Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

в г. Салавате

(Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате)

Кафедра химико-технологических процессов

Утверждаю Зав. Кафедрой профессор

____________Б. С. Жирнов

“____” ____________2012 г.

Техническая термодинамика

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Пояснительная записка

к курсовой работе на ____листах

ХТП – 240403.65 - 03.01.070 ПЗ

Исполнитель:

студент гр. ТП-09-21 А.Р. Сайфуллина

Руководитель работы:

ассистент Е.В. Комарова

Салават 2012

Целью курсовой работы является на примере котельного агрегата рассмотреть методы расчета процессов сжигания и расхода топлива, к.п.д., теплового и энергетического балансов.

В литературном обзоре курсовой работы рассмотрена тема о вторичных энергоресурсах и рациональном их использовании.

В ходе курсовой работы просчитан процесс горения, определена теоретическая температура горения, тепловой и эксергетический баланс котельного агрегата, произведен расчет котла-утилизатора. На основании расчетных данных выбран котельный агрегат, вспомогательное оборудование: пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и горелка.

Выполнены схема-эскиз котельного агрегата на листе А4,схемы котла-утилизатора, пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и горелки на листе А4.

52 стр., 5 рис., 11 ист. лит.

Содержание С.

Введение 4

1 Литературный обзор 5

2 Принципиальная схема установки. Описание работы установки 17

3 Расчет котельного агрегата 19

4 Упрощенный эксергетический баланс котельного агрегата 28

5 Расчет газотрубного котла-утилизатора 37

6 Описание работы котла-утилизатора и вспомогательного оборудования 45

6.1 Паровой котел Е-50-1,4ГМ 45

6.2 Котел-утилизатор Г-420 46

6.3 Пароперегреватель 46

6.4 Двухпоточный воздухоподогреватель 47

6.5 Экономайзер змеевиковый 48

6.6 Горелка 48

Заключение 50

Список литературы 51

Приложение 52

Введение

Теплотехника - фундаментальная общетехническая дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности связанных с этим аппаратов и устройств . Современное химическое производство представляет собой совокупность технологических и тепловых процессов и соответствующего технологического теплоэнергетического оборудования.

Котлами называют устройства, предназначенные для получения пара или горячей воды повышенного давления за счет теплоты, выделяемой при сжигании топлива или подводимой от посторонних источников (обычно с горючими газами). Котлы, использующие теплоту отходящих из печей газов или других основных и побочных продуктов различных технологических процессов, называют котлами-утилизаторами. Комплекс устройств, включающий в себя собственно котел и вспомогательное оборудование, называют котельной установкой. Котельные установки, снабжающие паром турбины тепловых электрических станций, называют энергетическими. Для снабжения паром производственных потребителей создают специальные производственные и отопительные котельные установки.

В данной работе на примере котельного агрегата рассматриваются методы расчета процесса сжигания и расхода топлива, к.п.д., теплового и энергетического балансов. Экономия топлива при его сжигании является одной из важнейших задач в решении топливно-энергетической проблемы. Вопросы экономии топлива и рационального использования тепла решаются в курсовой работе применением в схеме котельной установки экономайзера, воздухонагревателя, котла-утилизатора.

В качестве источников теплоты для котельных установок используются природные и искусственные топлива, отходящие газы промышленных печей и других устройств, солнечная энергия, энергия деления тяжелых элементов (урана, плутония).[1]

1 Литературный обзор

1.1 Общие понятия о вторичных энергоресурсах

Прогрессивное направление и развитие промышленности – создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения полезной продукции. Получаемая из вне энергия необходима лишь для запуска и резервирования, то есть безаварийной остановки технологического процесса. Так в настоящее время используются технологические процессы производства аммиака, метанола, высших спиртов и некоторых других химических продуктов, основанные на принципе энерготехнологического комбинирования с максимальным использованием выделяемой энергии при различных реакциях.

В настоящее время и в ближайшей перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными и энергетическими отходами. На технологический процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов – теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Однако не всё количество этой энергии используется в технологическом процессе или агрегате; такие неиспользуемые в процессе (агрегате) энергетические отходы называют вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР).

Количество образующихся вторичных энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому полезное их использование – одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов. Утилизация этих ресурсов связана с определёнными затратами, в том числе и капитальными, поэтому возникает необходимость экономической оценки целесообразности такой утилизации.

Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов (процессов). Термин “энергетический потенциал” здесь следует понимать в широком смысле, он означает наличие определённого запаса энергии – химически связанного тепла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др. Химически связанное тепло продуктов топливоперерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных, углеобогатительных и др.) к ВЭР не относятся. [8]