газів, тепла нагрітого повітря і води. Хоча утилізація ВЕР нерідко пов'язана з додатковими капітальними вкладеннями і збільшенням чисельності обслуговуючого персоналу, досвід передових підприємств підтверджує, що використання ВЕР економічно дуже вигідно. На нафтопереробних і нафтохімічних заводах капітальні вкладення в утилізаційні установки окупаються в середньому за 0,8-1,5 року [1].
Таким чином, підвищення рівня утилізації вторинних енергетичних ресурсів забезпечує не тільки значну економію палива, капітальних вкладень та запобігання забрудненню навколишнього середовища, але й істотне зниження собівартості продукції нафтопереробних і нафтохімічних підприємств [1].
1. Постановка завдання
У відповідності із завданням передбачається виконати:
· розрахунок і вибір печі перегріву водяної пари
· розрахунок і вибір котла-утилізатора
· розрахунок воздухоподогревателя
· розрахунок КТАНа
. Технологічна схема теплоутилізаційних установки
Схема теплоутилізаційних установки наведена на рис.1.
Водяна пара з ТЕЦ надходить в камеру конвекції печі перегріву водяної пари з tвп1=1520С і Р1=0,5 МПА. Також в піч подається паливо з tт=100С і повітря з tв=250С. Утворюються при горінні палива димові гази віддають свою теплоту в радіаційній, потім в конвекційної камерах водяній парі. Перегрітий водяна пара з tвп2=6900С і Р2=0,5 МПа надходить до споживача. Продукти згоряння залишають піч з tух=3000С і надходять в котел-утилізатор, де віддають свою теплоту воді, при цьому охолоджуючись до tдг2=1900С. Вода надходить в КУ через насос з блоку водопідготовки з? н=600С і покидає КУ з? к=1520С, прямуючи на змішання з водяною парою, що надходять у піч. Потім димові гази надходять в воздухоподогреватель з tдг3=1900С, віддають теплоту повітрю і виходять з апарату з tдг4=1300С.Воздух надходить у ВП з ??t0в-ха=120С, покидає ВП з ??tхв-ха=870С і прямує в піч разом з вступником паливом.
Схема установки утилізації теплоти димових газів
Рис. 1.
- піч перегріву водяної пари; 2 - блок водопідготовки; 3 - насос; 4 -Котел-утилізатор; 5 - воздухоподогреватель; 6 - повітродувка; 7-КТАН; 8 - димосос.
. Технологічний розрахунок печі
Розрахунок процесу горіння в печі
Основною характеристикою палива є теплота згоряння. Вища і нижча теплоти згорання відрізняються на теплоту конденсації водяної пари. Нижчу теплоту згоряння палива, що складається з суміші вуглеводнів визначаємо за формулою 1 [1]:
(1)
де Qpiн - теплота згоряння i-гo компонента палива;
yi - концентрація i-гo компонента палива в частках від одиниці.
Значення взяті з таблиці 1.
Таблиця 1
Нижча теплота згоряння палива
Компонент, МДж/м3СН435,84С2Н663,8С3Н891,32С4Н10118,73С5Н12146,1
Вміст елементів (вуглецю, водню, азоту і кисню відповідно) у% мас. визначаємо за формулами (2) - (5) [1]:
(2)
(3)
(4)
(5)
Молярна маса палива знаходиться за формулою 6 [1]:
(6)
де Mi - молярна маса i-гo компонента палива.
Щільність палива знайдемо за формулою 7:
(7)
Тоді Qрнсм, виражена в МДж/кг, за формулою (8) [1] дорівнює:
(8)
Теоретична кількість повітря, необхідне для згоряння одиниці кількості палива L0, кг/кг, обчислюється за формулою 9 [6]:
(9)
Дійсний витрата повітря знайдемо за формулою 10 [6]:
(10)
де L - дійсна витрата повітря;
?- Коефіцієнт надлишку повітря.
Кількість продуктів згоряння розрахуємо за формулами (11) - (14) [1]:
(11)
(12)
(13)
(14)
де mCO2, mH2O, mN2, mO2 - маса відповідних газів, кг.
Тоді загальну масу продуктів згоряння можна визначити як суму кількостей всіх продуктів згоряння за формулою 15 [1]: