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.11.
\sРис.11. 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 = 18 т/ч , Рп = 1,1 МПа;
пар сухой насыщенный: tн.п =184.06 °С,
i" = 2780.4 кДж/кг,
υ" = 0.1774 м3/кг;
температура уходящих газов до реконструкции t1 = 120 °С;
температура питательной воды tп.в = 105 °С ;
теплота парообразования r = 2500 кДж/кг.
Решение
Расход газообразного топлива
,
где кДж/м3 - теплота сгорания природного газа; η = 0,92 - коэффициент полезного действия.
Энтальпия питательной воды
iпв = tпв Спв = 105 · 4,19 = 440 кДж/кг .
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.
Влагосодержание продуктов сгорания за котлом
,
где ρп = 1/υ" - плотность сухого насыщенного пара, кг/м3.
Часовый расход продуктов сгорания природного газа
Vух = Вт = 1285,71 · 10,23 = 13153 м3/ч .
Принимаем, что половина продуктов сгорания (6576,5 м3/ч) проходит через теплофикационный экономайзер, а остальные продукты сгорания направляются по байпасу в камеру смешения.
Энтальпия газов (в точке 2)
I2 = сг tг + dг r ·10-3 = 1,25·64 + 191 ·2500,3·10-3 = 557.5 кДж/кг ,
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 = сt + d r ·10-3 = 1,25·50 + 60·2500·10-3 = 212.5 кДж/кг .
Количество теплоты, выделившееся при конденсации водяных паров
Q = 0,5 Вт Vсг ρсг (I2 – I3) = 0,5·1285,71·8,19·0,758 (557.5-212.5) =
= 1376846 кДж/ч .
Расход сэкономленного топлива
м3/ч , что составляет 3.3 % от начального расхода топлива.
кДж/м3 - теплота сгорания природного газа; η = 0,92 - коэффициент полезного действия.
Годовой экономический эффект
Э = · 24· 360· k = 42.02·24·360·4 = 14522112 руб/год .
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
L4 t4 Cp + L3 t3 Cp = (L4 + L3) t1 Cp
t4 = t1 + k (t1 – t3) = 120 + 1·(120 - 50) = 190 °C ,
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= 191 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.12 показаны процессы изменения продуктов сгорания на I-d диаграмме.
Рис.12
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
