ความหนาแน่นของก๊าซไอเสียเป็นหน้าที่ของอุณหภูมิ ลักษณะทางอุณหพลศาสตร์และสมบัติของก๊าซ สมดุลความร้อนของ ktana
คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของก๊าซที่จำเป็นสำหรับการคำนวณการพึ่งพาพารามิเตอร์ต่างๆ เกี่ยวกับอุณหภูมิของตัวกลางที่เป็นก๊าซที่กำหนด สามารถกำหนดได้บนพื้นฐานของค่าที่ระบุในตาราง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขึ้นต่อกันที่ระบุสำหรับความจุความร้อนนั้นได้มาในรูปแบบ:
C psm = a -1/ NS,
ที่ไหน NS = 1,3615803; NS = 7,0065648; ค = 0,0053034712; NS = 20,761095;
C psm = a + bT sm + cT 2 sm,
ที่ไหน NS = 0,94426057; NS = 0,00035133267; ค = -0,0000000539.
การพึ่งพาอาศัยกันครั้งแรกนั้นดีกว่าในแง่ของความแม่นยำในการประมาณ การขึ้นต่อกันครั้งที่สองสามารถนำมาใช้ในการคำนวณความแม่นยำที่ต่ำกว่าได้
พารามิเตอร์ทางกายภาพ ก๊าซไอเสีย
(ที่ พี = 0.0981 MPa; NS CO2 = 0.13; NS H2O = 0.11; NS N2 = 0.76)
NS, ° С | γ, นิวตัน -3 | กับพี่, W (ม. 2 ° C) -1 | λ · 10 2, W (m · K) -1 | NS· 10 6, ม. 2 · ส -1 | μ · 10 6, ปา · ส | วี· 10 6, ม. 2 · ส -1 | ปรือ |
12,704 | 1,04 | 2,28 | 16,89 | 15,78 | 12,20 | 0,72 | |
9,320 | 1,07 | 3,13 | 30,83 | 20,39 | 21,54 | 0,69 | |
7,338 | 1,10 | 4,01 | 48,89 | 24,50 | 32,80 | 0,67 | |
6,053 | 1,12 | 4,84 | 69,89 | 28,23 | 45,81 | 0,65 | |
5,150 | 1,15 | 5,70 | 94,28 | 31,69 | 60,38 | 0,64 | |
4,483 | 1,18 | 6,56 | 121,14 | 34,85 | 76,30 | 0,63 | |
3,973 | 1,21 | 7,42 | 150,89 | 37,87 | 93,61 | 0,62 | |
3,561 | 1,24 | 8,27 | 183,81 | 40,69 | 112,10 | 0,61 | |
3,237 | 1,26 | 9,15 | 219,69 | 43,38 | 131,80 | 0,60 | |
2,953 | 1,29 | 10,01 | 257,97 | 45,91 | 152,50 | 0,59 | |
2,698 | 1,31 | 10,90 | 303,36 | 48,36 | 174,30 | 0,58 | |
2,521 | 1,32 | 11,75 | 345,47 | 40,90 | 197,10 | 0,57 | |
2,354 | 1,34 | 12,62 | 392,42 | 52,99 | 221,00 | 0,56 |
ภาคผนวก 3
(อ้างอิง)
การซึมผ่านของอากาศและควันของท่ออากาศและวาล์ว
1. เพื่อตรวจสอบการรั่วไหลหรือการรั่วไหลของอากาศที่เกี่ยวข้องกับท่อระบายอากาศของระบบควบคุมควัน สามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้โดยการประมาณข้อมูลตาราง:
สำหรับท่ออากาศคลาส H (ในช่วงแรงดัน 0.2 - 1.4 kPa): ΔL = NS(NS - NS)กับ, ที่ไหน ΔL- การรั่วไหลของอากาศ (รั่ว), m 3 / m 2 · h; NS- ความดัน kPa; NS = 10,752331; NS = 0,0069397038; กับ = 0,66419906;
สำหรับท่ออากาศคลาส P (ในช่วงแรงดัน 0.2 - 5.0 kPa): โดยที่ ก = 0,00913545; ข =-3.1647682 x 10 8; ค =-1.2724412 x 10 9; ง = 0,68424233.
2. สำหรับแดมเปอร์แบบปิดตามปกติสำหรับการผจญเพลิง ค่าตัวเลขของคุณสมบัติจำเพาะของการต้านทานควันและการซึมผ่านของก๊าซ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแก๊ส สอดคล้องกับข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดสอบการทนไฟของผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ฐานการทดลองของ VNIIPO:
1. บทบัญญัติทั่วไป... 2 2. ข้อมูลเบื้องต้น 3 3. ระบายอากาศควันไอเสีย. 4 3.1. การกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้โดยตรงจากห้องเผาไหม้ 4 3.2. การกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ออกจากห้องที่อยู่ติดกับห้องเผาไหม้ 7 4. จัดหาการระบายอากาศควัน 9 4.1. แหล่งจ่ายอากาศใน บันได... 9 4.2. แหล่งจ่ายอากาศใน เพลายก.. 14 4.3. ระบบจ่ายลมเข้าล็อคด้นหน้า .. 16 4.4. ชดเชยการจ่ายอากาศ 17 5. ข้อมูลจำเพาะอุปกรณ์. 17 5.1. อุปกรณ์สำหรับระบบระบายอากาศควันไอเสีย 17 5.2. อุปกรณ์สำหรับจัดหาระบบระบายอากาศควัน 21 6. โหมดควบคุมอัคคีภัย 21 เอกสารอ้างอิง .. 22 ภาคผนวก 1. การกำหนดพารามิเตอร์หลักของภาระไฟของอาคาร 22 ภาคผนวก 2 คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของก๊าซไอเสีย 24 ภาคผนวก 3 การซึมผ่านของอากาศและควันของท่ออากาศและวาล์ว 25 |
ความร้อนจากการเผาไหม้ ค่าความร้อนสุทธิของเชื้อเพลิงก๊าซแห้ง Qf แตกต่างกันไปตั้งแต่ 4 ถึง 47 MJ / m3 และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ - อัตราส่วนและคุณภาพของสารที่ติดไฟได้และไม่ติดไฟ
ส่วนประกอบ ค่า Qf ที่น้อยที่สุดคือก๊าซจากเตาหลอมเหลว ซึ่งมีองค์ประกอบเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 30% ของก๊าซที่ติดไฟได้ (ส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ CO) และประมาณ 60% จากไนโตรเจน N2 ที่ไม่ติดไฟ ยิ่ง
ค่า Qf สำหรับก๊าซที่เกี่ยวข้อง ซึ่งองค์ประกอบมีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาณไฮโดรคาร์บอนหนักที่เพิ่มขึ้น ความร้อนจากการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติจะผันผวนในช่วงแคบ Qf = 35.5 ... 37.5 MJ / m3
ความร้อนต่ำสุดของการเผาไหม้ของก๊าซแต่ละตัวที่ประกอบเป็นเชื้อเพลิงก๊าซแสดงไว้ในตาราง 3.2. สำหรับวิธีการกำหนดค่าความร้อนของเชื้อเพลิงก๊าซ ดูหัวข้อที่ 3
ความหนาแน่น. แยกแยะระหว่างความหนาแน่นสัมบูรณ์และความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซ
ความหนาแน่นของก๊าซสัมบูรณ์ pg, kg / m3 คือมวลของก๊าซต่อ 1 m3 ของปริมาตรที่ก๊าซนี้ครอบครอง เมื่อคำนวณความหนาแน่นของก๊าซแต่ละตัว ปริมาตรของหน่วยกิโลโมลจะเท่ากับ 22.41 ลูกบาศก์เมตร (สำหรับก๊าซในอุดมคติ)
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซ Rotn คืออัตราส่วนของความหนาแน่นสัมบูรณ์ของก๊าซภายใต้สภาวะปกติและความหนาแน่นของอากาศเท่ากัน:
Ротн = Рг / Рв = Рг / 1.293, (6.1)
โดยที่ pg, pE - ความหนาแน่นสัมบูรณ์ของก๊าซและอากาศตามลำดับภายใต้สภาวะปกติ kg / m3 ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซมักใช้เพื่อเปรียบเทียบก๊าซที่ต่างกัน
ค่าความหนาแน่นสัมบูรณ์และสัมพัทธ์ของก๊าซอย่างง่ายแสดงไว้ในตาราง 6.1.
ความหนาแน่นของส่วนผสมของก๊าซ pjM, kg / m3 ถูกกำหนดบนพื้นฐานของกฎการเติมซึ่งคุณสมบัติของก๊าซจะถูกสรุปตามเศษส่วนของปริมาตรในส่วนผสม:
โดยที่ Xj คือปริมาตรของก๊าซที่ 7 ในเชื้อเพลิง%; (หน้า); คือความหนาแน่นของก๊าซ j-th ที่รวมอยู่ในเชื้อเพลิง kg / m3; n คือจำนวนก๊าซแต่ละตัวในเชื้อเพลิง
ค่าความหนาแน่นของเชื้อเพลิงก๊าซแสดงไว้ในตาราง ก.5.
ความหนาแน่นของก๊าซ p, kg / m3 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร
โดยที่ p0 คือความหนาแน่นของก๊าซภายใต้สภาวะปกติ (T0 = 273 K และ p0 = 101.3 kPa), kg / m3; p และ T - ตามลำดับ ความดันจริง kPa และอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ K
เชื้อเพลิงก๊าซเกือบทุกชนิดมีน้ำหนักเบากว่าอากาศ ดังนั้นเมื่อมีการรั่วไหล ก๊าซจะสะสมอยู่ใต้เพดาน เพื่อความปลอดภัย ก่อนเริ่มหม้อไอน้ำ จำเป็นต้องตรวจสอบว่าไม่มีก๊าซในบริเวณที่อาจเกิดการสะสมมากที่สุด
ความหนืดของก๊าซจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิก p, Pa-s สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ Sezer-Land เชิงประจักษ์
ตาราง 6.1
ลักษณะของส่วนประกอบเชื้อเพลิงก๊าซ (ที่ t - О ° C chr = 101.3 kPa)
เคมี |
มวลกราม M, |
ความหนาแน่น |
เข้มข้น |
||
ชื่อแก๊ส |
แอบโซลูท |
ญาติ |
ขีด จำกัด การจุดระเบิดของซิโอนิกของก๊าซผสมกับอากาศ% |
||
ก๊าซไวไฟ |
|||||
โพรพิลีน |
|||||
คาร์บอนมอนอกไซด์ |
|||||
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ |
|||||
ก๊าซที่ไม่ติดไฟ |
|||||
คาร์บอนไดออกไซด์ |
|||||
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ |
|||||
ออกซิเจน |
|||||
อากาศของบรรยากาศ |
|||||
ไอน้ำ |
โดยที่ p0 คือสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซภายใต้สภาวะปกติ (G0 = 273 K และ p0 - 101.3 kPa), Pa-s; T คืออุณหภูมิก๊าซสัมบูรณ์ K; C เป็นสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ K นำมาตามตาราง 6.2.
สำหรับส่วนผสมของก๊าซ ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกสามารถกำหนดโดยประมาณได้จากค่าความหนืดของส่วนประกอบแต่ละส่วน:
โดยที่ gj คือเศษส่วนมวลของก๊าซ j-th ในเชื้อเพลิง%; Tsu คือสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกขององค์ประกอบ j-th, Pa-s; n คือจำนวนก๊าซแต่ละตัวในเชื้อเพลิง
ในทางปฏิบัติค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ V, m2 / s ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่ง
ry เกี่ยวข้องกับความหนืดไดนามิก p ผ่านความหนาแน่น p โดยการพึ่งพา
วี = พี / พี (6.6)
โดยคำนึงถึง (6.4) และ (6.6) ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ v, m2 / s ขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิสามารถคำนวณได้โดยสูตร
โดยที่ v0 คือสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ของก๊าซภายใต้สภาวะปกติ (Go = 273 K และ p0 = 101.3 kPa), m2 / s; p และ G - ตามลำดับ ความดันจริง kPa และอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ K; C เป็นสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ K นำมาตามตาราง 6.2.
ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ของเชื้อเพลิงก๊าซแสดงไว้ในตาราง ก.9.
ตาราง 6.2
ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดและการนำความร้อนของส่วนประกอบเชื้อเพลิงก๊าซ
(ที่ t = 0 ° C ir = 101.3 kPa)
ชื่อแก๊ส |
ดัชนีความหนืด |
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน NO3, W / (m-K) |
สัมประสิทธิ์ซัทเทอร์แลนด์ C, K |
|
ไดนามิก p-106, Pa-s |
จลนศาสตร์ v-106, m2 / s |
|||
ก๊าซไวไฟ |
||||
โพรพิลีน |
||||
คาร์บอนมอนอกไซด์ |
||||
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ |
||||
ก๊าซที่ไม่ติดไฟ คาร์บอนไดออกไซด์ |
||||
ออกซิเจน |
||||
อากาศในบรรยากาศ |
||||
อบไอน้ำที่ 100 ° C |
การนำความร้อน การถ่ายโอนพลังงานโมเลกุลในก๊าซมีลักษณะเฉพาะโดยสัมประสิทธิ์การนำความร้อน 'k, W / (m-K) ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนแปรผกผันกับความดันและเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ X สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร Sutherland
โดยที่ X, 0 คือสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของก๊าซภายใต้สภาวะปกติ (G0 = 273 K และ Po = 101.3 kPa), W / (m-K); p และ T - ตามลำดับ ความดันจริง kPa และอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ K; C เป็นสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ K นำมาตามตาราง 6.2.
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสำหรับเชื้อเพลิงก๊าซแสดงไว้ในตาราง ก.9.
ความจุความร้อนของเชื้อเพลิงก๊าซต่อ 1 m3 ของก๊าซแห้งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและโดยทั่วไปถูกกำหนดเป็น
4L = 0, 01 (СН2Н2 + Ссос0 +
СН4СН4 + ССо2сОг + - + cx. X;), (6.9) โดยที่ cH2, cC0, cCsh, cC02, ..., cx - ความจุความร้อนของส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิง ตามลำดับ ไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และองค์ประกอบ ith, kJ / (m3-K) H2, CO, CH4, CO2, ..., Xg--
ความจุความร้อนของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ของเชื้อเพลิงก๊าซแสดงไว้ในตาราง ข้อ 6 ไม่ติดไฟ - ในตาราง ก.7.
ความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิงก๊าซเปียก
CRGtl, kJ / (m3-K) ถูกกำหนดเป็น
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
การระเบิด ส่วนผสมของก๊าซที่ติดไฟได้กับอากาศในสัดส่วนที่แน่นอนเมื่อมีไฟหรือแม้แต่ประกายไฟก็สามารถระเบิดได้ กล่าวคือ กระบวนการจุดไฟและการเผาไหม้เกิดขึ้นที่ความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของการแพร่กระจายเสียง ความเข้มข้นของก๊าซไวไฟในอากาศที่ระเบิดได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของก๊าซ ขีดจำกัดความเข้มข้นเชิงปริมาตรของการจุดติดไฟสำหรับก๊าซที่ติดไฟได้แต่ละตัวที่ผสมกับอากาศแสดงไว้ก่อนหน้านี้ในตาราง 6.1. ไฮโดรเจน (4 .. .74% โดยปริมาตร) และคาร์บอนมอนอกไซด์ (12.5… 74%) มีขีดจำกัดความไวไฟที่กว้างที่สุด สำหรับก๊าซธรรมชาติ ขีดจำกัดความสามารถในการติดไฟบนและล่างเฉลี่ยอยู่ที่ 4.5 และ 17% โดยปริมาตร ตามลำดับ สำหรับเตาอบโค้ก - 5.6 และ 31%; สำหรับโดเมน - 35 และ 74%
ความเป็นพิษ ความเป็นพิษเป็นที่เข้าใจกันว่าความสามารถของก๊าซในการทำให้เกิดพิษต่อสิ่งมีชีวิต ระดับความเป็นพิษขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซและความเข้มข้นของก๊าซ ส่วนประกอบก๊าซที่อันตรายที่สุดในแง่นี้คือคาร์บอนมอนอกไซด์ CO และไฮโดรเจนซัลไฟด์ H2S
ความเป็นพิษของส่วนผสมของก๊าซส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของส่วนประกอบที่เป็นพิษมากที่สุดที่มีอยู่ในส่วนผสม ในขณะที่ผลที่เป็นอันตรายตามกฎจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อมีก๊าซที่เป็นอันตรายอื่นๆ
การมีอยู่และความเข้มข้นของก๊าซอันตรายในอากาศสามารถระบุได้ด้วยอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ
ก๊าซธรรมชาติเกือบทั้งหมดไม่มีกลิ่น ในการตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซและใช้มาตรการด้านความปลอดภัย ก๊าซธรรมชาติจะดับกลิ่นก่อนเข้าสู่ท่อ กล่าวคือ อิ่มตัวด้วยสารที่มีกลิ่นฉุน (เช่น เมอร์แคปแทน)
ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงต่างๆ แตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิง มีค่ามากกว่า 40 MJ / kg และสำหรับก๊าซเตาหลอมเหลวและหินน้ำมันบางยี่ห้อ - ประมาณ 4 MJ / kg องค์ประกอบของเชื้อเพลิงพลังงานยังแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้น ลักษณะเชิงคุณภาพที่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับประเภทและยี่ห้อของเชื้อเพลิง อาจแตกต่างกันในเชิงปริมาณอย่างมาก
คุณสมบัติของเชื้อเพลิงที่กำหนด สำหรับการวิเคราะห์เปรียบเทียบในบทบาทของคุณลักษณะที่สรุปคุณภาพของเชื้อเพลิงนั้นจะใช้คุณลักษณะที่กำหนดของเชื้อเพลิง% -kg / MJ ซึ่งในรูปแบบทั่วไปคำนวณโดยสูตร
โดยที่ xg เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของเชื้อเพลิงที่ใช้งาน%; Q [- ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ (ต่ำสุด), MJ / kg.
ตัวอย่างเช่น ในการคำนวณค่าที่ลดลง
ปริมาณความชื้นของเถ้ากำมะถัน S „p และ
ไนโตรเจน N ^ p (สำหรับสถานะการทำงานของเชื้อเพลิง)
สูตร (7.1) ใช้รูปแบบต่อไปนี้% -kg / MJ:
TOC o "1-3" h z KP = Kl GT; (7.2)
4ph = l7e [; (7.3)
Snp= S ’/ Єї; (7.4)
^ p = N7 Q [. (7.5)
เพื่อเป็นตัวอย่าง การเปรียบเทียบต่อไปนี้เป็นตัวบ่งชี้ โดยมีเงื่อนไขว่าเชื้อเพลิงหลายชนิดถูกเผาในหม้อไอน้ำที่มีพลังงานความร้อนเท่ากัน ดังนั้น การเปรียบเทียบความชื้นที่ลดลงของถ่านหินใกล้มอสโก
เกรด 2B (WЈp = 3.72% -kg / MJ) และ Nazarov-
ถ่านหิน 2B (W ^ p = 3.04% -กก. / MJ) แสดงให้เห็นว่าในกรณีแรกปริมาณความชื้นที่ป้อนเข้าไปในเตาหม้อไอน้ำด้วยเชื้อเพลิงจะมากกว่าในครั้งที่สองประมาณ 1.2 เท่าแม้ว่าความชื้นในการทำงาน ของถ่านหินใกล้มอสโก (W [= 31%) น้อยกว่าของ
ถ่านหินนาซารอฟสกี (WF = 39%)
เชื้อเพลิงธรรมดา ในด้านวิศวกรรมพลังงาน เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการใช้เชื้อเพลิงในโรงงานหม้อไอน้ำต่างๆ การวางแผนการผลิตและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในการคำนวณเชิงเศรษฐกิจ ได้มีการแนะนำแนวคิดของเชื้อเพลิงที่เทียบเท่ากัน เชื้อเพลิงดังกล่าวถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงอ้างอิงความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ (ต่ำสุด) ซึ่งอยู่ในสถานะการทำงานเท่ากับ Qy T = 29300 kJ / kg (หรือ
7000 กิโลแคลอรี / กก.)
สำหรับเชื้อเพลิงธรรมชาติแต่ละชนิด จะมีสิ่งที่เรียกว่าค่าความร้อนไร้มิติของ E ซึ่งสามารถมากกว่าหรือน้อยกว่าหนึ่งค่าได้:
อากาศชื้นเป็นส่วนผสมของอากาศแห้งและไอน้ำ ในอากาศที่ไม่อิ่มตัว ความชื้นอยู่ในสถานะของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ดังนั้น กฎของก๊าซในอุดมคติจึงสามารถอธิบายคุณสมบัติของอากาศชื้นได้โดยประมาณ
ลักษณะสำคัญของอากาศชื้นคือ:
1. ความชื้นสัมบูรณ์ NSซึ่งกำหนดปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศชื้น 1 ม. 3 ไอน้ำครอบครองปริมาตรทั้งหมดของส่วนผสมดังนั้นความชื้นในอากาศสัมบูรณ์จะเท่ากับมวล 1 ม. 3 ของไอน้ำหรือความหนาแน่นของไอ, kg / m 3
2. ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ j แสดงโดยอัตราส่วนของความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศต่อความชื้นสูงสุดที่เป็นไปได้ที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน หรืออัตราส่วนของมวลไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศชื้น 1 ม. 3 ต่อมวล ไอน้ำที่จำเป็นสำหรับการทำให้อากาศชื้น 1 ม. 3 อิ่มตัวที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน
ความชื้นสัมพัทธ์กำหนดระดับความอิ่มตัวของความชื้นในอากาศ:
, (1.2)
โดยที่ความดันบางส่วนของไอน้ำที่สอดคล้องกับความหนาแน่น Pa; - แรงดันไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน Pa; - ปริมาณไอน้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ใน 1 ม. 3 ของอากาศชื้นอิ่มตัว kg / m 3 - ความหนาแน่นของไอที่ความดันบางส่วนและอุณหภูมิของอากาศชื้น kg / m 3
ความสัมพันธ์ (1.2) จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อสามารถสันนิษฐานได้ว่าไอของของเหลวเป็นก๊าซในอุดมคติจนถึงสถานะของความอิ่มตัว
ความหนาแน่นของอากาศชื้น r คือผลรวมของความหนาแน่นของไอน้ำและอากาศแห้งที่ความดันบางส่วนของอากาศชื้น 1 ม. 3 ที่อุณหภูมิของอากาศชื้น NS, ถึง:
(1.3)
ความหนาแน่นของอากาศแห้งที่ความดันบางส่วนอยู่ที่ 1 ม. 3 ของอากาศชื้น kg / m 3; - ความดันบางส่วนของอากาศแห้ง Pa; - ค่าคงที่ก๊าซของอากาศแห้ง J / (กก. × K)
การแสดงและโดยสมการสถานะสำหรับอากาศและไอน้ำ เราได้รับ
, (1.5)
อัตราการไหลของมวลอากาศและไอน้ำอยู่ที่ใด kg / s
ความเท่าเทียมกันเหล่านี้ใช้ได้สำหรับปริมาณเดียวกัน วีอากาศชื้นและอุณหภูมิเท่ากัน หารความเท่าเทียมกันที่สองด้วยค่าแรก เราได้นิพจน์อื่นสำหรับปริมาณความชื้น
. (1.6)
แทนค่าคงที่ของแก๊สสำหรับอากาศ J / (kg × K) และไอน้ำ J / (kg × K) เราจะได้ค่าความชื้นที่แสดงเป็นกิโลกรัมไอน้ำต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม
. (1.7)
การแทนที่ความกดอากาศบางส่วนด้วยค่าจากค่าก่อนหน้าและ วี- ความกดอากาศในหน่วยเดียวกับ NS, เราได้รับอากาศชื้นภายใต้ความกดอากาศ
. (1.8)
ดังนั้น ที่ความดันบรรยากาศที่กำหนด ปริมาณความชื้นในอากาศจะขึ้นอยู่กับแรงดันไอน้ำเพียงบางส่วนเท่านั้น ปริมาณความชื้นในอากาศสูงสุดที่เป็นไปได้ จากที่
. (1.9)
เนื่องจากความดันอิ่มตัวเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ปริมาณความชื้นสูงสุดที่สามารถบรรจุในอากาศได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูงขึ้น หากแก้สมการ (1.7) และ (1.8) แล้วเราจะได้
(1.10)
. (1.11)
ปริมาตรของอากาศชื้นเป็นลูกบาศก์เมตรต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม คำนวณโดยสูตร
(1.12)
ปริมาณอากาศชื้นจำเพาะ วี, m 3 / kg ถูกกำหนดโดยการหารปริมาตรของอากาศชื้นด้วยมวลของส่วนผสมต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม:
อากาศชื้นในฐานะตัวพาความร้อนมีลักษณะเป็นเอนทาลปี (เป็นกิโลจูลต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม) เท่ากับผลรวมของเอนทาลปีของอากาศแห้งและไอน้ำ
(1.14)
โดยที่ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศแห้ง kJ / (kg × K); NS- อุณหภูมิอากาศ° C; ผม- เอนทาลปีของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง kJ / kg
เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัวแห้ง 1 กิโลกรัมที่ความดันต่ำถูกกำหนดโดยสูตรเชิงประจักษ์ kJ / kg:
โดยที่สัมประสิทธิ์คงที่ประมาณเท่ากับเอนทาลปีของไอน้ำที่อุณหภูมิ 0 ° C = 1.97 kJ / (kg × K) - ความจุความร้อนจำเพาะของไอน้ำ
แทนค่า ผมในนิพจน์ (1.14) และรับความจุความร้อนจำเพาะของค่าคงที่อากาศแห้งและเท่ากับ 1.0036 kJ / (กก. × K) เราพบเอนทาลปีของอากาศชื้นในหน่วยกิโลจูลต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม:
สมการที่คล้ายกับที่กล่าวข้างต้นใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ของก๊าซเปียก
, (1.17)
ค่าคงที่ของแก๊สสำหรับแก๊สทดสอบอยู่ที่ไหน NS- แรงดันแก๊ส
เอนทาลปีของก๊าซ kJ / kg
ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซอยู่ที่ไหน kJ / (kg × K)
ความชื้นสัมบูรณ์ของก๊าซ:
. (1.19)
เมื่อคำนวณตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสัมผัสสำหรับตัวพาความร้อนด้วยอากาศและน้ำ คุณสามารถใช้ข้อมูลในตารางได้ 1.1-1.2 หรือการพึ่งพาที่คำนวณเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพของอากาศ (1.24-1.34) และน้ำ (1.35) สำหรับก๊าซไอเสีย ข้อมูลในตารางที่ 1 สามารถใช้ได้ 1.3.
ความหนาแน่นของก๊าซเปียก kg / m 3:
, (1.20)
ความหนาแน่นของก๊าซแห้งอยู่ที่ 0 ° C, kg / m 3 อยู่ที่ไหน M g, M p - น้ำหนักโมเลกุลของก๊าซและไอระเหย
ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซเปียก Pa × s:
, (1.21)
โดยที่สัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของไอน้ำ Pa × s; - ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซแห้ง Pa × s; - มวลความเข้มข้นของไอน้ำ kg/kg.
ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซเปียก kJ / (กก. × K):
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของก๊าซเปียก W / (m × K):
, (1.23)
ที่ไหน kเป็นเลขชี้กำลังอะเดียแบติก วี- ค่าสัมประสิทธิ์ (สำหรับก๊าซเดี่ยว วี= 2.5; สำหรับก๊าซไดอะตอมมิก วี= 1.9; สำหรับก๊าซไตรอะตอม วี = 1,72).
ตาราง 1.1. คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศแห้ง ( NS= 0.101 MPa)
NS, ° C | , กก. / ม. 3 | , กิโลจูล / (กก. × พัน) | , ก / (ม. × ส) | , ปะ × ส | , ม. 2 / ว | ปรือ |
-20 | 1,395 | 1,009 | 2,28 | 16,2 | 12,79 | 0,716 |
-10 | 1,342 | 1,009 | 2,36 | 16,7 | 12,43 | 0,712 |
1,293 | 1,005 | 2,44 | 17,2 | 13,28 | 0,707 | |
1,247 | 1,005 | 2,51 | 17,6 | 14,16 | 0,705 | |
1,205 | 1,005 | 2,59 | 18,1 | 15,06 | 0,703 | |
1,165 | 1,005 | 2,67 | 18,6 | 16,00 | 0,701 | |
1,128 | 1,005 | 2,76 | 19,1 | 16,96 | 0,699 | |
1,093 | 1,005 | 2,83 | 19,6 | 17,95 | 0,698 | |
1,060 | 1,005 | 2,90 | 20,1 | 18,97 | 0,696 | |
1,029 | 1,009 | 2,96 | 20,6 | 20,02 | 0,694 | |
1,000 | 1,009 | 3,05 | 21,1 | 21,09 | 0,692 | |
0,972 | 1,009 | 3,13 | 21,5 | 22,10 | 0,690 | |
0,946 | 1,009 | 3,21 | 21,9 | 23,13 | 0,688 | |
0,898 | 1,009 | 3,34 | 22,8 | 25,45 | 0,686 | |
0,854 | 1,013 | 3,49 | 23,7 | 27,80 | 0,684 | |
0,815 | 1,017 | 3,64 | 24,5 | 30,09 | 0,682 | |
0,779 | 1,022 | 3,78 | 25,3 | 32,49 | 0,681 | |
0,746 | 1,026 | 3,93 | 26,0 | 34,85 | 0,680 | |
0,674 | 1,038 | 4,27 | 27,4 | 40,61 | 0,677 | |
0,615 | 1,047 | 4,60 | 29,7 | 48,33 | 0,674 | |
0,566 | 1,059 | 4,91 | 31,4 | 55,46 | 0,676 | |
0,524 | 1,068 | 5,21 | 33,6 | 63,09 | 0,678 | |
0,456 | 1,093 | 5,74 | 36,2 | 79,38 | 0,687 | |
0,404 | 1,114 | 6,22 | 39,1 | 96,89 | 0,699 | |
0,362 | 1,135 | 6,71 | 41,8 | 115,4 | 0,706 | |
0,329 | 1,156 | 7,18 | 44,3 | 134,8 | 0,713 | |
0,301 | 1,172 | 7,63 | 46,7 | 155,1 | 0,717 | |
0,277 | 1,185 | 8,07 | 49,0 | 177,1 | 0,719 | |
0,257 | 1,197 | 8,50 | 51,2 | 199,3 | 0,722 | |
0,239 | 1,210 | 9,15 | 53,5 | 233,7 | 0,724 |
คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของอากาศแห้งสามารถประมาณได้จากสมการต่อไปนี้
ความหนืดจลนศาสตร์ของอากาศแห้งที่อุณหภูมิ -20 ถึง +140 ° C, m 2 / s:
ป่า; (1.24)
และจาก 140 ถึง 400 ° C, m 2 / s:
. (1.25)
ตารางที่ 1.2. คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำอิ่มตัว
NS, ° C | , กก. / ม. 3 | , กิโลจูล / (กก. × พัน) | , ก / (ม. × ส) | , ม. 2 / ว | , N / m | ปรือ | |
999,9 | 4,212 | 55,1 | 1,789 | -0,63 | 756,4 | 13,67 | |
999,7 | 4,191 | 57,4 | 1,306 | 0,7 | 741,6 | 9,52 | |
998,2 | 4,183 | 59,9 | 1,006 | 1,82 | 726,9 | 7,02 | |
995,7 | 4,174 | 61,8 | 0,805 | 3,21 | 712,2 | 5,42 | |
992,2 | 4,174 | 63,5 | 0,659 | 3,87 | 696,5 | 4,31 | |
988,1 | 4,174 | 64,8 | 0,556 | 4,49 | 676,9 | 3,54 | |
983,2 | 4,179 | 65,9 | 0,478 | 5,11 | 662,2 | 2,98 | |
977,8 | 4,187 | 66,8 | 0,415 | 5,70 | 643,5 | 2,55 | |
971,8 | 4,195 | 67,4 | 0,365 | 6,32 | 625,9 | 2,21 | |
965,3 | 4,208 | 68,0 | 0,326 | 6,95 | 607,2 | 1,95 | |
958,4 | 4,220 | 68,3 | 0,295 | 7,52 | 588,6 | 1,75 | |
951,0 | 4,233 | 68,5 | 0,272 | 8,08 | 569,0 | 1,60 | |
943,1 | 4,250 | 68,6 | 0,252 | 8,64 | 548,4 | 1,47 | |
934,8 | 4,266 | 68,6 | 0,233 | 9,19 | 528,8 | 1,36 | |
926,1 | 4,287 | 68,5 | 0,217 | 9,72 | 507,2 | 1,26 | |
917,0 | 4,313 | 68,4 | 0,203 | 10,3 | 486,6 | 1,17 | |
907,4 | 4,346 | 68,3 | 0,191 | 10,7 | 466,0 | 1,10 | |
897,3 | 4,380 | 67,9 | 0,181 | 11,3 | 443,4 | 1,05 | |
886,9 | 4,417 | 67,4 | 0,173 | 11,9 | 422,8 | 1,00 | |
876,0 | 4,459 | 67,0 | 0,165 | 12,6 | 400,2 | 0,96 | |
863,0 | 4,505 | 66,3 | 0,158 | 13,3 | 376,7 | 0,93 |
ความหนาแน่นของก๊าซเปียก kg / m 3
สถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาของรัฐ
มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งรัฐ Samara
ภาควิชาเทคโนโลยีเคมีและนิเวศวิทยาอุตสาหกรรม
หลักสูตรการทำงาน
ในสาขาวิชา "อุณหพลศาสตร์ทางเทคนิคและวิศวกรรมความร้อน"
หัวข้อ: การคำนวณหน่วยสำหรับการใช้ความร้อนของก๊าซเสียของเตาหลอมเทคโนโลยี
เสร็จสมบูรณ์โดย: นักศึกษา Ryabinina E.A.
ZF คอร์ส III กลุ่ม 19
ตรวจสอบโดย: ที่ปรึกษา Churkina A.Yu.
Samara 2010
บทนำ
โรงงานเคมีส่วนใหญ่สร้างของเสียจากความร้อนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรอง (RER) ซึ่งรวมถึงก๊าซไอเสียจากหม้อไอน้ำและเตาเผาในกระบวนการต่างๆ กระแสระบายความร้อน น้ำหล่อเย็น และไอน้ำเสีย
Thermal VER ครอบคลุมความต้องการความร้อนของแต่ละอุตสาหกรรมในวงกว้าง ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมไนโตรเจนมีความต้องการความร้อนมากกว่า 26% เนื่องจาก WER ในอุตสาหกรรมโซดา - มากกว่า 11%
จำนวน RES ที่ใช้ขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ ได้แก่ อุณหภูมิของ RES พลังงานความร้อน และความต่อเนื่องของเอาต์พุต
ในปัจจุบันที่แพร่หลายที่สุดคือการใช้ความร้อนของก๊าซอุตสาหกรรมเหลือทิ้งซึ่งมีศักยภาพทางอุณหภูมิสูงสำหรับกระบวนการทางเทคนิคด้านอัคคีภัยเกือบทั้งหมดและสามารถใช้ได้อย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ความร้อนจากก๊าซเสียเป็นองค์ประกอบหลักของความสมดุลของพลังงาน มันถูกใช้สำหรับเทคโนโลยีเป็นหลัก และในบางกรณี - เพื่อวัตถุประสงค์ด้านพลังงาน (ในหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้ง)
อย่างไรก็ตาม การใช้ RES ความร้อนที่อุณหภูมิสูงอย่างแพร่หลายนั้นสัมพันธ์กับการพัฒนาวิธีการใช้งาน รวมถึงความร้อนของตะกรัน ผลิตภัณฑ์ ฯลฯ วิธีการใหม่ในการใช้ความร้อนจากก๊าซเหลือทิ้ง ตลอดจนการปรับปรุงการออกแบบอุปกรณ์การใช้ประโยชน์ที่มีอยู่ .
1. คำอธิบายของโครงการเทคโนโลยี
ในเตาหลอมแบบท่อที่ไม่มีห้องพาความร้อน หรือในเตาเผาแบบการพาความร้อนแบบกระจาย แต่ด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูงของผลิตภัณฑ์ที่ให้ความร้อน อุณหภูมิของก๊าซไอเสียจึงค่อนข้างสูง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียความร้อนที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพเตาหลอมลดลงและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ความร้อนของก๊าซเสีย ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ฮีตเตอร์อากาศ ซึ่งให้ความร้อนกับอากาศที่เข้าสู่เตาเผาเพื่อการเผาไหม้เชื้อเพลิง หรือโดยการติดตั้งหม้อไอน้ำที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้ง ซึ่งทำให้ได้ไอน้ำที่จำเป็นสำหรับความต้องการทางเทคโนโลยี
อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้ระบบทำความร้อนด้วยอากาศ จำเป็นต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการสร้างฮีตเตอร์อากาศ เครื่องเป่าลม และการใช้พลังงานเพิ่มเติมที่มอเตอร์โบลเวอร์ใช้ไป
เพื่อให้แน่ใจว่าฮีตเตอร์อากาศทำงานเป็นปกติ สิ่งสำคัญคือต้องป้องกันความเป็นไปได้ที่จะเกิดการกัดกร่อนของพื้นผิวที่ด้านข้างของการไหลของก๊าซไอเสีย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้เมื่ออุณหภูมิของพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ในเวลาเดียวกันส่วนหนึ่งของก๊าซไอเสียที่สัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวของเครื่องทำความร้อนอากาศจะถูกทำให้เย็นลงอย่างมีนัยสำคัญไอน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้นจะควบแน่นบางส่วนและดูดซับซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซก่อให้เกิดกรดอ่อนที่ก้าวร้าว
จุดน้ำค้างสอดคล้องกับอุณหภูมิที่ความดันของไอน้ำอิ่มตัวเท่ากับความดันบางส่วนของไอน้ำที่มีอยู่ในก๊าซไอเสีย
วิธีป้องกันการกัดกร่อนที่น่าเชื่อถือที่สุดวิธีหนึ่งคือการอุ่นอากาศด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง (เช่น ในเครื่องทำน้ำร้อนหรือไอน้ำ) ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ำค้าง การกัดกร่อนดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้บนพื้นผิวของท่อหมุนเวียน หากอุณหภูมิของวัตถุดิบที่เข้าสู่เตาหลอมต่ำกว่าจุดน้ำค้าง
แหล่งที่มาของความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำอิ่มตัวคือปฏิกิริยาออกซิเดชัน (การเผาไหม้) ของเชื้อเพลิงหลัก ก๊าซไอเสียที่ก่อตัวขึ้นระหว่างการเผาไหม้จะสูญเสียความร้อนในการแผ่รังสี จากนั้นจึงส่งผ่านห้องหมุนเวียนไปยังกระแสป้อน (ไอน้ำ) ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเข้าสู่ผู้บริโภคและผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกจากเตาเผาและเข้าสู่หม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง ที่ทางออกของ WHB ไอน้ำอิ่มตัวจะถูกส่งกลับไปยังเตาเผาไอน้ำร้อน และก๊าซไอเสียที่ถูกระบายความร้อนด้วยน้ำป้อนจะเข้าสู่เครื่องทำความร้อน จากเครื่องทำความร้อนด้วยอากาศ ก๊าซไอเสียจะถูกส่งไปยัง KTAN ซึ่งน้ำที่ไหลผ่านขดลวดจะถูกทำให้ร้อนและไหลตรงไปยังผู้บริโภค และก๊าซไอเสียจะเข้าสู่บรรยากาศ
2. การคำนวณเตาหลอม
2.1 การคำนวณกระบวนการเผาไหม้
กำหนดมูลค่าความร้อนสุทธิของน้ำมันเชื้อเพลิง NS NS NS... หากเชื้อเพลิงเป็นไฮโดรคาร์บอนแต่ละตัว ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงนั้น NS NS NSเท่ากับความร้อนมาตรฐานของการเผาไหม้ลบด้วยความร้อนของการกลายเป็นไอของน้ำในผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการเผาไหม้ นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณได้จากผลกระทบทางความร้อนมาตรฐานของการเกิดผลิตภัณฑ์ขั้นต้นและขั้นสุดท้ายตามกฎหมายของเฮสส์
สำหรับเชื้อเพลิงที่มีส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน ความร้อนของการเผาไหม้จะถูกกำหนด แต่กฎการเติม:
ที่ไหน คิว ปี้ น- ความร้อนจากการเผาไหม้ ผม- ส่วนประกอบเชื้อเพลิง
ฉัน- ความเข้มข้น ผม-go ส่วนประกอบเชื้อเพลิงเป็นเศษส่วนของหน่วย แล้ว:
NS NS NS ซม = 35.84 ∙ 0.987 + 63.80 ∙ 0.0033+ 91.32 ∙ 0.0012+ 118.73 ∙ 0.0004 + 146.10 ∙ 0.0001 = 35.75 MJ / m 3
มวลโมเลกุลของเชื้อเพลิง:
ม ม = Σ ฉัน ∙ ฉัน ,
ที่ไหน ฉัน- มวลกราม ผม-go ส่วนประกอบเชื้อเพลิง ดังนั้น:
M m = 16.042 ∙ 0.987 + 30.07 ∙ 0.0033 + 44.094 ∙ 0.0012 + 58.120 ∙ 0.0004 + 72.15 ∙ 0.0001 + 44.010 ∙ 0.001 + 28.01 ∙ 0.007 = 16.25 กก. / โมล
กก. / ม. 3
แล้ว NS NS NS ซมแสดงเป็น MJ / kg เท่ากับ:
เอ็มเจ / กก.
ผลการคำนวณสรุปไว้ในตาราง 1:
องค์ประกอบเชื้อเพลิง ตารางที่ 1
ให้เรากำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง% (มวล):
,
ที่ไหน ฉัน ฉัน C , NIH , ฉัน ฉัน N , นี โอ- จำนวนอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนในโมเลกุลของส่วนประกอบแต่ละส่วนที่ประกอบขึ้นเป็นเชื้อเพลิง
เนื้อหาของแต่ละส่วนประกอบเชื้อเพลิง, wt. %;
x ฉัน- เนื้อหาของแต่ละองค์ประกอบของเชื้อเพลิงกล่าว %;
ฉัน- มวลโมลาร์ของส่วนประกอบเชื้อเพลิงแต่ละอย่าง
ม มคือมวลโมลาร์ของเชื้อเพลิง
ตรวจสอบองค์ประกอบ :
C + H + O + N = 74.0 + 24.6 + 0.2 + 1.2 = 100% (มวล)
ให้เรากำหนดปริมาณอากาศที่จำเป็นในการเผาผลาญเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมตามทฤษฎี ซึ่งพิจารณาจากสมการปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยาการเผาไหม้และปริมาณออกซิเจนในอากาศในบรรยากาศ ถ้าทราบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง ปริมาณอากาศตามทฤษฎี L 0, กก. / กก. คำนวณโดยสูตร:
ในทางปฏิบัติ เพื่อให้แน่ใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงมีความสมบูรณ์ มีอากาศส่วนเกินเข้าไปในเตาเผา เราพบอัตราการไหลของอากาศจริงที่ α = 1.25:
หลี่ = อัลลา 0 ,
ที่ไหน หลี่- ปริมาณการใช้อากาศจริง
α - ค่าสัมประสิทธิ์ของอากาศส่วนเกิน
หลี่ = 1.25 ∙ 17.0 = 21.25 กก. / กก.
ปริมาณอากาศจำเพาะ (n.a.) สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ρ ใน= 1.293 - ความหนาแน่นของอากาศภายใต้สภาวะปกติ
ม. 3 / กก.
ลองหาปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
หากทราบองค์ประกอบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง องค์ประกอบมวลของก๊าซไอเสียต่อเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมที่มีการเผาไหม้สมบูรณ์สามารถกำหนดได้จากสมการต่อไปนี้:
ที่ไหน เมตร CO2 , เมตร H2O , ม. N2 , ม.O2คือมวลของก๊าซที่สอดคล้องกัน kg
ปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมด:
NS หน้า จาก = ม. CO2 + ม. H2O + ม. N2 + ม. O2,
NS หน้า จาก= 2.71 + 2.21 + 16.33 + 1.00 = 22.25 กก. / กก.
เราตรวจสอบค่าผลลัพธ์:
ที่ไหน W f- การบริโภคเฉพาะของไอน้ำหัวฉีดเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงเหลว kg / kg (สำหรับเชื้อเพลิงแก๊ส W f = 0),
เนื่องจากเชื้อเพลิงเป็นก๊าซ เราจึงละเลยความชื้นในอากาศและละเลยปริมาณไอน้ำ
ให้เราหาปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ภายใต้สภาวะปกติที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ฉัน- มวลของก๊าซที่เกี่ยวข้องที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม
ρ ฉัน- ความหนาแน่นของก๊าซนี้ภายใต้สภาวะปกติ kg / m 3;
ฉัน- มวลโมลาร์ของก๊าซที่กำหนด kg / kmol;
22.4 - ปริมาตรกราม m 3 / kmol
ม. 3 / กก. ม. 3 / กก.
ม. 3 / กก. ม. 3 / กก.
ปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมด (n.a.) ที่ปริมาณการใช้อากาศจริง:
V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,
วี = 1.38 + 2.75+ 13.06 + 0.70 = 17.89 m3 / กก.
ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ (n.a.):
กก. / ม. 3
ให้เราหาความจุความร้อนและเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 100 ° C (373 K) ถึง 1500 ° C (1773 K) โดยใช้ข้อมูลในตาราง 2.
ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยของก๊าซที่มี p, kJ / (kg ∙ K) ตารางที่ 2
NS, ° С |
|||||
เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
ที่ไหน ด้วย CO2 , ด้วย H2O , ด้วย N2 , ด้วย O2- ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยที่ความดันคงที่ซึ่งสอดคล้องกับสนามหญ้าที่อุณหภูมิ NS, กิโลจูล / (กก. เค);
กับ t- ความจุความร้อนเฉลี่ยของก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ NS, กิโลจูล / (กก. เค);
ที่ 100 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 200 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 300 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 400 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 500 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 600 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 700 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 800 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 1,000 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ที่ 1500 ° C: kJ / (กก. ∙ K);
ผลการคำนวณสรุปไว้ในตาราง 3.
เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ ตารางที่ 3
ตามตาราง. 3 สร้างกราฟการพึ่งพา H t = NS ( NS ) (รูปที่ 1) ดูเอกสารแนบ .
2.2 การคำนวณสมดุลความร้อนของเตาเผา ประสิทธิภาพของเตาหลอม และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในเตาเผา (ภาระความร้อนที่มีประโยชน์):
ที่ไหน NS- ปริมาณไอน้ำร้อนยวดยิ่งต่อหน่วยเวลา kg / s;
H vp1และ H vp2
เราใช้อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ 320 ° C (593 K) การสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีสู่สิ่งแวดล้อมจะเท่ากับ 10% โดย 9% สูญเสียไปในห้องแผ่รังสี และ 1% ในห้องพาความร้อน ประสิทธิภาพของเตาเผาคือ η t = 0.95
เราละเลยการสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ของสารเคมีตลอดจนปริมาณความร้อนของเชื้อเพลิงและอากาศที่เข้ามา
กำหนดประสิทธิภาพของเตาเผา:
ที่ไหน เอ่อ- เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิของก๊าซไอเสียออกจากเตาเผา t yh; อุณหภูมิของไอเสียมักจะอยู่ที่ 100 - 150 ° C สูงกว่าอุณหภูมิเริ่มต้นของวัตถุดิบที่ทางเข้าเตาเผา คิวเหงื่อ- การสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีสู่สิ่งแวดล้อม,% หรือเศษส่วนของ ชั้น Q ;
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงกิโลกรัม / วินาที:
กก. / วินาที
2.3 การคำนวณห้อง Radiant และ Convection Chamber
เราตั้งอุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางผ่าน: NS NS= 750 - 850 ° C เรายอมรับ
NS NS= 800 ° C (1073 K) เอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิที่ผ่าน
ชม NS= 21171.8 kJ / กก.
ฟลักซ์ความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในหลอดเรเดียน:
ที่ไหน NS n คือเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่อุณหภูมิของก๊าซไอเสียในการผ่าน kJ / kg;
η t คือประสิทธิภาพของเตาหลอม ขอแนะนำให้ใช้เท่ากับ 0.95 - 0.98
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากไอน้ำในท่อหมุนเวียน:
เอนทาลปีของไอน้ำที่ทางเข้าสู่ส่วนที่แผ่รังสีจะเป็น:
กิโลจูล/กก.
เราใช้ค่าการสูญเสียแรงดันในห้องพาความร้อน ∆ NS ถึง= 0.1 MPa ดังนั้น:
NS ถึง = NS - NS ถึง ,
NS ถึง= 1.2 - 0.1 = 1.1 MPa
อุณหภูมิไอน้ำเข้าสู่ส่วนการแผ่รังสี NS ถึง= 294 ° C จากนั้นอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนจะเป็น:
ที่ไหน Δt- ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนท์และอุณหภูมิของไอน้ำ (วัตถุดิบ) ที่ให้ความร้อนในหลอด Δt= 20 - 60 ° C;
ถึง.
อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดในการออกแบบ:
ที่ไหน ถึง- อุณหภูมิที่ลดลงของส่วนผสมเริ่มต้นของเชื้อเพลิงและอากาศ เท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่จ่ายสำหรับการเผาไหม้
ขอบคุณ.- ความจุความร้อนจำเพาะของผลิตภัณฑ์เผาไหม้ที่อุณหภูมิ NS NS;
° C.
ที่ t max = 1772.8 ° C และ NS n = 800 ° C ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวสีดำสนิท q sสำหรับอุณหภูมิที่แตกต่างกันของพื้นผิวด้านนอกของหลอดเรเดียนมีค่าดังต่อไปนี้:
Θ, ° C 200 400 600
q s, W / m 2 1.50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0.70 ∙ 10 5
เราสร้างกราฟเสริม (รูปที่ 2) ดูเอกสารแนบตามที่เราพบความหนาแน่นของความร้อนที่ Θ = 527 ° C: q s= 0.95 ∙ 10 5 W / m 2
เราคำนวณปริมาณความร้อนทั้งหมดที่เข้าสู่เตาเผา:
ค่าเบื้องต้นสำหรับพื้นที่ของพื้นผิวสีดำสนิทเทียบเท่า:
ม.2
เราใช้ระดับการคัดกรองของอิฐ Ψ = 0.45 และสำหรับ α = 1.25 เราพบว่า
H s /ชม l = 0,73.
พื้นผิวเรียบเทียบเท่า:
ม.2
เรายอมรับการวางท่อแถวเดียวและขั้นตอนระหว่าง:
NS = 2NS NS= 2 ∙ 0.152 = 0.304 ม. สำหรับค่าเหล่านี้ ฟอร์มแฟกเตอร์ ถึง = 0,87.
ขนาดของพื้นผิวก่ออิฐฉาบปูน:
ม.2
พื้นผิวทำความร้อนของหลอดเรเดียน:
ม.2
เราเลือกเตาอบ BB2 พารามิเตอร์:
พื้นผิวห้องรังสี m 2 180
พื้นผิวห้องพาความร้อน ม. 2 180
ระยะเวลาในการทำงานของเตาเผา m 9
ความกว้างของห้องรังสี ม. 1.2
การดำเนินการข
วิธีการเผาไหม้เชื้อเพลิงแบบไม่มีที่ติ
เส้นผ่านศูนย์กลางท่อห้องรังสี มม. 152 × 6
เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อห้องพาความร้อน mm 114 × 6
จำนวนท่อในห้องรังสี:
ที่ไหน NS n - เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อในห้องรังสี m;
lพื้น - ความยาวที่มีประโยชน์ของท่อกระจายความร้อนที่ถูกล้างโดยการไหลของก๊าซหุงต้ม m,
lพื้น = 9 - 0.42 = 8.2 ม.
.
ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวของหลอดเรเดียน:
กว้าง / ม. 2
กำหนดจำนวนท่อของห้องพาความร้อน:
เราจัดเรียงพวกมันในรูปแบบกระดานหมากรุก 3 แถวในแนวนอนหนึ่งแถว ระยะห่างระหว่างท่อ S = 1.7 NS n = 0.19 ม.
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยถูกกำหนดโดยสูตร:
° C.
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในห้องพาความร้อน:
W / (ม. 2 ∙ K).
ความหนาแน่นความร้อนของพื้นผิวของท่อพาความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร:
กว้าง / ม. 2
2.4 การคำนวณไฮดรอลิกของขดลวดเตาหลอม
การคำนวณไฮดรอลิกของขดลวดเตาเผาคือการกำหนดการสูญเสียแรงดันของไอน้ำในท่อส่งความร้อนและการพาความร้อน
ที่ไหน NS
ρ ถึงคุณวุฒิ - ความหนาแน่นของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน kg / m 3
NSк - เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อหมุนเวียน m;
z k คือจำนวนการไหลในห้องพาความร้อน
นางสาว.
ν k = 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s
ค่าเกณฑ์ของ Reynolds:
NS.
การสูญเสียแรงดันแรงเสียดทาน:
ป่า = 14.4 kPa
ป่า = 20.2 kPa
ที่ไหน Σ ζ ถึง
- จำนวนรอบ
การสูญเสียแรงดันทั้งหมด:
2.5 การคำนวณการสูญเสียแรงดันของไอน้ำในห้องรังสี
ความเร็วไอน้ำเฉลี่ย:
ที่ไหน NS- ปริมาณการใช้ไอน้ำร้อนจัดในเตาเผา kg / s;
ρ r vp - ความหนาแน่นของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน kg / m 3
NS p คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อหมุนเวียน m;
z p คือจำนวนลำธารในห้องระบายอากาศ
นางสาว.
ความหนืดจลนศาสตร์ของไอน้ำที่อุณหภูมิและความดันเฉลี่ยในห้องพาความร้อน ν p = 8.59 ∙ 10 -6 m 2 / s
ค่าเกณฑ์ของ Reynolds:
ความยาวท่อรวมในส่วนตรง:
NS.
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไฮดรอลิก:
การสูญเสียแรงดันแรงเสียดทาน:
ป่า = 15.1 kPa
การสูญเสียแรงดันเพื่อเอาชนะการต่อต้านในท้องถิ่น:
ป่า = 11.3 kPa,
ที่ไหน Σ ζ p= 0.35 - ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเมื่อหมุน 180 ºС
- จำนวนรอบ
การสูญเสียแรงดันทั้งหมด:
การคำนวณแสดงให้เห็นว่าเตาเผาที่เลือกจะให้กระบวนการทำให้ไอน้ำร้อนจัดในโหมดที่กำหนด
3. การคำนวณหม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง
มาหาอุณหภูมิเฉลี่ยของก๊าซไอเสีย:
ที่ไหน NS 1 - อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางเข้า
NS 2 - อุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่ทางออก, ° C;
° C (538 K)
การไหลของมวลก๊าซไอเสีย:
โดยที่ B คือปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
สำหรับก๊าซไอเสีย เอนทาลปีจำเพาะถูกกำหนดตามข้อมูลในตาราง 3 และรูปที่ 1 โดยสูตร:
เอนทาลปีของสารหล่อเย็น ตารางที่ 4
การไหลของความร้อนที่ส่งโดยก๊าซไอเสีย:
ที่ไหน NS 1 และ ชม 2 - เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิทางเข้าและทางออกของห้องเผาไหม้ ตามลำดับ เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม kJ / kg;
B - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
ชม 1 และ ชม 2 - เอนทาลปีจำเพาะของก๊าซไอเสีย kJ / kg
การไหลของความร้อนที่ได้รับโดยน้ำ W:
ที่ไหน η ku คือสัมประสิทธิ์การใช้ความร้อนใน KU; η ky = 0.97;
NS n - ความจุไอน้ำ kg / s;
ชมถึง VP - เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิทางออก kJ / kg;
ชม n in - entalygaya feed water, kJ / kg,
ปริมาณไอน้ำที่ได้รับใน KU ถูกกำหนดโดยสูตร:
กก. / วินาที
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากน้ำในเขตความร้อน:
ที่ไหน ชมถึง in - เอนทาลปีจำเพาะของน้ำที่อุณหภูมิระเหย kJ / kg;
การไหลของความร้อนที่ถ่ายเทโดยก๊าซไอเสียสู่น้ำในเขตความร้อน (ความร้อนที่มีประโยชน์):
ที่ไหน ชม x - เอนทาลปีจำเพาะของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ NS x ดังนั้น:
กิโลจูล/กก.
เอนทาลปีของการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:
รูปที่. 1 อุณหภูมิของปล่องควันที่สอดคล้องกับค่า ชม x = 5700.45 kJ / กก:
NS x = 270 องศาเซลเซียส
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยในเขตความร้อน:
° C.
270 ก๊าซไอเสีย 210 โดยคำนึงถึงดัชนีการไหลย้อนกลับ:
ที่ไหน ถึงฉ - ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
ม.2
ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยในเขตระเหย:
° C.
320 ก๊าซไอเสีย 270 โดยคำนึงถึงดัชนีการไหลย้อนกลับ:
187 ไอน้ำ 187
พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อนในเขตความร้อน:
ที่ไหน ถึง f - ค่าสัมประสิทธิ์ m6ส่ง;
ม.2
พื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนทั้งหมด:
NS = NS n + NSยู,
NS= 22.6 + 80 = 102.6 ม. 2
ตาม GOST 14248-79 เราเลือกเครื่องระเหยของห้องไอระเหยมาตรฐานโดยมีลักษณะดังต่อไปนี้:
เส้นผ่าศูนย์กลางปลอก mm 1600
จำนวนมัดหลอด 1
จำนวนท่อในหนึ่งมัด 362
พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน ม 2 170
พื้นที่หน้าตัดของหนึ่งจังหวะ
ผ่านท่อม 2 0.055
4. สมดุลความร้อนของเครื่องทำความร้อนอากาศ
อากาศที่มีอุณหภูมิ t °ใน-xเข้าสู่เครื่องซึ่งร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ t x ใน-xเนื่องจากความร้อนของก๊าซไอเสีย
ปริมาณการใช้อากาศ kg / s ถูกกำหนดตามปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องการ:
ที่ไหน วี- ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง kg / s;
หลี่- ปริมาณการใช้อากาศจริงสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กก. กก. / กก.
ก๊าซไอเสียที่ปล่อยความร้อนจะถูกทำให้เย็นลงจาก t dgZ = t dg2ก่อน t dg4 .
=
ที่ไหน H 3และ H 4- เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ t dg3และ t dg4ตามลำดับ kJ / kg
การไหลของความร้อนที่ได้รับทางอากาศ W:
ที่ไหน ด้วย in-x- ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยของอากาศ kJ / (kg K);
0.97 - ประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอากาศ
อุณหภูมิอากาศสุดท้าย ( t x ใน-x) ถูกกำหนดจากสมการสมดุลความร้อน:
ถึง.
5. สมดุลความร้อนของ KTAN
หลังจากฮีตเตอร์อากาศ ก๊าซไอเสียจะเข้าสู่อุปกรณ์สัมผัสที่มีหัวฉีดแบบแอคทีฟ (KTAN) ซึ่งอุณหภูมิจะลดลงจาก t dg5 = t dg4อุณหภูมิ t dg6= 60 องศาเซลเซียส
การกำจัดความร้อนของก๊าซไอเสียจะดำเนินการโดยกระแสน้ำสองสายที่แยกจากกัน ลำธารสายหนึ่งสัมผัสโดยตรงกับก๊าซไอเสีย และอีกสายหนึ่งแลกเปลี่ยนความร้อนกับพวกมันผ่านผนังคอยล์
ฟลักซ์ความร้อนที่ปล่อยโดยก๊าซไอเสีย W:
ที่ไหน H 5และ H 6- เอนทาลปีของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ t dg5และ t dg6ตามลำดับ kJ / kg
ปริมาณน้ำหล่อเย็น (รวม) kg / s ถูกกำหนดจากสมการสมดุลความร้อน:
โดยที่ η คือประสิทธิภาพของ KTAN, η = 0.9,
กก. / วินาที
การไหลของความร้อนที่ได้รับจากน้ำหล่อเย็น W:
ที่ไหน จี น้ำ- ปริมาณการใช้น้ำหล่อเย็น kg / s:
ด้วยน้ำ- ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ 4.19 kJ / (kg K);
t n น้ำและ t น้ำ- อุณหภูมิน้ำที่ทางเข้าและทางออกของ KTAN ตามลำดับ
6. การคำนวณประสิทธิภาพของหน่วยการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่
เมื่อกำหนดมูลค่าประสิทธิภาพของระบบสังเคราะห์ ( η tu) ใช้วิธีการดั้งเดิม
การคำนวณประสิทธิภาพของหน่วยการนำความร้อนกลับคืนตามสูตร:
7. การประเมินระบบ "เตาเผา - หม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง" อย่างมีเหตุผล
วิธีการวิเคราะห์ระบบเทคโนโลยีพลังงานที่ใช้แรงทำให้สามารถประเมินการสูญเสียพลังงานได้อย่างเป็นกลางและมีคุณภาพมากที่สุด ซึ่งไม่ได้เปิดเผยในระหว่างการประเมินทั่วไปโดยใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพ exergy ถูกใช้เป็นเกณฑ์การประเมิน ซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของ exergy ที่จัดสรรต่อ exergy ที่จ่ายให้กับระบบ:
ที่ไหน อีซับ- exergy เชื้อเพลิง MJ / kg;
อีรู- ความรู้สึกตื่นเต้นที่เกิดจากการไหลของไอน้ำในเตาเผาและหม้อต้มน้ำร้อนเสีย
ในกรณีของเชื้อเพลิงก๊าซ ค่า exergy ที่ให้มาคือผลรวมของ exergy ของเชื้อเพลิง ( E sub1) และ exergy อากาศ ( E sub2):
ที่ไหน น นและ แต่- เอนทาลปีของอากาศที่อุณหภูมิทางเข้าเตาหลอมและอุณหภูมิแวดล้อม ตามลำดับ kJ / kg
ที่- 298 K (25 ° C);
ΔS- การเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีของอากาศ kJ / (kg K)
ในกรณีส่วนใหญ่ ขนาดของ exergy ของอากาศสามารถละเลยได้ นั่นคือ:
ค่า exergy ที่จัดสรรให้กับระบบที่กำลังพิจารณาประกอบด้วย exergy ที่รับรู้โดยไอน้ำในเตาหลอม ( อี otv1) และการรับรู้พลังจากไอน้ำใน มก. ( อี otv2).
สำหรับกระแสไอน้ำที่อุ่นในเตาอบ:
ที่ไหน NS- ปริมาณการใช้ไอน้ำในเตาเผา kg / s;
N VP1และ H vp2- เอนทาลปีของไอน้ำที่ทางเข้าและออกจากเตาเผา ตามลำดับ kJ / kg
ΔS vp- การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของไอน้ำ kJ / (kg K)
สำหรับการไหลของไอน้ำที่ได้รับใน KU:
ที่ไหน จี น- ปริมาณการใช้ไอน้ำในหน่วยหม้อไอน้ำ kg / s;
h ถึง vp- เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัวที่ทางออกของ WHB, kJ / kg;
h n inคือ enthalpy ของน้ำป้อนที่ทางเข้า CH, kJ / kg
อีรู = อี รู 1 + อี รู 2 ,
อีรู= 1965.8 + 296.3 = 2262.1 J / กก.
บทสรุป
หลังจากคำนวณการติดตั้งที่เสนอ (การใช้ความร้อนของก๊าซเสียของเตาหลอมเทคโนโลยี) สรุปได้ว่าสำหรับองค์ประกอบเชื้อเพลิงที่กำหนด ผลผลิตของเตาสำหรับไอน้ำและตัวชี้วัดอื่น ๆ ค่าประสิทธิภาพของระบบสังเคราะห์ สูงทำให้การติดตั้งมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้แสดงให้เห็นด้วยการประเมิน exergy ของระบบ "เตา - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง" อย่างไรก็ตามในแง่ของต้นทุนพลังงาน การติดตั้งไม่เป็นที่ต้องการอย่างมากและต้องมีการปรับปรุง
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว
1. Kharaz D .และ... วิธีการใช้แหล่งพลังงานสำรองในอุตสาหกรรมเคมี / D.I. Kharaz, B.I. Psakhis. - ม.: เคมี, 2527 .-- 224 น.
2. สโกโบล เอ . และ... กระบวนการและอุปกรณ์ของอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K. , Molokanov - ฉบับที่ 2 รายได้ และเพิ่ม - ม.: เคมี, 2525 .-- 584 น.
3. Pavlov K .NS... ตัวอย่างและงานสำหรับกระบวนการและอุปกรณ์ของเทคโนโลยีเคมี: ตำราเรียน คู่มือสำหรับมหาวิทยาลัย / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; เอ็ด พี.จี. โรมันโควา - ครั้งที่ 10 รายได้ และเพิ่ม - L.: เคมี, 2530 .-- 576 น.
แอปพลิเคชัน