Федеральное агентство по образованию РФ Белгородский Государственный Технологический Университет им. В.Г. Шухова

Кафедра энергетики теплотехнологии

РГЗ

по дисциплине:

«Энергосбережение»

на тему:

«Расчет энергосберегающей теплоутилизационной

установки и её показателей эффективности»

Выполнил: студент гр.ЭТ-52 Лунёв В.А. Принял: Носатов В.В.

Белгород 2006

Задание.

○ Котёл КВГМ-3,5-95

○ Коэффициент избытка воздуха

○ Температура уходящих газов

○ Соотношение поперечного и продольного размера труб а/b = 1/4.

○ Состав газа, % (по объёму):

СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	N2	CO2
85,9	3,1	1,0	0,4	0,1	9,4	0,1

○ Предполагаемые мероприятия: заменить теплообменник ГВС на контактно-рекуперативный двухступенчатый теплообменник в котором вода для нужд горячего водоснабжения будет подогреватся уходящими газами от котлов.

Содержание

1. Схема теплоутилизационной энергосберегающей установки…………………………………… 4

2. Расчёт горения топлива……………………………………………………………………………… 5

3. Расчёт КРТ……………………………………………………………………………………………. 6

3.1. Исходные данные…………………………………………………………………………... 6

3.2. Расчёт параметров в крайних точках……………………………………………………... 7

3.3. Расчёт тепловой мощности КРТ…………………………………………………………... 9

3.4. Конструктивный расчёт……………………………………………………………………. 10

3.5. Расчёт поверхности теплообмена…………………………………………………………. 11

3.5.1. Расчёт Iступени………………………………………………………………………….. 12

2.5.2. Расчёт IIступени…………………………………………………………………………. 14

4. Поверочный расчёт…………………………………………………………………………………... 16

5. Гидравлический расчёт……………………………………………………………………………… 18

6. Аэродинамический расчёт…………………………………………………………………………... 20

6.1. Расчёт Iступени ……………………………………………………………………………. 20

6.2. Расчёт Iступени …………………………………………………………………………… 22

7. Основные показатели эффективности……………………………………………………………… 24

7.1. Термодинамические показатели…………………………………………………………... 24

7.2. Термоэкономические показатели…………………………………………………………. 25

1. Схема теплоутилизационной энергосберегающей установки.

Рис.1.

ЧТ – чистый теплоноситель, текущий внутри труб трубного пучка;

ПТ – промежуточный теплоноситель, передает тепло от газа через трубную поверхность чистому теплоносителю, он смешивается с газом и образуется двухфазный поток;

1 – орошающее устройство;

2 – газораспределительная решетка (площадь проходного сечения 30 % от общей);

3 – трубный пучок;

4 – сепаратор, в котором происходит разделение промежуточного теплоносителя и газа;

5 – насос промежуточного теплоносителя.

Принцип действия аппарата.

Запыленный уходящий газ из печи подается в нижнюю часть Iступени КРТ, проходя через оросительное устройство1, смешивается с промежуточным теплоносителем и образует двухфазный газожидкостный поток Далее этот поток проходит через газораспределительную решётку 2 и образует пенный двухфазный восходящий поток в котором из-за развитой поверхности теплообмена процессы тепло- и массообмена проходят эффективнее

За счет развитой поверхности фаз в пенном потоке наиболее интенсивно проходят процессы тепломассообмена и пылеулавливания между газом и промежуточным теплоносителем.

Далее пенный газожидкостный поток омывает трубный пучок 3, где происходит передача тепла от него к чистому теплоносителю.

После трубного пучка газожидкостный поток попадает в центробежный сепаратор, где происходит разделение промежуточного теплоносителя и газа. Газ покидает ступень, а промежуточный теплоноситель самотеком возвращается вниз бака и цикл заканчивается.

2. Расчёт горения топлива.

1.1. Теоретически необходимое для горения количество кислорода:

;

1.2. Теоретически необходимое для горения количество сухого воздуха:

;

1.4. Действительное количество воздуха при коэффициенте расхода = 1,3:

;

1.5. Определяем количество и состав продуктов полного сгорания при = 1,3:

Выход двуокиси углерода:

;

Выход водяных паров при сжигании газа в сухом воздухе:

;

Выход азота:

;

Избыточное количество кислорода в продуктах сгорания:

;

Суммарный выход продуктов сгорания:

;

1.6. Определяем процентный состав продуктов сгорания:

;

;

;

;

.

1.7. Определяем низшую теплоту сгорания топлива:

3. Расчёт крт.

3.1 Исходные данные.

1. Объемный расход уходящих газов (при н.у.):

2. Температура газа начальная:

3. Температура газа конечная:

3. Влагосодержание газа начальное:

4. Относительная влажность газа конечная:

5. Температура чистого теплоносителя начальная

6. Температура чистого теплоносителя конечная

7. Давление в теплообменнике:

Р = 96 кПа

8. Температура промежуточного теплоносителя начальная:

9. Температура промежуточного теплоносителя конечная:

10. Диаметр труб теплообменника:

d= 252мм

11. Профиль труб:

a/b= 1/2

3.2 Расчёт параметров в крайних точках.

1. Принимаем:

;

2. Определяем начальную энтальпию газа:

;

3. Определяем конечную энтальпию газа:

;

;

4. Определяем энтальпию газа в точке I-II:

;

5. Проверяем значение принятой температуры , для этого расчитываем левую и правую часть уравнения и сравниваем полученные значения:

;

;

Получаем сходимость меньше 0,01, что приемлимо для дальнейших расчётов.

6. Определяем температуру чистого теплоносителя:

;

7. Заносим полученые значения в таблицу:

	I	I-II	II
	130	56,05	40
	0,114	0,129	0,051
	-	16453,5	7323,8
	443,4	391	172,11
	57	47,92	10