Расчет экономии топлива за счет снижения
температуры уходящих газов
Рассчитать экономию природного газа за счет снижения температуры уходящих газов в котельном агрегате от 120 °С до 50 °С. Схема охлаждения уходящих газов из котла приведена на рис.2.
\s
Рис.2. Схема охлаждения уходящих газов из котла:
1 – топливо; 2 – воздух; 3 – котел; 4 – байпасная линия;
5 – теплофикационная вода; 6 – теплофикационный
экономайзер; 7 – камера смешения
Исходные данные:
котельный агрегат: Dп = 16 т/ч , Рп = 1.2 МПа;
пар сухой насыщенный: tн.п =187.96 °С,
i" = 2783.4 кДж/кг,
υ" = 0,1632 м3/кг;
температура уходящих газов до реконструкции t1 = 120 °С;
температура питательной воды tп.в = 105 °С ;
теплота парообразования r = 1985 кДж/кг.
Решение
Расход газообразного топлива
Bт=Dт(i''-iп.в)Qirη=16000∙(2783.4-440)35615∙0.92 =1144м3ч
где кДж/м3 - теплота сгорания природного газа;
η = 0,92 - коэффициент полезного действия.
Энтальпия питательной воды
iпв=tпвcпв=105∙4.19=440кДжкг.
Количество образующихся продуктов сгорания:
теоретическое количество воздуха = 9,08 м3/м3;
теоретическое количество сухих продуктов сгорания = 8,19 м3/м3;
количество водяных паров =2,04 м3/м3;
количество влажных продуктов сгорания = 10,23 м3/м3;
масса сухого газа ρсг = 0,758 м3/м3.
d1= GпGсг=VH2OρпVсгоρсг=2.04∙0.613∙10008.19∙0.758 =201 гкг
где ρп = 1/υ" - плотность сухого насыщенного пара, кг/м3.
ρп=1v''=10.194=0.613 кгм3
Часовый расход продуктов сгорания природного газа
Vyx=BтV'o=1144∙10.23=11700м3ч
Принимаем, что половина продуктов сгорания (5850 м3/ч) проходит через теплофикационный экономайзер, а остальные продукты сгорания направляются по байпасу в камеру смешения.
Энтальпия газов (в точке 2)
I2= cгtг+dгr∙10-3=1.25∙63+190∙1985∙10-3=456кДжкг,
где Сг = 1,25 – теплоемкость газов, кДж/(кг °С) ; tг - температура газов определяется по I-d диаграмме; dг - влагосодержание газов определяется по I-d диаграмме.
Энтальпия газов (в точке 3)
I3= cгtг+dгr∙10-3=1.25∙50+90∙1985∙10-3=241.2кДжкг
Количество теплоты, выделившееся при конденсации водяных паров
Q=0.5BтVсгоVсгρсгI2-I3=0.5∙1144∙8.19∙0.758456-241.2==762800кДжч
Расход сэкономленного топлива
Bтэ=QQirη=76280035615∙0.92=23.3м3ч,
что составляет 3,5 % от начального расхода топлива.
кДж/м3 - теплота сгорания природного газа; η = 0,92 - коэффициент полезного действия.
Годовой экономический эффект
Э=Bтэ∙24∙360∙k=23.3∙24∙360∙4=805200рубгод
где k = 4 руб/м3 - стоимость 1 м3 природного газа.
Построение процессов изменения состояния продуктов сгорания на I-d диаграмме:
температуру дымовых газов в точке 4 находят из уравнения теплового баланса камеры смешения
L4t4Cр+L3t3Cр=(L4+L3)t1Cр
t4=t1+kt1-t3=120+1(120-50)=190℃
где k - кратность смешения k = 0,5-2,0.
на I-d диаграмму наносится точка 1 по известным температуре (t1=120 °С)и влагосодержанию (d1= 190 г/кг);
проводятся процессы 1-2 охлаждения продуктов сгорания в теплофикационном экономайзере и конденсации водяных паров 2-3;
по температуре дымовых газов за теплофикационным экономайзером (по заданию равна 50 °С) на пересечении с линией φ = 100 % находится точка 3;
через точки 3 и 1 проводится луч процесса до пересечения с изотермой t4=190 °С .
На рис.3 показаны процессы изменения продуктов сгорания на I-d диаграмме.
\s
Рис.3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
