Водогрейная мазутная котельная без паровых котлов
Доказано, что при установке стойкого от коррозии теплового утилизатора, работающего на 75% продуктов сгорания, он с запасом обеспечит подогрев мазута идущего на форсунки до температуры 150С и покроет все тепловые потери с поверхностей трубопроводов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.03.2021 |
| Размер файла | 2,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Водогрейная мазутная котельная без паровых котлов
Пантилеев Сергей Петрович
Мурманский государственный технический университет, г. Мурманск
Теплоснабжение Мурманской области почти полностью работает на привозном мазуте. Большие котельные и ТЭЦ для мазутного хозяйства используют паровые мазутные котлы. Для небольших котельных трудно подобрать паровой котёл оптимальной производительности, в большинстве случаев эти котлы работают на низких нагрузках с низким КПД. Для пуска парового котла используется в качестве резервного топлива дизельное топливо.
При наличии резервного дизельного топлива в мазутной котельной для подогрева мазута вместо пара от дополнительного парового котла предлагается использовать тепло уходящих газов, которое отбирать из продуктов сгорания при помощи стойких от коррозии тепловых утилизаторов (далее - КУТ). Такой секционный КУТ был разработан при выполнении ВКР выпускником 2017 года нашего университета Бровановы.
Этот КУТ в зависимости от предполагаемой мощности набирается из определённого числа секций (см. рисунок 1), располагаемых друг над другом. Стыки опорных фланцев уплотняются прокладками и обжимаются болтовыми соединениями.
Рисунок 1. Секция УТ.
Подвод подогреваемой среды подводится к секции с двух сторон к входному квадратному коллектору, и отвод из неё отводится также с двух сторон от выходного коллектора.
Рисунок 2. Схема мазутного хозяйства
водогрейная мазутная котельная
Схема мазутного хозяйства представлена на рисунке 2. Подогрев мазута в первой секции КУТ, идущего на форсунки проводится по отдельному газоходу, идущему сразу из котла, а подогрев воды циркуляционной подогревательной системы мазутного хранилища по газу соединён также с котлом и с выходом из первой секции КУТ. Переключение схемы движения продуктов сгорания через секции КУТ проводится управляемыми шиберами.
Без учёта конденсации водяных паров из продуктов сгорания мы можем снять из них при сжигании 1кг мазута высокосернистого М100 следующее количество тепла: Q= J200- J70=3980-1379=2601кДж/кг,
где J200 и J70 - энтальпия продуктов сгорания на выходе из котла и перед дымососом после КУТ.
Содержание водяных паров при температуре 30°С составляет W30=30,3г в 1м3.
Содержание водяных паров при температуре 200°С составляет W200=65,4г в 1м3.
При действительном объёме продуктов сгорания Vг=14,452м3/кг количество сконденсированной воды в КУТ будет при охлаждении 76,5% (для обеспечения температуры продуктов сгорания в 70°С, идущих в трубу) части продуктов сгорания от 200 до 30°С:
Gконд=0,765 Vг (W200- W30)= 0,765·14,452(65,4-30,3)=388,1г/кг=
=0,388кг воды/ кг топлива.
Тепло выделившееся при конденсации водяных паров:
Qконд= qGконд=2500·0,388=970кДж/кг.
Общее количество тепла, которое можно получить по этой схеме:
QУ= 0,765 Q+ Qконд=0,765·2601+970=2960кДж/кг.
При сжигании 1кг мазута М100 высокосернистого можно нагреть следующее количества мазута от t1м=40°С до t2м=150°С:
Gмаз= QУ/[смаз·(t2м - t1м)]=2960/[1,813·(150 - 40)]=14,8кг,
где cср - теплоемкость мазута при средней температуре мазута в КУТ tср=0,5·(40+150)=950С, определяется по формуле:
cср=1738+2,5· tср;
cср=1738+2,5·95=1973Дж/(кг·0С)=1,813кДж/(кг·0С).
Это говорит, что (1/14,8) (200кДж/кг) части тепла продуктов сгорания от 1кг мазута хватает для подогрева мазута до 150°С. Остальное тепло можно использовать для подогрева мазута в основном хранилище. Также можно оборудовать только один котёл в котельной такой системой подогрева, а остальные будут работать на мазуте, подогретом в этом котле.
При объёме мазута в резервуаре, Vр=200м3 (считаем, что резервуар заполнен полностью) масса мазута
М= Vр см =·200·987=197400кг=197,4т.
где см - плотность мазута при средней температуре мазута в резервуаре (tсррез= (tн + tк)/2=(20+40)/2=300C).
При коэффициенте теплопередачи через стенки хранилища kF=0,477Вт/(м2·0С) количество тепла, теряемого с наружной поверхности F=204м2 резервуара при наружной расчётной температуре tр =-270С составит:
Qпот = kF F (tм -tр)=0,477·204 (40+27)=6535Вт=6,535кВт.
На подогрев мазута подаваемого в топку одного котла Qрасп=200кВт. С учётом тепловых потерь в хранилище и трубопроводах мощность КУТ составит не более Qпм=210кВт.
Кроме подогрева мазута при такой тепловой мощности КУТ дополнительно можно подогревать ещё подпиточную воду, воздух идущий в топку.
Если все продукты сгорания направить в КУТ, то за ним температура составит:
tгКУТ2 = tгКУТ1- ДI/(сг Vг сг)=200-210/(0,95·14,452·1,049)=185°С.
где Vг=14,452м3/кг- объём продуктов сгорания;
сг=0,95кг/ м3 - плотность продуктов сгорания;
сг =1,049кДж/(кг·К) - теплоёмкость продуктов сгорания
Экономическая эффективность предлагаемого мероприятия определяется отсутствием полных затрат на работу парового котла обеспечивающего подогрев мазута для всех котлов котельной. При расходе мазута в котельной В=1кг/с будет получена экономия на подогреве мазута в сравнении с паровым подогревом:
ДGпм= Qпм /(зQрр)=210/(0,92·40530)=0,00563кг/с
В процентах 0,563%.
Нормативная доля расхода теплоты на собственные нужды котельной на мазутное хозяйство составляет 1,6%.
Основное оставшееся тепло необходимо использовать для нагрева подпиточной воды и воздуха с использованием тепла конденсации водяных паров в продуктах сгорания.
Выводы
Если вместо дополнительного парового котла, обеспечивающего работу мазутного хозяйства за водогрейными котлами установить КУТ, работающий на 75% продуктов сгорания, то он с запасом обеспечит подогрев мазута идущего на форсунки до температуры 150°С и покроет все тепловые потери с поверхностей хранилища и трубопроводов. Дополнительно КУТ может обеспечить подогрев подпиточной воды и воздуха подаваемого в топку. Использование КУТ повысит КПД водогрейного котла при его полной мощности на 100 (QУ/Qрн)=100(2960/40530)=7,3%. При этом в трубу пойдут подсушенные продукты сгорания при температуре 70°С. Единственная проблема возникающая при такой модернизации - это прогрев мазута в цистернах перед перекачкой их в хранилище. Но и она вполне решаемая при помощи циркуляционной системы: разогрев мазута проводить горячим мазутом, идущим из КУТ.
Экономически данное мероприятие оправдано: КУТ в сравнении с паровым котлом по затратам на порядок ниже, эксплуатация котельной упрощается, обслуживающий персонал уменьшается.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.
контрольная работа [432,5 K], добавлен 09.12.2014Состав природного газа и мазута. Низшая теплота сгорания простейших газов. Определение количества и состава продуктов сгорания и калориметрической температуры горения, поверхности нагрева и основных параметров регенератора. Удельная поверхность нагрева.
курсовая работа [25,0 K], добавлен 25.03.2009Особенности методики теплового расчета котлов типа ДКВР, не содержащих пароперегревателя. Выявление объема и состава дымовых газов. Определение расхода топлива, адиабатной температуры сгорания. Расчет чугунного экономайзера ВТИ, пучка кипятильных труб.
методичка [792,1 K], добавлен 06.03.2010Система автоматического регулирования и контроля тепловой нагрузки. Описание монтажа и наладки системы автоматического регулирования. Требование к месту монтажа котла. Основные этапы монтажа котлов. Режимная и технологическая наладка паровых котлов.
курсовая работа [927,9 K], добавлен 19.09.2019Общая характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Методика расчета энтальпии продуктов сгорания топлива, конвективного пучка и невязки парогенератора. Конструктивные размеры и свойства поверхностей нагрева фестона и испарительных пучков.
курсовая работа [605,0 K], добавлен 20.12.2010Анализ причин коррозии трубопроводов, происходящей как снаружи под воздействием почвенного электролита, так и внутри, вследствие примесей влаги, сероводорода и солей, содержащихся в транспортируемом углеводородном сырье. Способы электрохимической защиты.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 21.06.2010Описание котельной: тепловые нагрузки, технологическое решение по установке генерирующих мощностей. Основные технические характеристики газовой турбины и котла-утилизатора. Принципиальная тепловая схема. Баланс энергии компрессора. Выбор токопроводов.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 14.03.2013Технология производства серной кислоты и продуктов на ее основе. Разработка конструкции узлов котла-утилизатора. Механизация обслуживания и ремонтных работ участка котла-утилизатора. Разработка технологического процесса изготовления "барабана канатного".
дипломная работа [774,9 K], добавлен 09.11.2016Расчет тепловой работы методической толкательной печи для нагрева заготовок. Составление теплового баланса работы печи. Определение выхода продуктов сгорания, температур горения топлива, массы заготовки, балансового теплосодержания продуктов сгорания.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 21.11.2012Определение тепловых нагрузок и расхода топлива производственно-отопительной котельной; расчет тепловой схемы. Правила подбора котлов, теплообменников, баков, трубопроводов, насосов и дымовых труб. Экономические показатели эффективности установки.
курсовая работа [784,4 K], добавлен 30.01.2014Определение горючей массы и теплоты сгорания углеводородных топлив. Расчет теоретического и фактического количества воздуха, необходимого для горения. Состав, количество, масса продуктов сгорания. Определение энтальпии продуктов сгорания для нефти и газа.
практическая работа [251,9 K], добавлен 16.12.2013Классификация методов лабораторных коррозионных испытаний, способы удаления продуктов коррозии после их проведения. Растворы и режимы обработки для химического и электрохимического методов. Составление протокола (отчета) по удалению продуктов коррозии.
курсовая работа [769,0 K], добавлен 06.03.2012Общие сведения о потерях нефти и нефтепродуктов при транспортировке по трубопроводам. Борьба с авариями на нефтепроводах, способы их ликвидации. Методы контроля утечек и предупреждения аварий. Организация эффективной защиты трубопроводов от коррозии.
реферат [748,7 K], добавлен 01.06.2015Проектирование новой газовой котельной и наружного газопровода до инкубатория. Определение плотности и теплоты сгорания природного газа. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Автоматизация котлов. Расчет потребности котельной в тепле и топливе.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 10.04.2017Определение расчетных расходов воды. Гидравлический расчет подающих и циркуляционных трубопроводов. Разработка схемы трубопроводов системы горячего водоснабжения и теплового пункта. Подбор оборудования теплового пункта. Определение потерь теплоты.
курсовая работа [80,3 K], добавлен 05.01.2017Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени. Основные факторы, влияющие на скорость образования отложений в котлах. Характер загрязнений, удаляемых при предпусковых кислотных очистках. Способы консервации прямоточных и барабанных котлов.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 15.07.2015Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.
курсовая работа [115,2 K], добавлен 03.03.2013Элементы конструкции и технические данные форсунки дизеля. Периодичность, сроки контроля технического состояния и выполнение ремонтов. Процесс очистки, ведомость дефектации форсунки и его деталей. Выбор и обоснование способа устранения неисправностей.
курсовая работа [312,1 K], добавлен 24.02.2015Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010Общая характеристика газового оборудования печей и котлов: горелочных устройств, газовых трубопроводов, трубопроводной арматуры. Классификационные признаки горелок и их характеристики. Виды арматуры: запорная, предохранительная, аварийная и отсечная.
реферат [169,5 K], добавлен 25.05.2014
