Kada izgaranje ugljika goriva u zraku, jednadžba (21C + 2102 + 79N2 \u003d 21C02 + 79N2) na svakom volumenu C02 u proizvodima izgaranja čini 79: 21 \u003d 3,76 volumena N2.
Kada izgaranje antracita, mršavi ugljevi i druge vrste goriva s visokim sadržajem ugljika, proizvodi izgaranja se formiraju u blizini sastava proizvoda izgaranja ugljika. Kada izgaranje vodika jednadžbom
42H2 + 2102 + 79N2 \u003d 42H20 + 79N2
Na svakom volumenu H20 račune za 79:42 \u003d 1,88 volumena dušika.
U proizvodima za izgaranje prirodnih, ukapljenih i koksa plinova, tekuće gorivo, ogrjevno drvo, treset, smeđi ugljen, dugo-plamen i plinski ugljen i druge vrste goriva s značajnim sadržajem vodika u zapaljivoj masi, velika količina vodene pare se formira, ponekad prelazi volumen C02. Prisutnost vlage na vrhu
|
Tablica 36. Kapacitet topline, KCAL / (MW ° C) |
Žive, naravno, povećava sadržaj vodene pare u proizvodima za izgaranje.
Sastav punih produkata izgaranja glavnih goriva u paru čiomerijskom volumenu daje se u tablici. 34. Od ovih tablice, može se vidjeti da u proizvodima izgaranja svih vrsta goriva, sadržaj N2 značajno premašuje ukupni sadržaj C02-F20, te u proizvodima izgaranja ugljika je 79%.
Produkti izgaranja vodika sadrže 65% N2, u produktima izgaranja prirodnih i ukapljenih plinova, benzina, loživog ulja i drugih vrsta ugljikovodičnog goriva, sadržaj je 70-74%.
Sl. 5. Volumetrični toplinski kapacitet
Izgaranje proizvoda
4 - proizvodi izgaranja ugljika
5 - proizvodi izgaranja vodika
Prosječni kapacitet topline kompletnih proizvoda za izgaranje koje ne sadrže kisik se mogu izračunati pomoću formule
C \u003d 0,01 (CC02C02 + CSO2S02 + C "20H20 + CN2N2) KCAL / (M3- ° C), (VI. 1)
Gdje je CC0G, CSO2, Sina0, CNA volumetrijski toplinski kapacitet ugljičnog dioksida, sumpornog plina, vodene pare i dušika i C02, S02, H20 i N2 je sadržaj odgovarajućih komponenti u produktima izgaranja,% (volumen).
U skladu s tim, formula (vi. 1) dobiva sljedeći oblik:
C \u003d 0.01. (CC02 / 02 + CHJ0H20-BCNI! N2) KCAL / (M3 "°). (Vi.2)
Prosječni volumetrijski kapacitet topline C02, H20 i N2 u temperaturnom području od 0 do 2500 ° C daje se u tablici. 36. Krivulje koje karakteriziraju promjenu prosječnog volumetrijskog toplinskog kapaciteta ovih plinova s \u200b\u200bpovećanjem temperature prikazane su na Sl. pet.
Od onih prikazanih u tablici. 16 podataka i krivulja prikazanih na Sl. 5, možete vidjeti sljedeće:
1. Glavni toplinski kapacitet C02 značajno premašuje toplinski kapacitet H20, koji, zauzvrat, premašuje toplinski kapacitet N2 tijekom cijelog temperaturnog raspona od 0 do 2000 ° C.
2. Toplinski kapacitet C02 povećava se s povećanjem temperature brže od topline H20, a kapacitet topline H20 je brži od toplinskog kapaciteta N2. Međutim, unatoč tome, ponderirani prosječni volumetrijski kapacitet topline izgaranja ugljika i izgaranja vodika u stehiometrijskom volumenu zraka se malo razlikuje.
Navedeni položaj, nešto neočekivano na prvi pogled, zbog činjenice da je u proizvodima potpunog izgaranja ugljika u zraku za svaki kubični metar C02, koji ima najveći volumetrijski toplinski kapacitet, čini 3,76 m3 n2 s minimalnim volumetrijskim
|
Prosječni volumetrijski toplinski kapacitet ugljika i produkata izgaranja vodika u teoretski potrebnoj količini zraka, kcal / (m3- ° C)
|
Toplinski kapacitet, au proizvodima za izgaranje vodika za svaki kubični metar vodene pare, čiji je volumetrijski kapacitet topline manji od onog od sho, ali više nego u N2, postoji pola manja količina dušika (1,88 m3).
Kao rezultat toga, prosječni volumetrijski kapacitet ugljika i produkata izgaranja vodika u zraku je poravnat, kao što se može vidjeti iz tablice podataka. 37 i usporedba krivulja 4 i 5 na slici. 5. Razlika u ponderiranim prosječnim proizvodima za opskrbu toplinom izgaranja ugljika i vodika u zraku ne prelazi 2%. Naravno, toplinski kapacitet proizvoda za izgaranje goriva koji se uglavnom sastoje od ugljika i vodika, u stehiometrijskom volumenu zraka, leže u uskom području između krivulja 4 i 5 (zasjenjena na slici 5) ..
Proizvodi iz punog izgaranja različitih vrsta; Gorivo u stehiometrijskom zraku u temperaturnom području od 0 do 2100 ° C ima sljedeći toplinski kapacitet, kcal / (m3\u003e ° C):
Brisači u toplinskom kapacitetu u proizvodima za izgaranje različite vrste Gorivo je relativno malo. W. kruto gorivo s visokim sadržajem vlage (drva za ogrjev, treset, smeđi ugljen, itd.) Toplinski kapacitet proizvoda izgaranja u istom temperaturnom rasponu je veći od goriva s niskim sadržajem vlage (antracit, kameni ugljevi, loživo ulje, prirodni plin, itd. ). To je zbog činjenice da kada izgaranje goriva s visokim sadržajem vlage u proizvodima izgaranja, sadržaj vodene pare ima veći kapacitet topline u usporedbi s plinovitim dioksidom - dušikom.
Na kartici. 38 prikazuje prosječni volumetrijski toplinski kapacitet punih produkata izgaranja koji se ne razrijedi zrakom za različite temperaturne raspone.
Tablica 38.
|
Vrijednost prosječnih batrijabaza koje se ne razrijedi s izgaranjem zraka i izgaranjem zraka u temperaturnom području od 0 do t ° C
|
Povećanje sadržaja vlage u gorivu povećava toplinski kapacitet proizvoda za izgaranje zbog povećanja sadržaja vodene pare u istom temperaturnom području u usporedbi s toplinskim kapacitetom proizvoda za izgaranje goriva s nižim sadržajem vlage, a istovremeno smanjuje Temperatura izgaranja goriva zbog povećanja volumena proizvoda za izgaranje zbog para vode.
Uz povećanje sadržaja vlage u gorivu, skupni kapacitet topline izgaranja u određenom temperaturnom rasponu se povećava i, u isto vrijeme, temperaturna temperatura je smanjena od 0 do £ takh smanjena zbog smanjenja vrijednosti<тах. ПОСКОЛЬКУ ТЄПЛОЄМКОСТЬ ГЭЗОВ уМвНЬ — шается с понижением температуры, теплоемкость продуктов сгорания топлива с различной влажностью в интервале температур от нуля до <тах для данного топлива претерпевает незначительные колебания (табл. 39). В соответствии с этим можно принять теплоемкость продуктов сгорания всех видов твердого топлива от 0 до tmax равной 0,405, жидкого топлива 0,401, природного, доменного и генераторного газов 0,400 ккал/(м3-°С).
To omogućuje značajno pojednostavljenje određivanja kalorimetrijskih i izračunatih temperatura izgaranja (prema postupku navedenom u CH. VII). Točnost pogreške obično ne prelazi 1% ili 20 °.
Od razmatranja krivulja 4 i 5 na slici. 5 Može se vidjeti da je omjer topline - kontejnera potpunog izgaranja ugljika u stehiometrijskom volumenu zraka u temperaturnom rasponu od 0 do t ° C, na primjer od 0 do
|
Toplinski kapacitet proizvoda izgaranja od 0 do T'mayl različitih vrsta krutih goriva sa sadržajem od 0 do 40% vlage, u količini stehiometrijskog zraka
|
200 i od 0 do 2100 ° C praktički su jednaki omjeru topline proizvoda izgaranja vodika u istim temperaturnim intervalima. Navedeni omjer toplinskog kapaciteta C 'ostaje gotovo konstantan i za proizvode potpunog izgaranja različitih vrsta goriva u količini stehiometatora zraka.
Na kartici. 40 prikazuje odnose proizvoda od topline kapaciteta punog izgaranja goriva s malim sadržajem balasta, koji se kreće u plinovitim proizvodima za izgaranje (antracit, koks, kamen, kamena, tekuće gorivo, prirodne, naftne, koke plinove itd.) U rasponu od 0 do t ° C i u temperaturnom rasponu od 0 do 2100 ° C. Budući da je toplinska proizvodnja ovih goriva blizu 2100 ° C, navedeni omjer topline kapaciteta s 'jednak je omjeru kapaciteta topline u temperaturnom rasponu od 0 do t i od 0 do TM & X-
Na kartici. 40 se također daju vrijednosti vrijednosti c ', broje se za proizvode izgaranja goriva s visokim sadržajem balasta, krećući se pri spaljivanju goriva u plinovitim proizvodima izgaranja, tj. Vlagu u krutom gorivu, dušik i ugljični dioksid u plinovitim , Toplinska produktivnost određenih goriva (ogrjevno drvo, treset, smeđi ugljeni, mješoviti generator, zračni i domene plinovi) jednaka je 1600-1700 ° C.
Tablica 40.
|
Liječenje topline kapaciteta produkata izgaranja s 'i zrakom K u temperaturnom području od 0 do t ° C do toplinskog kapaciteta proizvoda izgaranja od 0 do (SCH
|
Kao što se može vidjeti iz tablice. 40, vrijednosti s "i malo se razlikuju čak i za proizvode za izgaranje goriva s različitim sadržajem balasta i toplinske performanse.
Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja
"Tehničko sveučilište Samara"
Odjel "Kemijska tehnologija i industrijska ekologija"
Tečaj
u okviru discipline "Tehnička termodinamika i toplinski inženjering"
Tema: Izračun ugradnje topline otpadnih plinova tehnološke peći
Završio: student rybinin e.a.
ZF tečaj III Grupa 19
Provjereni: konzultant Churkina a.Yu.
Samara 2010
Uvod
Većina kemijskih poduzeća formirala je visok i niskotemperaturni toplinski otpad, koji se može koristiti kao sekundarni izvori energije (WEP). To uključuje odlazne plinove raznih kotlova i tehnoloških peći, hlađenih tokova, hlađenje vode i proveo paru.
Toplinski wer u velikoj mjeri pokriva potrebu za toplinom pojedinih industrija. Dakle, u industriji dušika, na štetu WEP-a, Bole je zadovoljan s 26% toplinske potrebe, u industriji sode - više od 11%.
Količina rabljene vrijednosti ovisi o tri faktora: WEP temperatura, njihovu toplinsku snagu i izlazni kontinuitet.
Trenutno odlaganje topline proizvodnje ispušnih plinova je najveća distribucija, što gotovo svi procesi vatrogasaca imaju visoku temperaturu potencijal i u većini industrija se može kontinuirano koristiti. Toplina ispušnih plinova je glavni materijalni energet. Koristi se uglavnom za tehnološko, au nekim slučajevima - i za energetske svrhe (u kotlovima - utilizatorima).
Međutim, široko rasprostranjeno korištenje visokotemperaturnog toplinskog materijala povezan je s razvojem metoda korištenja, uključujući toplinske vruće šljake, proizvode itd., Nove metode odlaganja topline ispušnih plinova, kao i poboljšanjem dizajna postojećih oprema za korištenje.
1. Opis tehnološke sheme
U tubularnim pećima koje nemaju konvekcijske komore ili u zračenju-konvekcijske vrste peći, ali imaju relativno visoku početnu temperaturu grijanog produkta, temperatura ispušnih plinova može biti relativno visoka, što dovodi do povećanog gubitka topline, smanjenje u učinkovitosti peći i veća potrošnja goriva. Stoga je potrebno koristiti toplinu ispušnih plinova. To se može postići ili pomoću grijača zraka, zagrijavanje zraka koji ulazi u peći za izgaranje goriva, ili ugradnju otpadnih reciklira koji vam omogućuju dobivanje vodene pare potrebne za tehnološke potrebe.
Međutim, potrebni su dodatni troškovi grijača zraka, ventilatora i dodatne potrošnje električne energije koju konzumira puhalo motor, potrebni su za grijanje zraka.
Kako bi se osiguralo normalan rad grijača zraka, važno je spriječiti mogućnost korozije njegove površine iz dimnih strana dimnih plinova. Ovaj fenomen je moguć kada je temperatura površine izmjene topline ispod temperature točke rosišta; U tom slučaju, dio dimnih plinova, izravno u dodiru s površinom zračnog grijača, značajno se ohladi, vodena para koja se nalazi u njima djelomično je kondenzirana i apsorbira sumpornog dioksida iz plinova, čini agresivnu slabu kiselinu.
Točka rosišta odgovara temperaturi na kojoj se ispada tlak zasićene pare vode jednako djelomičnom tlaku vodene pare sadržane u dimnim plinovima.
Jedna od najpouzdanijih metoda zaštite od korozije je pred-zagrijavanje zraka na bilo koji način (na primjer, u vodi ili paru kanalu) na temperaturu iznad točke rosišta. Takva se korozija može pojaviti na površini konvekcijskih cijevi, ako je temperatura sirovine koja ulazi u peć niža od točke rosišta.
Izvor topline, povećati temperaturu zasićene pare, je oksidacijska reakcija (izgaranje) primarnog goriva. Dimni plinovi nastali tijekom izgaranja daju svoju toplinu u zračenju, a zatim konvekcijske komore sa sirovom tokom (par vode). Prevladana vodena para ulazi u potrošača, a proizvodi za izgaranje ostavljaju pećnicu i uđite u kotao reciklara. Na izlazu KU, zasićena vodena para dolazi natrag na dovod pare pregrijavanja u pećnici, a dimni plinovi, koji rashladno sredstvo uđe u grijač zraka. Iz grijača na zračnom napajanju, dimni plinovi idu na šator, gdje se voda koja dolazi na zavojnicu zagrijava i odlazi usmjeriti na potrošača, a dimni plinovi u atmosferu.
2. Izračun peći
2.1 Izračun procesa spaljivanja
Definiramo izgaranje topline goriva P: R N. , Ako je gorivo pojedinačni ugljikovodik, zatim toplinski izgaranje P: R N. Jednak je standardnoj vrućini izgaranja minus toplinu isparavanja vode u proizvodima za izgaranje. Također se može izračunati u skladu sa standardnim toplinskim učincima formiranja izvora i konačnih proizvoda na temelju zakon o gesu.
Za gorivo koje se sastoji od smjese ugljikovodika, toplina izgaranja se određuje, ali pravilo aditivnosti:
gdje Q PI N. - toplina izgaranja i. -Ho komponenta goriva;
y i. - koncentracija i. - Komponenta goriva u frakcijama iz jednog, zatim:
P: R N. cm = 35.84 ∙ 0.987 + 63,80 ∙ 0.00333+ 91.32 ∙ 0.0012+ 118.73 ∙ 0.0004 + 146.10 ∙ 0.0001 \u003d 35.75 MJ / m 3.
Molarna masa goriva:
M. = Σ M i. ∙ y i. ,
gdje M i. - molekulska masa i. -Ho komponenta goriva, odavde:
M m \u003d. 16,042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0.0012 + 58,120 ∙ 0.0004 + 72.15 ∙ 0.0001 + 44.010 ∙ 0.001 + 28.01 ∙ 0.007 \u003d 16,25 kg / mol.
kg / m 3,
zatim P: R N. cm , izraženo u MJ / kg, jednak je:
MJ / kg.
Rezultati izračuna smanjeni su u tablici. jedan:
Sastav goriva stol 1
Definiramo osnovni sastav goriva,% (masa.):
,
gdje n i C. , nih. , n i n. , n i O. - broj ugljika, atoma vodika, dušika i kisika u molekulama pojedinih komponenti uključenih u gorivo;
Sadržaj svake komponente goriva, masa. %;
x I. - Sadržaj svake komponente goriva, kažu. %;
M i. - molarna masa pojedinačnih komponenti goriva;
M. - molarna masa goriva.
Provjera kompozicije :
C + H + O + N \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 \u003d 100% (masa).
Definiramo teoretsku količinu zraka potrebnog za spaljivanje od 1 kg goriva, određuje se iz stehiometrijske jednadžbe reakcije izgaranja i sadržaja kisika u atmosferskom zraku. Ako je označen osnovni sastav goriva, teoretska količina zraka L 0. , kg / kg, izračunate formulom:
U praksi se uvodi prekomjerna količina zraka kako bi se osigurala potpunost izgaranja goriva u peći, naći ćemo valjani protok zraka na α \u003d 1.25:
L. = αl 0 ,
gdje L. - valjani protok zraka;
α - višak koeficijenta zraka,
L. = 1.25 ∙ 17.0 \u003d 21,25 kg / kg.
Specifični volumen zraka (n. Y.) Za spaljivanje 1 kg goriva:
gdje ρ B. \u003d 1,293 - gustoća zraka u normalnim uvjetima,
m 3 / kg.
Smatramo da se broj proizvoda izgaranja formira pri spaljivanju od 1 kg goriva:
ako je poznat elementarni sastav goriva, tada se maseni sastav dimnih plinova po 1 kg goriva u punom izgaranju može odrediti na temelju sljedećih jednadžbi:
gdje m CO2. , m H2O. , m n2. , m o2. - masa odgovarajućih plinova, kg.
Ukupni proizvodi izgaranja:
m. p. S. = m CO2 + M H2O + M N2 + M O2
m. p. S. \u003d 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 \u003d 22,25 kg / kg.
Provjerite dobivenu vrijednost:
gdje W f. - specifična potrošnja pare mlaznice pri spaljivanju tekućeg goriva, kg / kg (za plinsko gorivo W f. = 0),
Budući da je gorivo plin, sadržaj vlage u zraku je zanemaren, a količina vode pare ne uzima u obzir.
Pronađite količinu proizvoda izgaranja u normalnim uvjetima formiranih tijekom izgaranja od 1 kg goriva:
gdje m i. - masa odgovarajućeg plina nastalog tijekom izgaranja od 1 kg goriva;
ρ I. - gustoća ovog plina u normalnim uvjetima, kg / m3;
M i. - molarna masa ovog plina, kg / kMol;
22.4 - molarni volumen, m 3 / kMol,
m3 / kg; 
m3 / kg;
m3 / kg; 
m 3 / kg.
Ukupni volumen proizvoda za izgaranje (n. Y) u stvarnom protoku zraka:
V \u003d v CO2 + v H2O + V N2 + v O2 ,
Vlan = 1.38 + 2,75+ 13,06 + 0,70 \u003d 17,89 m 3 / kg.
Gustoća produkata izgaranja (n. Y):
kg / m 3.
Naći ćemo toplinske kapacitete i entalpiju izgaranja proizvoda od 1 kg goriva u temperaturnom rasponu od 100 ° C (373 K) do 1500 ° C (1773 K) pomoću tablice podataka. 2.
Srednji specifični toplinski kapacitet plinova s \u200b\u200bP, KJ / (kg ∙ K) tablica 2
| t. , ° S. |
|||||
Entalpija dimnih plinova formiranih tijekom izgaranja od 1 kg goriva:
gdje s CO2. , s H2O. , s n2. , s O2. - srednji specifični toplinski kapacitet pri stalnom tlaku odgovarajućeg travnjaka na temperaturama t. , KJ / (kg · k);
s T. - prosječni toplinski kapacitet dimnih plinova formiranih tijekom izgaranja od 1 kg goriva na temperaturama t. , KJ / (kg k);
na 100 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 200 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 300 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 400 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 500 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 600 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 700 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 800 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 1000 ° C: KJ / (kg ∙ K);
na 1500 ° C: KJ / (kg ∙ K);
Rezultati izračuna smanjeni su u tablici. 3.
Proizvodi izgaranja enhaulpia Tablica 3.
Prema stolu. 3 Izgradite raspored ovisnosti H T. = f. ( t. ) (Sl. 1) vidi privitak .
2.2 Izračun toplinske ravnoteže peći, učinkovitost peći i potrošnje goriva
Toplinski tok, opaženi vodom parom u peći (korisno termalno opterećenje):
gdje G. - količina pregrijane vodene pare po jedinici vremena, kg / s;
H v1. i N vp2.
Uzmite temperaturu tekućih dimnih plinova jednakih 320 ° C (593 K). Gubitak topline zračenjem u okoliš bit će 10%, a 9% njih se gubi u blistav komori, a 1% u konvekciji. Učinkovitost peći η t \u003d 0,95.
Gubitak topline iz kemijske nosta, kao i broj topline dolaznog goriva i zanemarivanja zraka.
Odredite KPD peć:
gdje Kako - enthalpy proizvodi izgaranja na temperaturi dimnih plinova koji napuštaju pećnicu, t britan ; Temperatura odlaznih dimnih plinova obično se uzima 100 do 150 ° C iznad početne temperature sirovine na ulazu u peć; q znoj - gubitak topline zračenjem za okoliš,% ili dionice od Q ;
Potrošnja goriva, kg / s:
kg / s.
2.3 Izračun zračenja kamere i konvekcijskog fotoaparata
Definiramo temperaturu dimnih plinova na prolazu: t. P \u003d 750 - 850 ° S, prihvatiti
t. P \u003d 800 °: (1073 K). Proizvodi za izgaranje enhaulpia na temperaturi u prolazu
H. P \u003d 21171,8 KJ / kg.
Termički protok, percipira vodene pare u zrađem cijevima:
gdje N. P - enthalpy iz produkata izgaranja na temperaturi dimnih plinova PEREVALI, KJ / kg;
η t - učinkovitost peći; Preporučuje se da je jednaka 0,95 - 0,98;
Termički protok, percipirano vodnim parom u konvekcijskim cijevima:
Entalpija vodene pare na ulazu u zračenje će biti:
KJ / kg.
Prihvaćamo veličinu gubitka tlaka u konvekcijskoj komori ∆ P. do \u003d 0,1 MPa, zatim:
P. do = P. - P. do ,
P. do \u003d 1.2 - 0.1 \u003d 1.1 MPa.
Temperatura vodene pare u dijelu zračenja t. do \u003d 294 ° C, a zatim će prosječna temperatura vanjske površine radijastih cijevi biti:
gdje Δt. - razlika između temperature vanjske površine zračenih cijevi i temperature vodene pare (sirovina) zagrijana u cijevima; Δt. \u003d 20 - 60 ° C;
DO.
Maksimalna izračunata temperatura izgaranja:
gdje t o. - smanjena temperatura početne smjese goriva i zraka; Prihvaća se jednak temperaturi zraka koji se isporučuje za spaljivanje;
hVALA. - Specifični toplinski kapacitet proizvoda za izgaranje na temperaturama t. P;
° s.
Za maks = 1772,8 ° C i t. P \u003d 800 ° C toplinsku stavu apsolutno crne površine q S. Za različite temperature vanjske površine radijastih cijevi, sljedeće vrijednosti su:
Θ, ° C 200 400 600
q S. , W / m 2 1.50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0.70 ∙ 10 5
Gradimo pomoćnu grafiku (sl. 2) vidi privitak gdje pronalazimo toplinu koja gleda na θ \u003d 527 ° C: q S. \u003d 0.95 ∙ 10 5 W / m 2.
Izračunavamo cijeli toplinski tok uveden u peć:
Preliminarna vrijednost područja ekvivalentne apsolutno crne površine:
m 2.
Prihvaćamo stupanj zaštite zidanja ψ \u003d 0,45 i za α \u003d 1,25 to smatramo
H S. /H. L. = 0,73.
Vrijednost ekvivalentne ravne površine:
m 2.
Prihvaćamo smještaj jednog reda i korak između njih:
S. = 2d. N. \u003d 2 ∙ 0.152 \u003d 0,304 m. Za te vrijednosti formiraju faktor DO = 0,87.
Veličinu pokrivene površine zidanja:
m 2.
Površina cijevi za grijanje grijanja:
m 2.
Odaberite BB2 peć, njegove parametre:
površina komore za zračenje, m 2 180
površina konvekcije komore, m 2 180
radna duljina pećnica, m 9
Širina komore za zračenje, m 1,2
b. Izvršenje
metoda izgaranja goriva plamen
promjer zračenja promjera cijevi, mm 152 × 6
promjer cijevi konvekcijskog komora, MM 114 × 6
Broj cijevi u komori za zračenje:
gdje d. H je vanjski promjer cijevi u komori za zračenje, m;
l. Paul - Korisna duljina zračenja cijevi, oprana dimnim plinovima, m,
l. spol \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,
.
Promjena topline površine radijastih cijevi:
W / m 2.
Određujemo broj cijevi konvekcijskog vijeća:
Imamo ih u redoslijedu za provjeru 3 u jednom horizontalnom redu. Korak između cijevi S \u003d 1.7 d. H \u003d 0,19 m.
Prosječna temperatura se određuje formulom:
° s.
Koeficijent prijenosa topline u konvekcijskoj komori:
W / (m 2 ∙ k).
Promjena topline površine konvekcijske cijevi određena je formulom:
W / m 2.
2.4 Hidraulički izračun zavojnice peći
Hidraulički izračun zavojnice peći je utvrditi gubitak tlaka vodene pare u zračenju i konvekcijskim cijevima.
gdje G.
ρ do V.P. - gustoća vodene pare na prosječnoj temperaturi i tlaku u komori koncentrata, kg / m3;
d. k - unutarnji promjer konvekcijske cijevi, m;
z K - broj potoka u konvekcijskoj komori,
m / s.
ν K \u003d 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Vrijednost kriterija Reynoldsa:
m.
Gubitak tlaka za trenje:
PA \u003d 14,4 kPa.
PA \u003d 20,2 kPa.
gdje σ. ζ K.
- broj okretaja.
Ukupni gubitak tlaka:
2.5 Izračun gubitka tlaka vode vode u komori za zračenje
Prosječna brzina vodene pare:
gdje G. - potrošnja pregrijanih u peći vodene pare, kg / s;
ρ R.p. - gustoća vodene pare na prosječnoj temperaturi i tlaku u komori koncentrata, kg / m3;
d. P - Ununny promjer konvekcijske cijevi, m;
z P je broj potoka u staničnoj komori,
m / s.
Kinematski viskoznost vodene pare na prosječnoj temperaturi i tlaku u konvekcijskoj komori ν P \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Vrijednost kriterija Reynoldsa:
Ukupna duljina cijevi na ravnom području:
m.
Koeficijent hidrauličkog trenja:
Gubitak tlaka za trenje:
PA \u003d 15,1 kPa.
Gubitak tlaka na prevladavanju lokalnog otpora:
PA \u003d 11,3 kPa,
gdje σ. ζ R. \u003d 0,35 - koeficijent otpora kada rotiranje 180 ° C,
- broj okretaja.
Ukupni gubitak tlaka:
Izračuni su pokazali da će odabrana peć pružiti proces pregrijavanja vodene pare u određenom načinu rada.
3. Izračun kotla-utilizatora
Smatramo da je prosječna temperatura dimnih plinova:
gdje t. 1 - Temperatura dimnih plinova na ulazu,
t. 2 - Temperatura dimnih plinova na izlazu, ° C;
° s (538 K).
Masovni protok dimnih plinova:
gdje je potrošnja goriva, kg / s;
Za dimne plinove, specifična enthalpija određuje na temelju tablice podataka. 3 i sl. 1 po formuli:
Enalpy toplinski nosači Tablica 4.
Toplinski tok koji se prenosi dimnim plinovima:
gdje N. 1 I. H. 2 - entalpija dimnih plinova na temperaturi ulaza i izlaza iz KU, odnosno, formira se tijekom izgaranja od 1 kg goriva, KJ / kg;
B - potrošnja goriva, kg / s;
h. 1 I. h. 2 - specifične enthalpies dimnih plinova, KJ / kg,
Toplinski tijek, doživljava voda, W:
gdje η ku - koeficijent upotrebe topline u KU; η ku \u003d 0,97;
G. n - Izlaz pare, kg / s;
h. do VP - entalpija zasićene vodene pare na izlaznoj temperaturi, KJ / kg;
h. n u-squiranje hranjive vode, KJ / kg,
Količina vodene pare dobivene u KU, definiramo formulu:
kg / s.
Protok topline, percipira vodom u zonu grijanja:
gdje h. specifična entalpija vode na temperaturi isparavanja, KJ / kg;
Toplinski tok izrađen dimnim plinovima vode u zoni grijanja (korisna toplina):
gdje h. X - specifična entalpija dimnih plinova na temperaturama t. X, stoga:
kJ / kg.
Vrijednost izgaranja od 1 kg goriva:
Na sl. 1 temperatura dima koja odgovara vrijednosti H. x \u003d 5700.45 KJ / kg:
t. X \u003d 270 ° C.
Prosječna temperatura razlika u zonu grijanja:
° s.
270 dimnih plinova 210, uzimajući u obzir indeks protučuvaca:
gdje DO Koeficijent prijenosa topline;
m 2.
Prosječna temperatura razlika u zoni isparavanja:
° s.
320 dimnih plinova 270, uzimajući u obzir indeks protučuva:
187 vodene pare 187
Površina izmjene topline u zonu grijanja:
gdje DO F - T6 koeficijent;
m 2.
Ukupna površina površine izmjene topline:
F. = F. N +. F. u,
F. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
U skladu s GOST 14248-79, odabiremo standardni isparivač s parnim prostorom sa sljedećim karakteristikama:
promjer kućišta, mm 1600
broj površinskih greda 1
broj cijevi u jednom paketu 362
razmjena površinske topline, m 2 170
pjevanje pjevanja
cijevi, m 2 0,055
4. Toplinski grijač zraka
Atmosferski zrak s temperaturom t ° u x Ulazi u uređaj na kojem se zagrijava na temperaturu t x u x Zbog vrućine dimnih plinova.
Protok zraka, kg / s određuje se na temelju njihove potrebne količine goriva:
gdje U - potrošnja goriva, kg / s;
L. - valjani protok zraka za spaljivanje 1 kg goriva, kg / kg,
Dimnih plinova, dajući njihovu toplinu, ohlađena t dhg. = t dg2. prije t dg4. .
=
gdje H 3. i H 4. - entalpija dimnih plinova na temperaturama t dg3 i t dg4. Prema tome, KJ / kg,
Toplinski tok, percipiran zrakom, W:
gdje s in-x - prosječni specifični toplinski kapacitet, KJ / (kg do);
0,97 - učinkovitost grijača zraka,
Krajnji temperatura zraka ( t x u x) Određeno iz jednadžbe toplinske ravnoteže:
DO.
5. Termalna ravnoteža Ktan
Nakon grijača zraka, dimni plinovi ulaze u kontaktni uređaj s aktivnom mlaznicom (tnt), gdje se njihova temperatura smanjuje t dg5 = t dg4. na temperaturu t dg6 \u003d 60 ° C.
Toplina dimnih plinova se uklanja s dva odvojena tečaja vode. Jedan potok dolazi u izravan kontakt s dimnim plinovima, a drugi se naizmjenično s njima zagrijava kroz zid svitka.
Toplinski tok koji se daje dimnim plinovima, W:
gdje H 5. i H 6. - entalpija dimnih plinova na temperaturama t dg5 i t dg6 Prema tome, KJ / kg,
Količina rashladne vode (ukupno), kg / s određuje se iz jednadžbe toplinske ravnoteže:
gdje je η - KPD Ktan, η \u003d 0,9,
kg / s.
Toplinski tok, percipiran hlađenjem vodom, W:
gdje G vode - potrošnja vode za hlađenje, kg / s:
s vodom - specifični kapacitet topline vode, 4.19 kj / (kg do);
t n voda i t do vode - temperatura vode na ulazu i izlaza od Kntane, odnosno,
6. Izračun učinkovitosti instalacije za uklanjanje topline
Prilikom određivanja učinkovitosti sintetiziranog sustava ( η TU) Koristi se tradicionalni pristup.
Izračun učinkovitosti ugradnje električne energije provodi se formulom:
7. Exergetical Evaluacija sustava sustava - Slušaj-Utilistor sustav
Ekstracetička metoda za analizu energetskih tehnoloških sustava omogućuje najijedincitskiji i kvalitativno procjenjivanje energetskih gubitaka, koji se ne otkrivaju na bilo koji način s uobičajenom procjenom korištenjem prvog zakona termodinamike. Kao kriterij za procjene u slučaju koji se razmatra, koristi se ekstracetička učinkovitost, koja se definira kao odnos rezerviranog eksergije na eksergiju navedenog u sustavu:
gdje Nizozemski - exsertigation of goriva, MJ / kg;
E bilo koji - Exsertigation, percipirano protokom vodene pare u peći i kotlovnici.
U slučaju plinovitih goriva, vanjski eksternetik se daje iznimno gorivo ( E dt1) i promatranje zraka ( E Play2.):
gdje N N. i N O. - zračni enthalpy na ulaznoj temperaturi u peći peći i ambizmu temperatura, odnosno, KJ \u200b\u200b/ kg;
T o. - 298 k (25 ° C);
Δs. - promjena entropije zraka, KJ / (kg k).
U većini slučajeva, količina exserving zraka može se zanemariti, to jest:
Rezervirano Exsertigation za sustav koji se razmatra se od exsertige, percipira vodom trajektom u peći ( Ens1), a Exxiga, percipira vodom trajektom u Ku ( E AVD2.).
Za protok vodene pare zagrijane u peći:
gdje G. - potrošnja pare u peći, kg / s;
N vp1. i N vp2. - entalpija vodene pare na ulazu i izlazu peći, odnosno, KJ \u200b\u200b/ kg;
Δs vp - promjena entropije vodene pare, KJ / (kg k).
Za protok vodene pare dobivene u KU:
gdje G n. - potrošnja pare u Ku, kg / s;
h do vp - entalpija zasićene vodene pare na izlazu iz KU, KJ / kg;
h n b. - enthalpy hranjive vode na ulazu u KU, KJ / kg.
E bilo koji = E d1 + e anss2 ,
E bilo koji \u003d 1965.8 + 296.3 \u003d 2262.1 J / kg.
Zaključak
Provođenje izračuna na predloženoj instalaciji (korištenje topline ispušnih plinova tehnološke peći), može se zaključiti da s ovim sastava goriva, izvedbom peći na vodi, drugim pokazateljima - veličina Učinkovitost sintetiziranog sustava je visoka, tako da je instalacija učinkovita; To je također pokazalo ekstracetičku procjenu sustava "peći-kotlovnice" sustav, ali na energetski troškovi instalacija ostavlja mnogo da bi se željelo i zahtijeva profinjenost.
Popis rabljene literature
1. Kharaz D. . I , Načini korištenja sekundarnih energetskih resursa u kemijskoj industriji / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - m.: Kemija, 1984. - 224 str.
2. Skoblo A. . I , Procesi i uređaji za rafiniranje ulja i petrokemijske industrije / A. I. SKOBLO, I. A. Tregubova, Yu. K., Molokanov. - 2. ed., Pererab. i dodajte. - m.: Chemistry, 1982. - 584 str.
3. Pavlov K. . F. , Primjeri i zadaci po stopi procesa i uređaja kemijske tehnologije: studije. Doplatak za sveučilišta / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Soskov; Ed. P. G. Romakova. - 10. Ed., Pererab. i dodajte. - l.: Kemija, 1987. - 576 str.
primjena
2. Toplina odnesena ostavljanjem plinova. Definiramo toplinski kapacitet dimnih plinova u tukh \u003d 8000s;
3. Gubitak topline kroz zidanje toplinske vodljivosti.
Gubici putem luka
Debljina luka je 0,3 m, osovina materijala. Pretpostavljamo da je temperatura unutarnje površine luka jednaka temperaturi plinova.
Prosječna temperatura u peći:
Na toj temperaturi odabiremo koeficijent toplinske vodljivosti kamiona materijala:
Dakle, gubici kroz luk su:
gdje je α koeficijent prijenosa topline s vanjske površine zidova do okolnog zraka, jednak 71,2 kj / (m2 * h * 0x)
Gubici kroz zidove. Zidove zidova izrađen je od dvoslojnih (osovina 345 mm, diatomes 115 mm)
Kvadratni zid, m2:
Metodična zona
Zona zavarivanja
Zona
Rastrgan
Cijeli prostor zidova 162,73 m2
Uz linearnu raspodjelu temperature debljine zida, prosječna temperatura chamot će biti 5500 ° C, a diatomit 1500c.
Stoga.
Pune gubitke kroz zidarstvo
4. Toplinski gubici uz hlađenje vode Prema praktičnim podacima Prihvaćamo jednako 10% QX dolaska, to jest, QX + Q
5. Neobrađeni gubici uzimaju u iznosu od 15% q dolaska topline
Napravite jednadžbu pećnicu za toplinsku ravnotežu
Toplinska ravnoteža peći smo se spokla u tablici 1; 2.
stol 1
tablica 2
| CD / h Potrošnja | % |
| Toplina potrošena na metalno grijanje
| 53 |
| vrućina odlaznih plinova | 26 |
| gubici kroz zid
| 1,9 |
| gubici vode za hlađenje | 6,7 |
| neograničeni gubici | 10,6 |
| Ukupno: | 100 |
Posebna potrošnja topline za grijanje 1 kg metala bit će
Prihvaćamo da su pećnici instalirani plamenici tipa "cijevi u cijevi".
U zonama zavarivanja od 16 komada, u tomilu 4pcs. Ukupan broj plamenika 20pcs. Odredite izračunatu količinu zraka na plamenika.
VV - sat zraka;
TV - 400 + 273 \u003d 673 k - temperatura grijanja zraka;
N - broj plamenika.
Tlak zraka ispred plamenika prihvaća 2,0 kPa. Slijedi da potrebna potrošnja zraka osigurava plamenik DBV 225.
Definiramo izračunatu količinu plina po plamenici;
VG \u003d B \u003d 2667 sati potrošnje goriva;
Tg \u003d 50 + 273 \u003d 323 k - temperatura plina;
N - broj plamenika.
8. Izračun oporavka
Za grijanje zraka, dizajniramo oporavak topline metalne petlje iz cijevi promjera 57/49,5 mm s korisnim položajem
Početni podaci za izračun:
Potrošnja goriva po satu B \u003d 2667 KJ / h;
Protok zraka na 1 m3 goriva Lα \u003d 13,08 m3 / m3;
Količina proizvoda izgaranja od 1 m3 zapaljivih plina Vα \u003d 13,89 m3 / m3;
Temperatura grijanja TB \u003d 4000 je;
Temperatura odlaznih plinova iz peći vuče \u003d 8000s.
Protok zraka:
Outlet Hour:
Količina dima koji prolazi kroz rekuperator, uzimajući u obzir gubitak dima na izbacivanje i kroz opskrbu obilaznica i dovod zraka.
M koeficijent, uzimajući u obzir gubitak dima, uzimajte 0,7.
Koeficijent, uzimajući u obzir podložbu zraka u računima, uzimamo 0,1.
Temperaturu dima ispred rekuperatora, uzimajući u obzir dovod zraka;
gdje sam plinovi koji sadrže toplinu na tuch \u003d 8000s
Ova generacija topline odgovara temperaturi dima TD \u003d 7500C. (vidi sliku.67 (3))
Toplinski izgaranje. Najniži izgaranje topline suhog plinovitih QF varira široko od 4 do 47 MJ / m3 i ovisi o njegovom sastavu - omjer i kvalitetu zapaljivog i nezapaljivog
Komponente. Najmanja vrijednost QF u plinu domene, čiji je prosječni sastav od oko 30% sastavljen od zapaljivih plinova (uglavnom ugljikov oksid CO) i približno 60% ne-zapaljivih dušika N2. Najviše
Vrijednost QF u pridruženim plinovima, koji je karakteriziran povećanim sadržajem teških ugljikovodika. Toplina izgaranja prirodnih plinova varira u uskom rasponu QF \u003d 35,5 ... 37,5 MJ / m3.
Donja vrućina izgaranja pojedinačnih plinova uključenih u sastav plinovitih goriva daje se u tablici. 3.2. Na postupcima za određivanje topline izgaranja plinovitih goriva, vidi poglavlje 3. \\ t
Gustoća. Postoji apsolutna i relativna gustoća plina.
Apsolutna gustoća RG plina, kg / m3 je masa plina, koja se nalazi na 1 m3 tog plina u ovom plinu. Prilikom izračunavanja gustoće odvojenog plina, volumen njezinog kilometra uzima se jednak 22,41 m3 (kao i za savršen plin).
Relativna gustoća plina ROTT je omjer apsolutne gustoće plina u normalnim uvjetima i sličnoj gustoći zraka:
ROTT \u003d RG / PV \u003d RG / 1,293, (6.1)
Gdje RG, re - respektivno, apsolutna gustoća plina i zraka u normalnim uvjetima, kg / m3. Relativna gustoća plinova obično se koristi za usporedbu različitih plinova među sobom.
Vrijednosti apsolutne i relativne gustoće jednostavnih plinova prikazane su u tablici. 6.1.
Gustoća PJM plinske smjese, kg / m3 određuje se na temelju pravila aditivnosti, prema kojima su svojstva plinova sažeta u obliku volumena u smjesi:
Gdje je XJ volumetrijski sadržaj 7. plina u gorivu,%; (RG); - gustoća J-TH plina uključenog u gorivo, kg / m3; Broj pojedinačnih plinova u gorivu.
Vrijednosti gustoće plinovitih goriva prikazane su u tablici. Str.5.
Gustoća plinova P, kg / m3, ovisno o temperaturi i tlaku, može se izračunati formulom
Gdje je P0 gustoća plina u normalnim uvjetima (T0 \u003d 273 K i p0 \u003d 101,3 kPa), kg / m3; P i T-, odnosno, valjani tlak, kPa i apsolutna temperatura plina, K.
Gotovo sve vrste plinovitih goriva su lakši od zraka, pa kada propuštanje, plin se nakuplja pod podovima. Iz sigurnosnih razloga prije pokretanja kotla, odsutnost plina se provjerava u najvjerojatnijim mjestima svog klastera.
Viskoznost plina se povećava s povećanjem temperature. Vrijednosti dinamičke viskoznosti R, PA-C, mogu se izračunati od strane siezer empirijske jednadžbe - posuditi
Tablica 6.1
Karakteristike komponenti plinskih goriva (na T-O ° C CHR \u003d 101,3 kPa)
|
Kemijska |
Molarna masa m, |
Gustoća |
Koncentrat volumena |
||
|
Ime Gaze |
Apsolutan |
Relativan |
Granice zapaljivosti plina u smjesi s zrakom,% |
||
|
Zapaljivi plinovi |
|||||
|
Propilen |
|||||
|
Ugljik oksid |
|||||
|
Vodikov sulfid |
|||||
|
Ne-zapaljivi plinovi |
|||||
|
Ugljični dioksid |
|||||
|
sumporov dioksid |
|||||
|
Kisik |
|||||
|
Zračna atmosfera. |
|||||
|
Vodenica |
Gdje je P0 koeficijent dinamičke viskoznosti plina u normalnim uvjetima (G0 \u003d 273 K i p0 - 101,3 kPa), PA-C; T - apsolutna temperatura plina, K; C je koeficijent ovisno o vrsti plina, k, prihvaća se u tablici. 6.2.
Za mješavinu plinova, koeficijent dinamičkog viskoznosti može se približno odrediti vrijednosti viskoznosti pojedinih komponenti:
Gdje je GJ masovna frakcija J-TH plina u gorivu,%; Dinamična viskoznost J-TH komponente, PA-C; P je broj pojedinačnih plinova u gorivu.
U praksi, koeficijent kinematičke viskoznosti V, m2 / c, koji
Ry povezana s dinamičkom viskozmite p kroz ovisnost gustoće p
V \u003d p / p. (6.6)
Uzimajući u obzir (6.4) i (6.6), koeficijent kinematičke viskoznosti V, m2 / s, ovisno o tlaku i temperaturi, može se izračunati pomoću formule
Gdje je V0 koeficijent kinematičke viskoznosti plina u normalnim uvjetima (th \u003d 273 K i p0 \u003d 101,3 kPa), m2 / s; P i G-respektivno valjani tlak, kPa i apsolutna temperatura plina, K; C je koeficijent ovisno o vrsti plina, k, prihvaća se u tablici. 6.2.
Vrijednosti koeficijenata kinematičkih viskoznosti za plinovitih goriva prikazani su u tablici. P.9.
Tablica 6.2.
Koeficijenti viskoznosti i toplinske vodljivosti komponenti plinskih goriva
(na t \u003d 0 ° C \u003d 101,3 kPa)
|
Ime Gaze |
Koeficijent viskoznosti |
Koeficijent toplinske vodljivosti YO3, W / (M-K) |
Ceff sesmold s, do |
|
|
Dinamički R-106, PA-C |
Kinematic V-106, m2 / s |
|||
|
Zapaljivi plinovi |
||||
|
Propilen |
||||
|
Ugljik oksid |
||||
|
Vodikov sulfid |
||||
|
Ne-zapaljivi plinovi Ugljični dioksid |
||||
|
Kisik |
||||
|
Zračni zrakoplov zraka |
||||
|
Voda na 100 ° C |
Toplinska vodljivost. Prijenos molekularne energije u plinovima karakterizira koeficijent toplinske vodljivosti 'K, w / (m-K). Koeficijent toplinske vodljivosti obrnuto je proporcionalan tlaku i povećava se s povećanjem temperature. Vrijednosti X koeficijenta mogu se izračunati formulom SEOReranda
Gdje je X, 0 je koeficijent toplinske vodljivosti plina u normalnim uvjetima (G0 \u003d 273 K i PO \u003d 101,3 kPa), W / (M-K); P i T-, odnosno, valjani tlak, kPa i apsolutna temperatura plina, K; C je koeficijent ovisno o vrsti plina, k, prihvaća se u tablici. 6.2.
Vrijednosti koeficijenata toplinske vodljivosti za plinovitih goriva prikazani su u tablici. P.9.
Kapacitet topline plinovitih goriva klasificiranih s 1 m3 suhog plina ovisi o njegovom sastavu i općenito se definira kao
4L \u003d 0. , 01 (CH2N2 + SS0 +
SSN4SH4 + CSO2Cog + - + CX. X;), (6.9) gdje CH2, CRS0, Schsch, SS02, ..., CX. - toplinski kapacitet komponenti komponenti goriva, odnosno vodik, ugljični monoksid, metan, ugljični dioksid i / th komponenta, KJ / (M3-K); H2, CO, CH4, C02, ..., XG--
Toplinski kapacitet zapaljivih komponenti plinovitih goriva prikazana je u tablici. P.6, ne - zapaljivi - u tablici. P.7.
Toplinski kapacitet mokrih plinovitih goriva
SGGTL, KJ / (M3-K) se definira kao
<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,
Eksplozija. Mješavina zapaljivih plina s zrakom u određenim omjerima u prisutnosti vatre ili čak iskra može eksplodirati, tj. Proces njegovog paljenja i izgaranja brzinom u blizini brzine propagacije zvuka. Eksplozivne zapaljive koncentracije plina u zraku ovise o kemijskom sastavu i svojstvima plina. Volumetrijska koncentracija granica paljenja za pojedinačne zapaljive plinove u smjesi s zrakom prethodno su prikazane u tablici. 6.1. Vodik ima najšire granice paljenja (4 ..74% po volumenu) i ugljikov oksid (12,5 ... 74%). Za prirodni plin, prosječno donje i gornje granice paljenja su 4,5 i 17%; za koks - 5,6 i 31%; Za domenu - 35 i 74%.
Toksičnost. Pod toksičnosti, sposobnost plina da uzrokuje trovanje živih organizama. Stupanj toksičnosti ovisi o vrsti plina i njegovoj koncentraciji. Najopasnije komponente plina u tom pogledu su ugljični monoksid i hidrogen sulfid H2.
Toksičnost smjesa plina uglavnom se određuje koncentracijom najtočne toksične komponente prisutnih u smjesi, sa svojim štetnim učinkom, u pravilu se u pravilu značajno pojačava u prisutnosti drugih štetnih plinova.
Prisutnost i koncentraciju u zraku štetnih plinova mogu se odrediti posebnim instrumentom - analizator plina.
Gotovo svi prirodni plinovi ne mirišu. Za otkrivanje propuštanja i sigurnosnih mjera plina, prirodni plin prije ulaska na autocestu su izgledi, to jest, zasićena tvari koja ima oštar miris (na primjer, Merčane).
Toplina izgaranja različitih goriva šire varira. Za loživo ulje, na primjer, ima preko 40 MJ / kg, a za plin domene i neke brendove za gorivo za gorivo - oko 4 MJ / kg. Sastav energetskih goriva također razlikuje široko. Dakle, iste kvalitativne karakteristike ovisno o vrsti i brandu goriva mogu biti oštro različiti između njih kvantitativno.
Specificirane karakteristike goriva. Za komparativnu analizu u ulozi karakteristika, generiranje kvalitete goriva, koriste se dane karakteristike goriva,% -Kg / mj, koriste se, koje se općenito izračunavaju pomoću formule
Gdje je Hg pokazatelj kvalitete radnog goriva,%; Q [- Specifično izgaranje topline (niže), MJ / kg.
Dakle, na primjer, za izračunavanje gore navedenog
Vlažnost sumpora sumpora S "P i
Dušik n ^ p (za radno stanje goriva)
Formula (7.1) dobiva sljedeći oblik,% -Kg / mj:
Toc o "1-3" h z kp \u003d kl gt; (7.2)
4f \u003d l7e [; (7.3)
SNP. \u003d S '/ ї; (7.4)
^ p \u003d n7 q [. (7.5)
Kao vizualni primjer, sljedeća usporedba ukazuje na spaljivanje različitih goriva u kotlovima iste toplinske energije. Dakle, usporedba smanjene vlažnosti ugljena
Brandovi 2b (WIP \u003d 3,72% -Kg / MJ) i Nazarov
2B ugljen (w ^ p \u003d 3,04% -kg / mj) pokazuje da će se u prvom slučaju količina vlage unesena u ložište kotla goriva biti oko 1,2 puta više nego u drugom, unatoč činjenici da je radnu vlažnost u ugljen u blizini Moskve (w [\u003d 31%) je manji od toga
Nazarovsky ugljen (WF \u003d 39%).
Uvjetno gorivo. U energetskom sektoru usporediti učinkovitost korištenja goriva u različitim instalacijama kotla, uveden je koncept uvjetnog goriva kako bi se planirala proizvodnja i potrošnja goriva u ekonomskim izračunima. Ovo gorivo se prihvaća kao uvjetno gorivo, specifična toplina izgaranja (niža) od kojih je u radnom stanju jednaka QY T \u003d 29300 KJ / kg (ili
7000 kcal / kg).
Za svako prirodno gorivo, postoji takozvani dimenzionirani toplinski ekvivalent E, koji može biti veći ili manji od jednog:
Kada je uređaj peći idealno, želim imati dizajn koji je automatski dao toliko zraka jer je potrebno za spaljivanje. Na prvi pogled, to se može učiniti pomoću dimnjaka. Doista, intenzivnije ogrjevno gori gori, to bi trebalo biti više dimnih plinova, to bi trebao biti potisak (model karburatora). Ali nije. Potisak ne ovisi o količini toplih dimnih plinova. Potisak je pad tlaka u cijevi iz spremnika cijevi prije goriva. Određuje se visinom cijevi i temperature dimnih plinova, ili radije, njihova gustoća.
Potisak se određuje formulom:
F \u003d a (p b - p d) h
gdje je f trakcija, a koeficijent, p b je gustoća vanjskog zraka, str d - gustoća dimnih plinova, H je visina cijevi
Gustoća dimnih plinova izračunava se formulom:
p d \u003d P u (273 + T c) / (273 + t)
gdje je T B i T D temperatura u stupnjevima Celzija vanjskog atmosferskog zraka izvan cijevi i dimnih plinova u cijevi.
Brzina kretanja dimnih plinova u cijevi (potrošnja volumena, koja je, usisni kapacitet cijevi) G. To ne ovisi o visini cijevi i određuje se razlikom između temperature dimnih plinova i vanjskog zraka, kao i poprečnog presjeka dimnjaka. Stoga broj praktičnih zaključaka.
PrvoDimne cijevi su sve uopće napravljene kako bi se povećao protok zraka kroz peto, ali samo povećanje potiska (tj. Pad tlaka u cijevi). Vrlo je važno spriječiti prevrtanje potiska (prigušivanje peći) s vjetrenjačem (veličina potiska uvijek treba premašiti moguće sigurnosne kopije vjetra).
Drugo, Podesite protok zraka prikladno koristite uređaje koji mijenjaju područje presjeka live poprečnog presjeka cijevi, odnosno uz pomoć ventila. Uz povećanje poprečnog presjeka kanala dimnjaka, na primjer, dva puta - možete očekivati \u200b\u200botprilike dvostruko povećanje volumetrijskog protoka zraka kroz gorivo.
Neka nam objasniti jednostavan i vizualni primjer. Imamo dvije identične pećnice. Kombiniramo ih u jednom. Dobivamo dvostruku peć s dvostrukim ogrješnim drvama, s dvostrukom potrošnjom zraka i presjekom cijevi. Ili (što je isto) ako je više od drva za ogrjev u Flareu, onda morate otvoriti ventile na cijevi sve više i više.
TrećeAko štednjak gori normalno u stalnom načinu, a mi ćemo dodati tok hladnog zraka od gorućeg ogrjevnog drva u petom, dimni plinovi će doći odmah, a protok zraka kroz pećnicu će se smanjiti. U isto vrijeme, goruće ogrjev će početi blijedjeti. To jest, čini se da izravno na drva ne utječe i pošalje dodatni protok drva drva, a ispostavi se da cijev može preskočiti manje dimnih plinova nego prije, kada je taj dodatni protok zraka bio odsutan. Sama cijev će smanjiti protok zraka na drva za ogrjev, koji je ranije bio, a osim toga, ne dopušta dodatni protok hladnog zraka. Drugim riječima, dimna cijev radi.
Zato je tako štetno za hladno zrak superzvijezda kroz utore u dimnih cijevi, nepotrebne struje zraka u gorivoj ćeliji i doista bilo koji toplinski sjaj u dimnjaku, što dovodi do smanjenja temperature dimnih plinova.
ČetvrtaŠto je veći koeficijent dinamičkog dinamičkog dimnjaka, manje protoka zraka. To jest, zidovi dimnjaka se poželjno provode kao glatki, bez uvijanja i bez skretanja.
PetiŠto je manja temperatura dimnih plinova, što oštro mijenja protok zraka tijekom fluktuacija temperature dimnih plinova, što objašnjava situaciju skidanja cijevi pod paljenjem peći.
Na šestoj, na visokim temperaturama dimnih plinova, protok zraka ovisi o temperaturi dimnih plinova. To je, s jakim preživljavanjem peći, protok zraka prestaje povećati i počinje ovisiti samo o poprečnom presjeku cijevi.
Pitanja nestabilnosti nastaju ne samo ako analiziraju toplinske karakteristike cijevi, već i pri razmatranju dinamike plinskih tokova u cijevi. Doista, dimnjak je dobro ispunjen svjetlosnim dimnjacima. Ako se ovaj lagani dimnjak diže ne vrlo brzo, onda vjerojatnost ne isključuje da se teški vanjski zrak može jednostavno utopiti u laganom plinu i stvoriti pad nizvodno u cijevi. To je osobito vjerojatno da će takva situacija s hladnim zidovima dimnjaka, to jest, tijekom inozemne pećnice.
Sl. 1. Shema pokreta plina u hladnom dimnjaku: 1 - gorivo; 2 - dovod zraka kroz ljut; 3-dimna truba; 4 - ulov; 5 - zub kamina; 6-dimnih plinova; 7-neuspješan hladan zrak; 8 - protok zraka, uzrokujući guranje potiska.
a) glatka otvorena vertikalna cijev
b) cijev s ventilom i zuba
c) cijev s gornjim ventilom
Čvrste strelice - Upute kretanja laganih vrućih dimnih plinova. Točke strijele - smjer kretanja silaznih tokova hladnog teških zraka iz atmosfere.
Na sl. 1a. Pećnica je shematski prikazan u kojoj se dimni plinovi isporučuju i uklanjaju kroz dimnu cijev. Čak i gorivo. Ovaj protok incidenata može zamijeniti "redoviti" protok zraka kroz zbunjeni 2. Čak i ako je peć zaključana na sva vrata i svi zaklopci za usisne otvora zraka bit će zatvoreni, a zatim pećnica može izgorjeti zbog zraka odozgo. Usput, to je onoliko često koliko se događa prilikom vožnje ugljena s vratima zatvorenih peći. Može se čak dogoditi i kompletno prevrtanje potiska: zrak će doći na vrh kroz cijev, a dimni plinovi - izađite kroz vrata.
Zapravo, na unutarnjoj zid dimnjaka uvijek postoje nepravilnosti, zadebljanje, hrapavost, čiji se dimni plinovi i counter-dolje hladni zračni tokovi postavljaju i miješaju jedni s drugima. Hladan nizvodni protok zraka je gurnut ili, grijanje, počinje rasti umiješati s vrućim plinovima.
Učinak raspoređivanja nizvodnog hladnog zraka je pojačan u prisutnosti djelomično otvorenih ventila, kao i takozvani zub, koji se široko koristi u proizvodnji kamina. sl. 1b). Zub sprječava protok hladnog zraka iz cijevi u prostor kamina i time sprječava taljenje kamina.
Dolje ispod strujnog zraka u cijevi su posebno opasni u maglovitom vremenu: dimni plinovi ne mogu ispariti najmanji kapljice vode, ohladiti, potisak se smanjuje i može čak i nagnuti. Pećnica je vrlo pušenje, ne baca se.
Iz istog razloga, peći s sirovim zadimljenim cijevima snažno puše. Kako bi se spriječilo pojavu downlks, gornji ventili su posebno učinkoviti ( sl. 1v.), regulirano ovisno o brzini dimnih plinova u dimnjaku. Međutim, rad takvih ventila je nezgodan.
Sl. 2. Ovisnost viška koeficijenta zraka je od vremena prosvjeda peći (čvrsta krivulja). Takana krivulja je potrebna brzina protoka zraka g pogin za potpuno oksidaciju ogrjevnih proizvoda (uključujući čađe i hlapljive tvari) u dimnih plinova (u relativnim jedinicama). Barkod-isprekidana krivulja - stvarna potrošnja zraka cijevi koju daje cijev (u relativnim jedinicama). Višak koeficijenta zraka je privatni odjeljak G cijevi na G potcha
Stabilan i dovoljno snažan potisak nastaje samo nakon zagrijavanja zidova dimne cijevi, što zahtijeva znatno vrijeme, tako da na početku prosvjesta zraka uvijek nedostaje. Koeficijent viška zraka u isto vrijeme manje od jednog i dimne peći ( sl. 2.). Nasuprot tome: na kraju kapa, cijev za dim ostaje vruća, potisak je već dugo očuvan, iako je ogrjeb već gotovo izgorio (višak koeficijenta zraka je više od jednog). Metalne peći s metalnim dimnim cijevima su brže za režim zbog niskog kapaciteta topline u usporedbi s trubama od opeke.
Analiza procesa u dimnjaku može se nastaviti, ali je već tako jasno da bez obzira na to koliko je dobra peć dobra, sve njegove prednosti mogu se smanjiti na nulu loš dimnjak. Naravno, u idealnoj izvedbi, dimna cijev trebala bi biti zamijenjena modernim sustavom prisilnog ispiranja s dimnim plinovima pomoću električnog ventilatora s podesivom brzinom protoka i pre-kondenzacijom vlage iz dimnih plinova. Takav sustav, između ostalog, mogao bi očistiti dimne plinove od čađe, ugljičnog monoksida i drugih štetnih nečistoća, kao i hlađenje ispuštenih dimnih plinova i osigurati povrat topline.
Ali sve je to u udaljenoj perspektivi. Za tokac i vrtlara, dimna truba ponekad može postati mnogo skuplje od samog pećnice, osobito u slučaju zagrijavanja više na razini kuće. Zabranjene dimne cijevi su obično jednostavniji i kraći, ali razina toplinske snage peći može biti vrlo velika. Takve cijevi, u pravilu, snažno su lansirane duž cijele dužine, često odlaze van iskri i pepeo, ali kondenzat i čađa koji padaju nepromišljeno.
Ako planirate koristiti zgradu za kupanje samo kao kupka, tada se cijev može napraviti i čvrsto. Ako kupanje razmišlja vi i kao mjesto mogućeg boravka (privremeni boravak, preko noći), osobito zimi, onda je prikladnije da odmah učini izolirano i kvalitativno, "za život". Peći se mogu mijenjati barem svaki dan, pokupiti dizajn prljave i detaljnije, a cijev će biti ista.
Barem, ako štednjak radi u dugotrajnom načinu (fling), tada je izolacija cijevi apsolutno neophodna, jer u malim objektima (1 - 5 kW), uska metalna cijev će postati potpuno hladna, bit će u izobilju kondenzat, koji se u najjačim mrazama može čak i popeti i preklapati cijev. To je osobito opasno u prisutnosti iskrenja i kišobrana s malim prolaznim prazninama. Introchovers su prikladni za intenzivne pročelje ljeti i izuzetno su opasni za slabe oblikovane načine drva za ogrjev zimi. Zbog mogućeg začepljenja ledenih cijevi, ugradnja deflektora i kišobrana na dimnjake je zabranjeno u 1991 (iu dimnjacima plinskih peći čak i ranije).
Prema istim razmatranjima, nije potrebno uključiti se u visinu cijevi - razina potiska nije toliko važna za ne-besplatnu pećnicu za kupanje. Ako će simulirati, uvijek možete brzo ventilirati sobu. No, visina iznad grebena krova (ne manja od 0,5 m) treba primijetiti kako bi se spriječilo guranje guranja tijekom vjetra. Na blagim krovovima, cijev bi trebala izvesti preko snijeg. U svakom slučaju, bolje je imati cijev, ali topliji (što je više, ali hladnije). Visoke cijevi zimi su uvijek hladne i opasne u radu.
Hladne cijevi imaju mnogo mana. U isto vrijeme, zapetljana, ali ne i vrlo duge cijevi na metalnim pećima tijekom ekstrakata brzo se zagrijava (mnogo brže od opeke), ostaju vruće s energetskim prosvjedom i stoga se u kadu (i ne samo u kupkama) koriste vrlo široko , pogotovo jer su relativno jeftini. Asbično cementne cijevi na metalnim pećima se ne koriste, jer imaju mnogo težine, a također uništavaju kada pregrijavaju s proklijanjem fragmenata.
Sl. 3. najjednostavniji dizajn metalnih cijevi: 1 - metalni okrugli dimnjak; 2 - pjenušava; 3 - kap za zaštitu cijevi od atmosfernih oborina; 4 - rogovi; 5 - krovni lambers; 6 u obliku šipke između rogova (ili greda) za registraciju Firespire (rezanje) na krovu ili preklapanja (ako je potrebno); 7 - krovni šuškanje; 8 - mekani krov (vreći, hidrohoteloizol, meke pločice, valoviti karton-bitumenske ploče, itd.); 9 - metalni lim za krov podove i preklapanje izlaznog otvora (dopušteno je koristiti ravan list ACEIDA - asbo-cementna električna izolacijska ploča); 10 - obloge odvodnje metala; 11 - azbest brtvljenje jaza (zglob); 12 - metalna kap-vidra; 13 - stropne grede (s punjenjem prostora po izolaciji); 14 - stropni poklopac; 15 - spol potkrovlja (ako je potrebno); 16 - rezanje stropa od metala; 17 - metalni uglovi za armiranje; 18 - poklopac metalnog rezanja stropa (ako je potrebno); 19 - izolacija ne-zapaljivi otporni na toplinu (keramit, pijesak, perlit, Minvat); 20 - zaštitni jastučić (metalni lim na sloju azbestnog kartona s debljinom od 8 mm); 21 - metalni zaslon.
a) ne-označena cijev;
b) zaštićenu cijev izoliranu toplinu s otpornošću na prijenos topline od najmanje 0,3 m 2-grad / w (koja je ekvivalentna debljini cigle od 130 mm ili debljine izolacije tipa MM mm).
Na sl. 3. Prikazane tipične sheme montaže zapletenih metalnih cijevi. Sama cijev treba kupiti od nehrđajućeg čelika s debljinom od najmanje 0,7 mm. Najviše podvozja dimenzija ruske cijevi je 120 mm, finski - 115 mm.
Prema GOST 9817-95, poprečno presjek dimnjaka u više okretaja treba biti najmanje 8 cm 2 na 1 kW nominalne toplinske energije oslobođene u vatrogascu kada gori drva za ogrjev. Ova snaga ne bi trebala biti zbunjena s toplinskom snagom pećnice, koja se oslobađa od vanjske opeke površine peći u sobu od strane Snip 2.04.05-91. To je jedan od brojnih nesporazuma naših regulatornih dokumenata. Budući da se peći za sušenje topline obično su puhali samo 2-3 sata dnevno, a zatim snaga u peći je oko deset puta moć oslobađanja topline s površine peć od opeke.
Sljedeći put ćemo govoriti o značajkama montaže cijevi poplava.
