
- •Сборник материалов для практических занятий по курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях»
- •Предисловие
- •Практическое занятие №1 Общие положения энергосбережения [26]. Задача №1
- •Задача №2
- •Решение.
- •Задача №3
- •Решение.
- •Задача №4
- •Решение
- •Практическое занятие №2 Определение теплоотдачи от реальных объектов с помощью переносных приборов.
- •Теоретические основы
- •При турбулентном режиме, т.Е. Когда применяется зависимость
- •Проведение измерений
- •Радиаторы чугунные (по гост 8690-75)
- •2.3. Обработка результатов измерения
- •2.4. Вопросы для самопроверки
- •Практическое занятие №3 Измерение теплового потока через ограждения.
- •3.1Теоретические основы
- •Проведение измерений Объектом измерения является наружная стена лаборатории, окна, а также радиаторы отопления.
- •3.3Вопросы для самопроверки
- •Практическое занятие №4 Тепловые испытания котельных установок.
- •Проведение измерений необходимых ля определения параметров работы котельных установок.
- •Примерная спецификация измерений при проведении тепловых испытаний котельных установок.
- •Основные требования к проведению испытаний.
- •Практическое занятие №5 Составление теплового баланса котельного агрегата.
- •Практическое занятие №6 Упрощенная методика теплотехнических расчётов [10]
- •Значения поправочных коэффициентов в зависимости от температуры уходящих газов [9]
- •Значение величин в и со2макс (ro2макс) [9].
- •Значение низшей теплотворной способности рабочего топлива отнесенной к 1 нм3 сухих продуктов сгорания в ккал/нм3 [9]
- •Соотношения двуокиси углерода и кислорода в сухих продуктах сгорания природного газа [9].
- •Характеристики работы котла дкв 10/13 после наладки
- •Расчётное содержание кислорода
- •Значение с1 и с2
- •Практическое занятие №7 Построение графика теплового баланса котельной установки
- •Практическое занятие №8 Определение эффективности использования природного газа.
- •Определение располагаемого тепла продуктов сгорания природного газа.
- •Значение величины z для природного газа
- •Подсчет потерь тепла по двум методам: на основе теплоты сгорания и на основе жаропроизводительности.
- •Определение потерь тепла вследствие химической неполноты сгорания
- •Определение коэффициента использования природного газа.
- •Практическое занятие №9 Определение эффективности использования попутного нефтяного газа.
- •Средний состав некоторых нефтепромысловых (попутных) газов.
- •Подсчёты располагаемого тепла продуктов сгорания нефтяного газа и потери тепла.
- •Теплотехнические характеристики некоторых (попутных) нефтяных газов.
- •Состав и теплотехнические характеристики продуктов полного сгорания попутных нефтяных газов.
- •Значение величины z для попутных нефтепромысловых газов
- •Задача №10.1
- •Задача № 10.2
- •Решение.
- •Основные вопросы для самопроверки.
- •Практическое занятие №11
- •Расчет промышленных трубопроводов нефтесодержащих жидкостей с путевым обогревом.
- •Тепловой расчет трубопроводов
- •Путевой подогрев нефтепродуктов
- •Внешний путевой подогрев нефтепродукта в трубопроводе.
- •Коэффициент теплопередачи от пароспутника к воздуху
- •Методика определения удельного расхода тепловой энергии на перекачку нефти и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам.
- •Теплоизоляционные материалы
- •Расчет паропроводов
- •Значения коэффициентов местных сопротивлений ζ
- •Компенсаторы
- •Практическое занятие №12 Технико-экономическое обоснование выбора вида топлива для котельных установок. Основные технико-эксплуатационные показатели.
- •Основные технико-экономические показатели вариантов применения различных видов топлива
- •Расход топлива
- •Практическое занятие №13. Повышение коэффициента полезного действия котельных.
- •Снижение потерь теплоты при механической и химической неполноте сгорания топлива.
- •Дымовая труба и «тяга»
- •Снижение потерь от механической неполноты горения твердого топлива.
- •Снижение потерь теплоты в окружающую среду.
- •Практическое занятие №14. Применение газовых поверстных воздухоподогревателей.
- •Воздухонагреватель гпв – 100
- •Практическое занятие №15 Энергосбережение в системе отопления при применении экономичного графика подачи теплоносителя.
- •Результаты расчетов экономичного графика подачи теплоносителя
- •Практическое занятие №16 Энергосбережение в системе отопления при улучшении теплозащитных свойств ограждающих конструкций здания
- •Практическое занятие №17 Энергосбережение при утилизации теплоты вентиляционных выбросов в рекуперативном теплообменнике.
- •Практическое занятие №18 Энергосбережение при совместном применении общеобменной и местной вентиляции.
- •Практическое занятие №19. Энергосбережение при применении воздушных завес
- •Значения а и α в формуле (19.1) при определении расхода наружного воздуха, поступающего через ворота производственного помещения при отсутствии воздушной завесы [21]
- •Результаты расчета при отсутствии завесы
- •Практическое занятие №20 Энергосбережение при применении рециркуляции в центральных системах кондиционирования воздуха
- •Практическое занятие № 21. Энергосбережение при применении частного регулирования производительности по воздуху вентиляторов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
- •Практическое занятие №22. Некоторые ориентировочные сведения о результатах, полученных при эксплуатации теплоэнергетического оборудования.
- •Литература.
Практическое занятие №8 Определение эффективности использования природного газа.
Природный газ широко применяют для сжигания в котлах и промышленных печах.
Он используется в котлах с различной эффективностью. При правильном контроле процесса горения и использования тепла уходящих газов КПД котлов достигает 93-94%, а при отсутствие надлежащего контроля КПД котлов, работающих на газе, резко снижается и в некоторых случаях не превышает 60-70%. Важно то, что газ в небольших котлах можно использовать с КПД не меньшим, чем в мощных котельных установках электростанций.
Для повышения эффективности использования газа в котлах и других установках необходимо иметь возможность быстро, с минимальной затратой труда определить потери тепла и КПД котлов.
В соответствие с [9,11] потери тепла с уходящими газами подсчитывают по формуле:
(8.1)
Формула (8.1) справедлива для всех видов топлива и для совместного сжигания различных видов топлива. При сжигании одного вида топлива с меняющимся содержанием балласта можно подставить в формулу значения t’max и B для данного вида топлива и значения C’и K для определенных интервалов продуктов сгорания. Подставляя в формулу значения величины (h-1) в зависимости от содержания в продуктах сгорания углеродсодержащих газов, т.е. CO2+CO+CH4, получаем простую формулу для подсчета располагаемого тепла продуктов сгорания и потерь тепла с уходящими газами [11]:
(8.2)
Значения величины Z для природного газа при различных температурных интервалах продуктов сгорания в зависимости от степени разбавления их воздухом, т.е. от содержания в продуктах сгорания суммы CO2+CO+CH4, приведены в таблице 8.1.
Определение располагаемого тепла продуктов сгорания природного газа.
Располагаемое тепло продуктов сгорания природного газа можно определить по формуле, полученной преобразованием формулы (8.2)
(8.3)
Значение величины Z для природного газа в зависимости от содержания в продуктах сгорания углеродсодержащих компонентов дано в табл. 8.1.
Подсчет 1. Температура продуктов сгорания перед пароперегревателем парового котла, работающего на природном газе, t=10000C. Состав продуктов сгорания: 10,3% CO2; 2,6% O2 ; 87,1% N2. Подсчитать располагаемое тепло продуктов сгорания. Поскольку данные анализы не вызывают сомнений, определяем величину Z по табл. 8.1 Подсчитываем располагаемое тепло продуктов сгорания
Подсчет 2: Определить располагаемое тепло продуктов сгорания перед экономайзером. Состав продуктов сгорания при температуре 4000С: 9,9% СО2; 3,4% О2; 86,7% N2.
Аналогично предыдущему:
Значение величины z для природного газа
Таблица 8.1
содержание в продуктах сгорания СО2+СО+СН4,% |
Температура продуктов сгорания, СС |
|||||||
0-250 |
250-350 |
350-500 |
500-700 |
700-900 |
900-1100 |
1100-1300 |
1300-1600 |
|
11,80 |
4,13 |
4,16 |
4,28 |
4,37 |
4,47 |
4,57 |
4,67 |
4,77 |
11,60 |
4,18 |
4,25 |
4,33 |
4,43 |
4,53 |
4,63 |
4,73 |
4,83 |
11,40 |
4,24 |
4,30 |
4,40 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
11,20 |
4,28 |
4,34 |
4,46 |
4,56 |
4,66 |
4,76 |
4,86 |
4,96 |
11,00 |
4,35 |
4,40 |
4,50 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
10,80 |
4,43 |
4,47 |
4,57 |
4,67 |
4,77 |
4,87 |
4,97 |
5,07 |
10,60 |
4,48 |
4,53 |
4,65 |
4,75 |
4,85 |
4,95 |
5,05 |
5,15 |
10,40 |
4,53 |
4,60 |
4,70 |
4,80 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
10,20 |
4,60 |
4,65 |
4,78 |
4,88 |
4,98 |
5,08 |
5,18 |
5,28 |
10,00 |
4,67 |
4,75 |
4,85 |
4,95 |
5,05 |
5,15 |
5,25 |
5,35 |
9,80 |
4,75 |
4,83 |
4,93 |
5,03 |
5,13 |
5,23 |
5,33 |
5,43 |
9,60 |
4,84 |
4,90 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
9,40 |
4,93 |
5,00 |
5,10 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
5,60 |
9,20 |
5,02 |
5,07 |
5,20 |
5,30 |
5,40 |
5,50 |
5,60 |
5,70 |
9,00 |
5,10 |
5,15 |
5,30 |
5,40 |
5,55 |
5,65 |
5,75 |
5,85 |
8,80 |
5,17 |
5,26 |
5,35 |
5,50 |
5,65 |
5,75 |
5,85 |
- |
8,60 |
5,27 |
5,35 |
5,45 |
5,60 |
5,75 |
5,85 |
5,95 |
- |
8,40 |
5,35 |
5,45 |
5,55 |
5,70 |
5,85 |
5,95 |
6,05 |
- |
8,20 |
5,45 |
5,55 |
5,65 |
5,80 |
5,95 |
6,05 |
6,15 |
- |
8,00 |
5,57 |
5,67 |
5,77 |
5,90 |
6,05 |
6,15 |
6,30 |
- |
7,80 |
5,68 |
5,80 |
5,90 |
6,00 |
6,15 |
6,25 |
- |
- |
содержание в продуктах сгорания СО2+СО+СН4,% |
Температура продуктов сгорания, СС |
|||||||
0-250 |
250-350 |
350-500 |
500-700 |
700-900 |
900-1100 |
1100-1300 |
1300-1600 |
|
7,6 |
5,80 |
5,90 |
6,05 |
6,15 |
6,32 |
6,42 |
- |
- |
7,4 |
5,90 |
6,05 |
6,20 |
6,30 |
6,45 |
6,60 |
- |
- |
7,2 |
6,05 |
6,15 |
6,30 |
6,40 |
6,55 |
6,70 |
- |
- |
7 |
6,22 |
6,32 |
6,45 |
6,60 |
6,75 |
6,90 |
- |
- |
6,8 |
6,45 |
6,50 |
6,65 |
6,75 |
6,90 |
- |
- |
- |
6,6 |
6,55 |
6,65 |
6,80 |
6,95 |
7,10 |
- |
- |
- |
6,4 |
6,70 |
6,85 |
6,95 |
7,15 |
7,30 |
- |
- |
- |
6,2 |
6,95 |
7,05 |
7,15 |
7,35 |
7,50 |
- |
- |
- |
6 |
7,15 |
7,25 |
7,35 |
7,60 |
7,70 |
- |
- |
- |
5,8 |
7,40 |
7,45 |
7,60 |
7,80 |
7,90 |
- |
- |
- |
5,6 |
7,55 |
7,65 |
7,80 |
8,05 |
8,15 |
- |
- |
- |
5,4 |
7,85 |
7,95 |
8,06 |
8,35 |
8,40 |
- |
- |
- |
5,2 |
8,05 |
8,20 |
8,35 |
8,65 |
8,65 |
- |
- |
- |
5 |
8,35 |
8,50 |
8,65 |
9,25 |
9,00 |
- |
- |
- |
4,6 |
9,00 |
9,10 |
9,25 |
10,3 |
- |
- |
- |
- |
4,2 |
9,75 |
9,90 |
10,05 |
11,2 |
- |
- |
- |
- |
3,8 |
10,7 |
10,8 |
11 |
- |
- |
- |
- |
- |
3,4 |
11,8 |
12 |
12,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
3 |
13,2 |
13,4 |
13,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,6 |
15,2 |
15,4 |
15,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
2,2 |
17,8 |
18 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,8 |
21,4 |
21,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,2 |
31,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Примечание. Использование продуктов сгорания с весьма малым содержанием СО2 возможно в сушильных установках, в которых в качестве сушильного агента применяют продукты сгорания газа, разбавленные воздухом.