с воздухоподогревателем  , кДж/м3.б. без воздухоподогревателя  , кДж/м3.Приращение эксергии в процессе превращения воды в перегретый пар а. с воздухоподогревателем  , кДж/м3.б. без воздухоподогревателя   кДж/м3.или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . где - удельная энтропия перегретого пара и питательной воды, определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара Потеря эксергии от теплообмена по водопаровому тракту а. с воздухоподогревателем , кДж/м3. б. без воздухоподогревателя , кДж/м3. или в % а. с воздухоподогревателем  , .б. без воздухоподогревателя  , .Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счет теплообмена в воздухоподогревателе  , кДж/м3.Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе  , кДж/м3.Потеря эксергии за счет теплообмена в воздухоподогревателе , кДж/м3. или в %  ,. Составим эксергетический баланс котельного агрегата и определим эксергию уходящих газов а. с воздухоподогревателем , Отсюда   кДж/м3.б. без воздухоподогревателя [1] , Отсюда  , кДж/м3.или в % а. с воздухоподогревателем , . б. без воздухоподогревателя , . Определим среднетермодинамическую температуру при теплоподводе ,  .Эксергетический КПД котельного агрегата, оценим через среднетермодинамическую температуру при тепловоде а. с воздухоподогревателем ,  .б. без воздухоподогревателя  , .Диаграмма потоков эксергии котельного агрегата  Диаграмма Грассмана – Шаргута для эксергетического баланса котельного агрегата Тепловой расчет котла – утилизатора. Расход газов через котел – утилизатор , кДж/м3. где - объем газов; - часовой расход топлива без воздухоподогревателя; По расходу газов через котел – утилизатор выбираем по каталогу его тип – КУ-40. ; ; ; где - наружный диаметр дымогарных труб; - внутренний диаметр дымогарных труб; - число дымогарных труб; Определяем среднюю температуру продуктов сгорания в котле – утилизаторе , °С. Выписываем теплофизические свойства продуктов сгорания при ; ; ; Вычисляем площадь поперечного (“живого”) сечения дымогарных труб , . Определяем скорость газов в дымогарных трубах ,  м/с.Условие выполняется, так как рекомендуемая скорость газов от до . По скорости газов в дымогарных трубах выбираем котел утилизатор. В данном случае нам подходит 2 котла - утилизатора КУ-40. Расчет поверхности теплообмена котла – утилизатора Коэффициент теплоотдачи газов к стенкам дымогарных труб.  , Вт/(м2*К).где и - поправочные коэффициенты; [1] - при охлаждении; ; при ; - условие выполняется. Коэффициент теплопередачи от газов к воде через дымогарные трубы испарительной части котла – утилизатора ,  .где - коэффициент загрязнения поверхности нагрева; Теплота, отданная газами в котле – утилизаторе  , кДж/с.Выписываем из технической характеристики котла – утилизатора параметры получаемого пара (перегретого), питательной воды и давление в котле утилизаторе ; ; ; где - температура перегретого пара; - температура питательной воды; - давление в котле – утилизаторе; Из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара определяем параметры пара при и ; и питательной воды при и ; , , hПП=2942,8 ; hПВ=210,2 Паропроизводительность котла – утилизатора при 5% потерях теплоты в окружающую среду а. в случае получения перегретого пара ,  кг/с.Температура газов на входе в нагревательный участок определяется из теплового баланса последнего  ,Отсюда  , °С.где - КПД котла – утилизатора, ; - теплоемкость воды, равная  ;Температура газов на выходе из участка перегрева определяется по уравнению теплового баланса участка (при получении перегретого пара)  ,Отсюда  , °С.Средний температурный напор а. нагревательного участка  , °С.б. испарительного участка  , °С.в. участка перегрева [1]  , °С.Поверхность нагрева котла – утилизатора а. нагревательного участка  , м2.б. испарительного участка ,  м2.где - теплота парообразования, определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения пара при ; в. участка перегрева  , м2.Общая поверхность нагрева котла – утилизатора , м2. Длина труб  , м.где - число котлов – утилизаторов; Термодинамическая эффективность работы котла – утилизатора Уменьшение эксергии продуктов сгорания в котле – утилизаторе [1]  , кДж/с.Приращение эксергии пара, образующегося в котле – утилизаторе а. в случае получения перегретого пара  , кДж/с.Потери эксергии в котле – утилизаторе , кДж/с. Эксергетический КПД котла – утилизатора , . Графическая зависимость по исследовательской задаче Используя аналитические выражения построить зависимость влияния температуры окружающего воздуха t0 (t0=0…250 °С с шагом 50 °С) на КПД брутто котельного агрегата. Расчетные формулы:  , ,q3=2.8%. ; q5=1,28% ;  Составим таблицу:
 Графическая зависимость по исследовательской задаче |