Материальный баланс
|
Поступило |
|
Мол. масса |
|
м3 |
|
|
|
Кг |
|
CH4 |
= |
16 |
x |
82.41 |
/ |
22.4 |
= |
58.86 |
|
C2H6 |
= |
30 |
x |
4.24 |
/ |
22.4 |
= |
5.68 |
|
C3H8 |
= |
44 |
x |
0.79 |
/ |
22.4 |
= |
1.55 |
|
C4H10 |
= |
58 |
x |
1.58 |
/ |
22.4 |
= |
4.09 |
|
C5H12 |
= |
72 |
x |
0 |
/ |
22.4 |
= |
0 |
|
CO2 |
= |
44 |
x |
0.2 |
/ |
22.4 |
= |
0.39 |
|
N2 |
= |
28 |
x |
9.48 |
/ |
22.4 |
= |
11.85 |
|
H2O |
= |
18 |
x |
1.3 |
/ |
22.4 |
= |
1.04 |
|
Всего |
|
|
|
100 |
|
|
|
83,46 |
|
Воздух |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O2 |
= |
32 |
x |
194 |
/ |
22.4 |
= |
277,14 |
|
N2 |
= |
28 |
x |
827 |
/ |
22.4 |
= |
1033,75 |
|
Всего |
|
|
|
1021 |
|
|
|
1310,89 |
|
Итого |
|
|
|
1121 |
|
|
|
1394,35 |
|
Продукты сгорания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
= |
44 |
x |
100 |
/ |
22.4 |
= |
196,43 |
|
H2O |
= |
18 |
x |
190 |
/ |
22.4 |
= |
152,68 |
|
O2 |
= |
32 |
x |
23.3 |
/ |
22.4 |
= |
33,29 |
|
N2 |
= |
28 |
x |
827 |
/ |
22.4 |
= |
1033,75 |
|
Всего |
|
|
|
1121 |
|
|
|
1394,35 |
|
Невязка |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
Тепловой баланс печи
Приход тепла
1) Тепло, образующееся при сжигании топлива.
Qхим=B∙Qрн=34,79 ∙В МВт
2) Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом:
,
где
Vв – расход воздуха на 1 м3 топлива
iв=504,75 кДж/м3 – энтальпия воздуха при температуре 380 оC;
Так как у нас топливо не подогрето, то Qт=0.
Расход тепла
Расход тепла на нагрев труб
Смнач=0.476 кДж/(кг*К) Смкон=0.691 кДж/(кг*К) Cср=0.584
Потери тепла с уходящими продуктами сгорания
Определим
температуру газов в зоне теплообмена:
При t=9300С
Потери тепла теплопроводностью через кладку
Tкл=1100 °С
Удельный тепловой поток через кладку:
λ’=0.25 Вт/(м*К); α’=7+0.05*tнач=21.65 Вт/(м2*К)
Поверхность кладки:
Потери тепла через кладку
Потери тепла излучением в соседние тамбуры
Площадь полностью открытого проёма:
Площадь проёма, перекрытого трубой:
Коэффициент диафрагмирования для проёма
Для полностью открытого:
Следовательно,
Ф1=0.58
Для перекрытого трубой:
Следовательно,
Ф2=0.56
Угловой коэффициент излучения для проёма
Полностью открытого
Следовательно,
В1=1
Для перекрытого трубой:
Следовательно,
В2=1,2
Неучтённые потери
Уравнение теплового баланса 1 секции
34790B+5219.09B=206.67+16018.7B+9.39+0.25+21.63
Результаты расчета теплового баланса.
Таблица 1. Приходная часть теплового баланса
|
Статьи прихода |
кВт |
% |
|
Топливо от горения топлива |
347.9 |
86,96 |
|
Тепло от подогретого воздуха |
52.19 |
13,04 |
|
Итого |
400,09 |
100 |
Таблица 2. Расходная часть теплового баланса
|
Статьи расхода |
кВт |
% |
|
Тепло на нагрев металла |
206.67 |
51.91 |
|
Тепло, уносимое продуктами сгорания |
160,19 |
40.24 |
|
Потери тепла теплопроводностью через кладку |
9.39 |
2.49 |
|
Потери тепла излучением |
0,25 |
0.06 |
|
Неучтенные потери |
21.63 |
5.43 |
|
Итого |
398.13 |
100 |
Удельный расход тепла определяется по формуле:
,
где
-
удельный расход тепла на нагрев 1 кг
металла, кДж/кг;
-
приход тепла, кВт;
-
производительность печи, кг/с.
Таким образом,
кДж/кг.
Коэффициент полезного действия печи:
ηкпд=Qпол/Qприх=206.67/400.09=0,5166 (51.66 %)
Коэффициент полезного действия рабочего пространства:
ηкпд=Qпол/(Qхим+ Qфиз - Qух )=206.67/(400.09-160.19)=0,8615 (86,15 %)