Утилизация теплоты отходящих газов тепло-технологической установки

 

 

3.31. Число ходов в рекуператоре  по току воздуха.

 

 

 

3.32. Общая длина труб  с трубными досками и компенсатором.

 

 

3.33. Габариты рекуператора.

 

Ширина

 

Длина

 

3.34. Максимальная температура стенки рекуператора.

 

 

,

 

где  - значение функции для определения средней температуры стенки.

 

 

Допустимая температура для материала труб рекуператора .

 

Так как , могут быть применены трубы из жаропрочной стали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Поверочный расчет  котла-утилизатора

 

По известной температуре дымовых газов на входе в рекуператор и часовому расходу дымовых газов

 

 

выберем котел утилизатор.

 

 

Марка котла		Г-145Б
Паропроизводительность,		4.7
Давление пара,		1.4
Расход газа,		8000
Температура газа на входе,		1200
Температура газа на выходе,		280
Размер труб,
Длина труб,		4.96
Число труб,		212
Площадь нагрева испарителя,		145

 

 

Для выбора котла-утилизатора необходимо соблюдение двух условий:

 

1. Отклонение расхода дымовых газов не превышает 25%.

 

  

 

2. Действительная температура дымовых газов на входе в котел-утилизатор не больше стандартного значения.

 

   

 

4.1. Задаемся температурой  дымовых газов на выходе из  рекуператора  .

 

4.2. Тепловая мощность рекуператора по уравнению теплового баланса.

 

,

 

где  - коэффициент, учитывающий тепловые потери.

 

 

4.3. Проходное сечение для газов.

 

 

 

4.4. Действительная скорость движения дымовых газов.

 

,

 

где  - средняя температура дымовых газов.

 

 

4.5.  Критерий Рейнольдса.

 

,

 

где  - коэффициент кинематической вязкости при средней температуре дымовых газов.

 

 

4.6.  Коэффициент теплоотдачи  конвекцией при переходном режиме  .

 

,

 

 

где  - коэффициент теплопроводности дымовых газов при средней температуре;

- критерий Прандтля.

 

 

4.7. Коэффициент теплопередачи.

 

,

 

где  - коэффициент использования поверхности.

 

 

4.8. Средний температурный напор.

 

,

 

где 

- температура насыщения воды  при давлении 1.4МПа.

 

 

4.9. Тепловая нагрузка  по уравнению теплопередачи.

 

 

4.10. Проверка точности заданной температуры дымовых газов на выходе из рекуператора.

 

Необходимо выполнение условия

 

 

 

 

5. Расчет экономии  топлива

 

5.1. Экономия топлива  от установки рекуператора для  подогрева воздуха.

 

,

 

где  - расход топлива в исходном варианте;

- экономия топлива в долях  от  .

 

,

 

где  ;

;

- низшая теплота сгорания;

- степень рекуперации теплоты;

- коэффициент, учитывающий потери  теплоты рекуператором.

 

 

 

5.2. Перевод в т у.т. в год.

 

 

5.3. Экономия топлива от установки котла-утилизатора.

 

,

 

где  - годовая выработка тепла котлом-утилизатором, ;

- КПД замещаемой установки.

 

 

 

 

 

Вывод: экономия топлива при установке котла-утилизатора (1657.99 т у.т./год) во много раз больше экономии топлива при установке рекуператора (80.31 т у.т./год). На основании этого для утилизации теплоты отходящих газов следует выбрать котел-утилизатор марки Г–145Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В результате выполнения курсового проекта была выбрана оптимальная схема утилизации теплоты отходящих газов тепло-технологической установки – разомкнутая схема с установкой котла-утилизатора.

 

Результаты конструкторского расчета рекуператора:

 

• Теплота, воспринятая воздухом ;
• Температура дымовых газов на выходе из рекуператора ;
• Коэффициент теплопередачи ;
• Поверхность нагрева .

 

Результаты поверочного расчета котла-утилизатора:

 

• Температура дымовых газов на выходе из котла-утилизатора ;
• Тепловая  мощность  котла-утилизатора ;
• В результате расчета экономии топлива получили такие значения:

 

Результаты расчета экономии топлива:

 

• Рекуператор ;
• Котел-утилизатор .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Тонкошкур А.Г. Оборудование для использования вторичных энергоресурсов. Методические указания к выполнению курсового проекта. Саратов. СГТУ. 2007.
2. Удалов В.П. Расчет и проектирование теплоутилизаторов отходящих газов. – Саратов, 1999.
3. Куперман Л.И. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности, 1986.
4. Тебеньков Б.П. Рекуператоры для промышленных печей. – М.: Металлургия, 1975, 296 с.
5. Сидельковский Л.Н. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты, 1989.