Тепловой расчет трубчатой печи
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?а дымовых газов, поступающих в конвекционную камеру. Обычно эта температура находится в пределах 700-900оС. Температуру дымовых газов на перевале не рекомендуется чрезмерно повышать, т. к. это может вызвать коксование и прогар радиантных труб.
Тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб это в количестве тепла, передаваемого одному м2 поверхности нагрева в час.
Она определяет эффективность работы радиантных труб. Допустимые значения тепловой напряженности поверхности нагрева радиантных труб ограничивается коксованием и прогаром труб и зависит от конструкции печи, характера нагреваемого продукта, температуры его нагрева и скорости продукта.
Коэффициент прямой отдачи это отношения количества тепла переданного радиантным трубам, к общему полезному теплу, выделенному топливом. Обычно находится в пределах 0,58-0,65. Температура дымовых газов на перевале, тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб и коэффициент прямой отдачи топки тесно связаны между собой.
Коэффициент теплопередачи и тепловая напряженность конвекционных труб. Коэффициент теплопередачи зависит главным образом от скорости движения дымовых газов в камере конвекции: чем выше эта скорость тем больше коэффициент теплопередачи. При естественной тяге с увеличением скорости возрастает необходимая высота дымовой трубы. Для увеличения коэффициента теплопередачи и тепловой напряженности труб рекомендуется по возможности применять меньший диаметр труб и уменьшить расстояние между трубами и число труб в ряду.
Температура отходящих дымовых газов. Если тепло отходящих дымовых газов не используется для подогрева воздуха, то желательно, чтобы их температура была возможно низкой. Но чрезмерное понижение этой температуры увеличивает поверхность нагрева конвекционных труб. Температуру отходящих дымовых газов рекомендуется принимать на 100-150оС выше температуры поступающего в печь продукта.
трубчатый тепловой радиация конвекция
. Расчетная часть
Исходные данные:
Расход полуотбензиненной нефти - 92,28кг/с;
Температура ввода мазута в печь - 250;
Температура на выходе мазута из печи - 365;
Состав топочного газа:
Таблица 1
Состав топочного газа
КомпонентСН4С2Н6С3Н8iС4Н10nC4H10iC5H12nC5H12C6H14Н2SН2Состав, % об3,77,233,115,832,23,41,20,41,51,5
2.1 Расчет процесса горения
Определяем низшую теплоту сгорания топлива Q, кДж/м3 ,по формуле
= 360,33CH4+631,8C2H6+931,8С3Н8+1092,81i-C4H10+1195n-
C4H10+1460,22. .i-C5H12+1460,22 n-C5H12+1870
C6H14+251,2Н2+233,84Н2S, (2.,с 155)
где СH4,С2Н4 и т.д. - содержание соответствующих компонентов в топливе, об.%.
=360,33*3,7 + 631,8 * 7,2 + 931,8 * 33,1 + 1092,8 * 15,8 + 1195 *32,2
+ 1460,22*3,4 + 1460,22 * 1,2 + 1870 * 0,4 + 251,2 * 1,5 + 233,84 * 1,5 =
= 100662,731 кДж/м3
Определяем массовую низшую теплоту сгорания Q, кДж/кг ,по формуле
Q= , (2.,с 155)
где Q- низшая теплота сгорания топлива, кДж/ м3;
?г - плотность топливного газа, кг/м3.
Таблица 2
Пересчет состава топлива в массовых %
КомпонентыМолекулярная масса MiМольная (объемная) доля уiMi уiМассовый %H220,0150,030,06CH4160,0370,5921,20C2H6300,0722,164,38C3H8440,33114,56429,51i-C4H10580,1589,16418,57n- C4H10580,32218,67637,84i-C5H12720,0342,4484,96n-C5H12720,0120,8641,75C6H24860,0040,3440,70H2S340,0150,511,03Итого149,352100,00
Определяем плотность топливного газа ?г ,кг/м3 ,по формуле
кг/м3
кДж/кг
Определяем элементарный состав топлива в массовых %
Содержание углерода
С = , (2.,с 156)
где gi - содержание соответствующего компонента в топливе, масс. %;
ni - число атомов углерода в данном компоненте топлива;
Mi - молекулярная масса любого компонента топлива.
С =1,2*12 +4,38*12*2 +29,51*12*3 +18,57*12*4 + 37,84*12*4 + 4,96*
12*5 +16 30 44 58 58 72+1,75*12*5 +0,7*12*6 = 81,407% масс.72 86
Содержание водорода
Н = , (2.,с 156)
где mi - число атомов водорода в данном компоненте топлива.
Н =1,2*4 + 4,38*6 + 29,51*8 + 18,57*10 + 37,84*10 + 4,96*12 + 1,75*12
+16 30 44 58 58 72 720,7*14 + 0,06*2 + 1,03*2 = 17,620% масс.862 34
Содержание серы
S=1,03*32 =0,973% масс.34
Проверка
С + Н + S = 100% масс.; 81,407+17,620+0,973=100% масс.
Определяем количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа Lо, кг/кг,по формуле
Lо = , (2.,с 156)
где С,Н,S,O - количество кислорода, водорода, кислорода, масс. %.
Lо =0,0267*81,407+0,08*17,62+0,01*0,973 = 15,62 кг/кг 0,23
Определяем действительное количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг газа Lд, кг/кг, по формуле
Lд = ? Lо, (2.,с 156)
где ? - коэффициент избытка воздуха (? = 1,05-1,2 для газообразного топлива),принимаем ? = 1,2.
Lд =1,2*15,62=18,746 кг/кг
Определяем действительный объем воздуха необходимый для сжигания 1 кг топлива ,м3/кг, по формуле
, (2.,с 156)
где Vд - действительный объем воздуха, м3/кг;
?г - плотность газа, кг/м3.
м3/кг
Определяем количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива mi, кг/кг, по формуле
m= 0,0367C; (2.,с 157)
m= 0,09Н;
m=0,23Lo(?-1);
m=0,77 Lo*?;
m=0,02 S.
=0,0367*81,407=2,988 кг/кг
=0,09*17,62=1,586 кг/кг
=0,23*15,62(1,2-1)=0,719 кг/кг
=0,77*15,62*1,2=14,434 кг/кг
=0,02*0,973=0,019 кг/кг
Определяем суммарное количество продуктов сгорания, кг/кг, по формуле
= m+ m+ m+ m+ m (2.,с 157)
=2,298+1,586+0,719+14,434+0,019=19,746 кг/кг
Определяем объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива (при нормальных условиях) Vi, м3/кг, по формуле
V = ; (2.,с 157)
V=;
V=;
V=;
V=.
=2,988+22,4 =1,512 м3/кг 44
1,586+22,4 =1,973 м3/кг 18
0,719+22,4 =0,503 м3/кг 32
14,434+22,4 =11,547 м3/кг 28
0,019+22,4 =0,007 м3/кг 64