Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Января 2013 в 10:09, курсовая работа
В данной работе на примере котельного агрегата рассматриваются методы расчета процесса сжигания и расхода топлива, к.п.д., теплового и энергетического балансов. Экономия топлива при его сжигании является одной из важнейших задач в решении топливно-энергетической проблемы. Вопросы экономии топлива и рационального использования тепла решаются в курсовой работе применением в схеме котельной установки экономайзера, воздухонагревателя, котла-утилизатора.
Введение ...…………………………………………………………………….4
1 Литературный обзор ...………………………..………………………….....6
2 Расчет котельного агрегата ……...……………………………………...20
4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата……………29
5 Расчет газотрубного котла-утилизатора ..…………………………….….34
6 Описание работы котельного агрегата, вспомогательного оборудования,
котла – утилизатора ………………………………........……………………40
Заключение …………………………………………………………………..45
Библиографический список ..……………………………………………….46
Приложение ………………………………………………………………….47
4 Упрощённый эксергетический баланс котельного агрегата
Различные виды энергии имеют неодинаковую ценность с точки зрения возможности их практического использования. Способность совершения механической работы принята в качестве всеобщего показателя качества энергии различных видов. Чем больше отличаются параметры системы от параметров окружающей среды, тем выше энергетическая ценность данной системы. Практическая энергетическая ценность вещества или системы равна нулю, если их параметры соответствуют параметрам окружающей среды.
Максимальная работа, совершаемая системой при её взаимодействии с окружающей средой, получила название эксергии. «Эксергия материи является максимальной работой, которую эта материя может совершить в обратимом процессе с окружающей средой, если в конце этого процесса все участвующие в нём виды материи приходят в состояние термодинамического равновесия со всеми компонентами окружающей среды». В произвольном процессе 1-2 к телу подводится теплота (площадь 12S2S1).
Рисунок 4.1 – Эксергия теплоты
Эксергия подводимой теплоты изображается заштрихованной площадью Площадь под линией равна , представляет собой часть теплоты, которую невозможно использовать для практических целей. Та часть энергии, которая не может быть превращена в механическую энергию, называется энергией , следовательно, , где
Различают эксергию теплоты, эксергию вещества в замкнутом объёме, эксергию вещества в потоке. Для расчёта удельных эксергий, используются зависимости:
– эксергия теплоты
– эксергия вещества в замкнутом
объёме
– эксергия вещества в потоке
где абсолютные температуры окружающей среды, вещества или потока соответственно;
внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, удельный объём при
то же при T;
давление окружающей среды.
Приведённые зависимости не всегда позволяют просто рассчитать эксергию, поэтому используют другие упрощённые зависимости. В частности, это относится к топливам. Их химическую эксергию рассчитывают по формулам:
– для жидких топлив
– для твёрдых топлив
– для газообразного топлива
где высшая теплота сгорания топлива, кДж/м3;
влажность твёрдого топлива.
Каждая анализируемая
система характеризуется
Установка состоит из подогревателей топлива и воздуха ВП, камеры сжигания КА и элемента ПП, где происходит использование эксергии топлива. В установку поступают потоки топлива и воздуха с эксергиями и соответственно. В результате подогрева топлива и воздуха в подогревателе ВП за счёт эксергии продуктов сгорания их эксергия возрастает от до . Процесс подогрева сопровождается потерей эксергии , вызванной необратимым теплообменом между продуктами сгорания, топливом и воздухом. Далее подогретое топливо и воздух с эксергией поступает в камеру сгорания КА, где осуществляется процесс превращения эксергии топлива и воздуха в продукты сгорания высокой температуры. Процесс сгорания топлива в камере сгорания сопровождается потерей эксергии . Продукты сгорания с эксергией поступают в элемент ПП, которым является парогенератор (пароперегреватель). Процесс использования эксергии продуктов сгорания в ПП сопровождается эксергетическими потерями , вызванными необратимым теплообменом. Остаточная эксергия частично используется для подогрева топлива и воздуха в топливо- и воздухоподогревателях. Эксергия выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания используется в котлах-утилизаторах. является полезно использованной эксергией перегретого пара.
4.1 Эксергия топлива (кДж/м3) с достаточной точностью для приближённых практических расчётов может быть принята равной теплоте сгорания топлива:
4.2 Эксергия тепла продуктов сгорания (кДж/м3) определяется по зависимости
где температура окружающего воздуха, К;
теоретическая температура горения, К.
4.3 Потери при адиабатном горении (без учёта потерь эксергии за счёт теплообмена топки с окружающей средой):
(27)
или в %:
4.4 Определяем уменьшение
(29)
4.5 Приращение эксергии в
(30)
где удельная энтропия перегретого пара, определяем [2];
удельная энтропия питательной воды, определяем [2].
4.6 Потеря эксергии от
или в %:
4.7 Уменьшение эксергии продуктов сгорания за счёт теплообмена в воздухоподогревателе:
4.8 Увеличение эксергии воздуха в воздухоподогревателе:
4.9 Потеря эксергии за счёт
теплообмена в
или в %:
4.10 Составим эксергетический
(37)
(38)
или в %:
4.11 Эксергетический к.п.д.
4.12 Эксергетический к.п.д.
4.12.1 С воздухоподогревателем:
(41)
4.12.2 Без воздухоподогревателя:
Информация о работе ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА