Тепловые электрические станции

Ответ: . = 11 МДж/(кВт * ч).

Задача 7.30. Конденсационная электростанция выработала электроэнергии Эвыр = 30,2 * 1010 кДж/год. Определить годовой расход топлива, если известны удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии = 0,109 кг/МДж и тепловой эквивалент сжигаемого на КЭС топлива Э =0,84.

Ответ: В =39,2 * 106 кг/год.

Задача 7.31. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии Эвыр = 32 * 1010 кДж/год и отпустила теплоты внешним потребителям Qотп = 2,8 * 1011 кДж/год. Определить годовой расход топлива, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии = 0, 104 кг/МДж, к. п. д. ТЭЦ брутто по выработке теплоты = 0,85 и тепловой эквивалент сжигаемого на ТЭЦ топлива Э = 0,86.

Ответ: ВТЭЦ = 516 * 10 кг/год.

Задача 7.32. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии = 48 * 1010 кДж/год и отпустила теплоты внешним потребителям Qотп = 42 * 1010 кДж/год. Определить коэффициент использования теплоты топлива на ТЭЦ, если низшая теплота сжигаемого топлива = 15 800 кДж/кг, расход пара из котлов D =61,5 ? 107 кг/год и испарительность топлива И = 8,2 кг/кг.

Ответ: зтэц = 0,76.

Задача 7.33. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии Эвыр = 48 * 1010 кДж/год и отпустила теплоты внешним потребителям Qотп = 36 * 1010 кДж/год Определить коэффициент использования теплоты топлива на ТЭЦ и расход топлива на выработку электроэнергии, если низшая, теплота сжигаемого топлива = 15 200 кДж/кг, расход пара из котлов D = 66,3 * 107 кг/год, испарительность топлива И =8,5 кг/кг и к. п. д. котельной установки = 0,9

Ответ: = 0,71.

Задача 7.34. Определить удельный расход ядерного топлива на атомной электростанции, если средняя глубина горючего k = 30 МВт * сут/кг урана и к. п. д. атомной электростанции = 0,35.

Ответ: = 0,004 * 10-3 кг/(кВт * ч).

Задача 7.35. Определить удельный расход ядерного топлива на атомной электростанции, если средняя глубина горючего k = 30 МВт * сут/кг урана, к. п. д. реактора = 0,9, к. п. д. теплового потока = 0,98, термический к. п. д. зt = 0,45, относительный внутренний к. п. д. турбины зoi = 0,8, механический к. п. д. зм = 0,98 и к. п. д. электрогенератора зг = 0,99.

Ответ: bАЭС=0,005 * 10-3 кг/(кВт * ч).

Задача 7.36. Конденсационная электростанция выработала электроэнергии Эвыр = 100 * 106 кВт * ч/год, израсходовав при этом на собственные нужды 5 % от выработанной энергии. Определить себестоимость 1 кВт * ч отпущенной электроэнергии, если сумма затрат на станции УИ= 7,6 * 105 руб/год.

Ответ: = 0,8 коп/(кВт * ч).

Задача 7.37. Себестоимость 1 кВт * ч электроэнергии при отпуске ее Эотп = 120 * 106 кВт * ч/год равна = 0,7 коп/(кВт * ч). Определить себестоимость 1 кВт * ч отпущенной энергии при отпуске ее 3°кэс -- 84? 106 кВт * ч/год и = 70 ·106 кВт * ч/год. Сумму годовых затрат на станции считать одинаковой.

Ответ: = 1 коп/(кВт * ч); = 1,2 коп/(кВт * ч)

Задача 7.38. Теплоэлектроцентраль израсходовала ВТЭЦ = 95 · 106 кг/год топлива, выработав при этом электроэнергии Эвыр = 150 106 кВт * ч/год и потратив на собственные нужды 5 % от выработанной энергии. Определить себестоимость 1 кВт * ч отпущенной энергии, если расход топлива на выработку электроэнергии Вэ= 64 * 106 кг/год, затраты на топливо Итоп= 9,6 * 105 руб/год, затраты на амортизацию Иам = 3,4 * 105 руб/год, затраты на заработную плату И3.п = 1,37 * 105 руб/год и все остальные затраты УИпр = 2,63 * 105 руб/год.

Ответ: = 0,8 коп/(кВт * ч).



4. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

4.1 Расчет расхода теплоты при теплоснабжении предприятий

На предприятиях теплота расходуется на технологические нужды, отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха и горячее водоснабжение для технологических и хозяйственно-бытовых нужд.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на технологические нужды

3qiPi,

где qi -- удельный расход теплоты на выработку продукции, ГДж/т; Pi -- производительность предприятия, т/ч.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на отопление

oVн(tвн -- tнар),

где q0 -- удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м3 * К); Vн -- объем отапливаемых зданий по наружному обмеру, м3; tвн -- средняя температура воздуха внутри помещения, °С; tнар -- расчетная наружная температура воздуха, °С.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на вентиляцию

= qвVн (tвн -- tнap),

где qв -- удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м3 * К).

Средний расход теплоты (Вт) на горячее водоснабжение



= Gв св (

где Gв -- расход горячей воды' на технологические и хозяйственно-бытовые нужды, кг/с; св -- теплоемкость воды, Дж7(кг * К), св = 4186 Дж/(кг * К); -- средняя температура горячей воды, °С; tх в -- температура холодной воды, °С; зв -- коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях, зв = 0,94 ... 0,97.

Расчетный (максимальный) расход теплоты (Вт) на горячее водоснабжение

=2

Задача 8.1. Определить расчетный расход теплоты на технологические нужды мясокомбината производительностью pi = 12,5 т/ч, если удельный расход теплоты на выработку мяса qi = 1,2 ГДж/т.

Ответ: = 4,17 * 106 Вт.

Задача 8.2. Определить расчетный расход теплоты на отопление зданий хлебозавода, если объем отапливаемых зданий по наружному обмеру Vн = 15 * 103 м3, удельная отопительная характеристика здания q0 = 0,35 Вт/(м3 * К), средняя температура . воздуха внутри помещения tвн = 20 °С и расчетная наружная температура воздуха tнар = -- 26 °С

Ответ: = 241,5 * 103 Вт.

Задача 8.3: Определить суммарный расчетный расход теплоты на отопление и вентиляцию зданий хлебозавода, если объем отапливаемых зданий по наружному обмеру 30 * 103 м3, объем вентилируемых зданий 75 % от объема отапливаемых, удельная отопительная характеристика здания q0 = 0,32 Вт/(м3 * К), удельная вентиляционная характеристика здания qв = 0,3 Вт/(м3 * К), средняя температура воздуха внутри помещения tвн = 20 °С и расчетная наружная температура воздуха tнар = --25 °С.

Ответ: Q = 737,75 * 103 Вт.

Задача 8.4. Определить расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение хлебозавода, если расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды Gв = 2,5 кг/с, средняя температура горячей воды = 50 °С, температура холодной воды tх· в = 10 °С, коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях зв =0,95 и теплоемкость воды св = 4186 ДжДкг * К).

Ответ: = 881 * 103 Вт.

Задача 8.5. Определить суммарный расчетный расход теплоты на технологические нужды и отопление мясокомбината производительностью Pi = 5 т/ч, если удельный расход теплоты на выработку мяса qi = 1,3 ГДж/т, объем отапливаемых зданий по наружному обмеру Vн = 40 X 103 м3, удельная отопительная характеристика здания q0 = 0,25 Вт/(м3 * К), средняя температура воздуха внутри помещения tвн = 20 °С и расчетная наружная температура воздуха tнар = --25 °С.

Ответ: Q = 2257 * 103 Вт.

Задача 8.6. Определить суммарный расчетный расход теплоты на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение мясокомбината производительностью Рi = 6,25 т/ч, если удельный расход теплоты на выработку мяса qi = 1,35 ГДж/т, объем отапливаемых зданий по наружному обмеру Vн = 45 * 103 м3, объем вентилируемых зданий 80 % от объема отапливаемых, удельная отопительная характеристика здания q0 = 0,2 Вт/(м3 * К), удельная вентиляционная характеристика здания qв = 0,3 Вт/ (м3 * К), расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды Gв = 6 кг/с, средняя температура горячей воды = 50 °С, температура холодной воды tх· в = 10 °С, средняя температура воздуха внутри помещения tвн = 20 °С, расчетная наружная температура воздуха tнар = --25 °С, коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях зв = 0,96 и теплоемкость воды св = 4186 Дж/ (кг * К).

Решение: Расчетный расход теплоты на технологические нужды определяем по формуле (8.1):

= 278 * 103УqiPi = 278 * 103 * 1,35 * 6,25 = 2,35 X 106 Вт.

Расчетный расход теплоты на отопление находим по формуле (8.2):

= q0Vн (tвн -- tнар ) = 0,2 * 45 * 103 (20 + 25) = 405 * 103 Вт.

Расчетный расход теплоты на вентиляцию определяем .по формуле (8.3):

= qвVп (tвп - tпap) =0,3 * 45 * 103 * 0,8 (20 + 25) = 486 * 103 Вт.

Средний расход теплоты на горячее водоснабжение находим по формуле:

Gвcв ( -- tx.в)/зв= 6 * 4186 (50 - 10)/0,96 = 1046 * 103 Вт.

Расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение определяем по формуле (8.5):



= 2 =. 2 * 1046 * 103 = 2092 * 103 Вт.

Суммарный расчетный расход теплоты

= 2,35 * 106 + 405 * 103 + 486 * 103 + 2092 * 103 = 5333 * 103 Вт.

4.2. Технико-экономические показатели работы системы теплоснабжения

Эффективность работы системы теплоснабжения оценивается себестоимостью 1 ГДж теплоты и трудоемкостью 1 ГДж вырабатываемой теплоты.

Себестоимость 1 ГДж теплоты (руб/ГДж), вырабатываемой в котельной, определяется по формуле

Sq = Cгод/Qгод

где Сгод -- эксплуатационные затраты, руб/год; Qгод -- годовая выработка теплоты в котельной, ГДж/год.

Эксплуатационные затраты на выработку теплоты (руб/год) находятся по формуле

Cгод = Сг + Сэ.э + Свод + Сэ.п + Сам + Ст.р + Спр

где Ст -- стоимость топлива, потребляемого котельной, руб/год; Сэ.э -- стоимость электроэнергии, потребляемой котельной, руб/год; Свод -- стоимость воды, потребляемой котельной, руб/год; Сз п -- заработная плата обслуживаемого персонала, руб/год; Сам -- амортизация зданий и оборудования котельной, руб/год; Ст .р -- затраты на текущий ремонт оборудования, руб/год; Спр -- прочие расходы, руб/год.

Годовая выработка теплоты (ГДж/год) в котельной

Qгод = 23,76D [(iп·п -- iп·в) + (P/100) (iк·в -- iп·в)]

где D -- паропроизводительность котельной, кг/с; iп·п , iп·в , iк·в -- энтальпия перегретого пара, питательной и котловой воды, кДж/кг; Р -- величина непрерывной продувки,%.

Трудоемкость 1 ГДж теплоты (чел * год/ГДж)

где пшт -- коэффициент штатного персонала, чел * ч/ГДж; Qy -- установленная мощность котельной по выработке теплоты, ГДж/ч.

Задача 8.7. Определить себестоимость 1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной паропроизводительностью D = 5,45 кг/с, работающей на газообразном топливе, если давление перегретого пара рп· п = 1,4 МПа, температура перегретого пара tп.п = 280 °С, температура питательной воды tп · в = 100 °С, величина непрерывной продувки Р = 3 % и эксплуатационные затраты Сгод = 5,05 X 105 руб/год.

Ответ: Sq = 1,5 руб/ГДж.

Задача 8.8. Определить себестоимость 1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной паропроизводительностью D = 5,56 кг/с, работающей на газообразном топливе, если давление перегретого пара pп.п = 4 МПа, температура перегретого пара tп.п = 430 °С, температура питательной воды iп.п = 130 °С, величина непрерывной продувки Р = 4 %, стоимость топлива Ст = 3,6 * 105 руб/год, стоимость электроэнергии Сэ.э = 19 * 103 руб/год, стоимость воды Свод = 54 * 103 руб/год, заработная плата обслуживаемого персонала Сз·п = 38 * 103 руб/год, амортизация зданий и оборудования котельной Сам = 22 * 103 руб/год, затраты На текущий ремонт оборудования Ст.р = 4 * 103 руб/год и ррочие расходы Спр = 14 * 103 руб/год.

Решение: Годовую выработку теплоты в котельной определяем по формуле (8.8):

Qгод = 23,76D [(iп·п -- iп·в) + (P/100) (iк·в -- iп·в)] = 23,76 · 5,56 [(3280 -- 546) + (4/100)(1087,5 -- 546)] = 364 611 ГДж/год.

Эксплуатационные затраты на выработку теплоты находим по формуле (8.7):

Cгод = Сг + Сэ.э + Свод + Сэ.п + Сам + Ст.р + Спр = 3,6*106 + 19*103 + 54*103 + 38*103+ 22*103 + 4*103 + 14*103 = 511 * 103 руб/год.

Себестоимость 1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной, определяем по формуле (8.6):

Sq = Cгод/Qгод = 511 000/364 611 = 1,4 руб/ГДж.

Задача 8.9. Определить трудоемкость 1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной паропроизводительностью D = 7,22 кг/с, работающей на газообразном топливе, если давление перегретого пара pп · п = 4 МПа, температура перегретого пара tп·п = 425 °С, температура питательной воды tп,в = 130 °С, величина непрерывной продувки Р = 3 %, установленная мощность котельной по выработке теплоты Qу = 72 ГДж/ч и коэффициент штатного персонала пшт = 0,39 чел * ч/ГДж.

Ответ: Tq = 6 * 10-5 чел * год/ГДж.

Задача 8.10. Определить себестоимость и трудоемкость 1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной паропроизводительностью D = 4,16 кг/с, работающей на малосернистом мазуте, если давление перегретого пара рп.п= 1,4 МПа, температура перегретого пара tп.п = 280 °С, температура питательной воды tп.в = 100 °С, величина непрерывной продувки Р = 3 %, установленная мощность котельной по выработке теплоты Qy = 40 ГДж/ч, коэффициент штатного персонала nшт = 0,53 чел * ч/ГДж и эксплуатационные затраты Сгод = 4,6 * 105 руб/год.

Ответ: Sq = 1,8 руб/ГДж; TQ = 8 * 10-5 чел * год/ГДж.



5. ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ

5.1 Использование теплоты уходящих котельных газов для получения горячей воды и пара

Важным источником для добавочного получения теплоты являются уходящие котельные газы. Уходящие котельные газы используются в водяных утилизаторах (экономайзерах) и.в .котлах-утилизаторах для получения горячен воды и пара.

Расход (м3/с) уходящих газов из котельной определяется по формуле

Vг = пВр [ + (бу -- 1)V0 ] [(? + 273)/273)],

где п -- число котлоагрегатов; Вр -- расчетный расход топлива, кг/с; -- теоретический объем газов, м3/кг (м3/м3); бу -- коэффициент избытка воздуха за утилизатором; V0 -- теоретически необходимый объем воздуха, м3/кг (м3/м3); ? -- температура газов на входе в утилизатор, °С.

Количество теплоты (кДж/с), отдаваемой уходящими котельными газами утилизатору, находится по формуле

Qт = Vг.срс'г.ср (? -- ?'),

где Vг.ср -- средний расход уходящих газов при их охлаждении в утилизаторе от ? до ?' м3/с; с'г.ср -- средняя объемная теплоемкость газов, кДж/(м3 * К); ?'-- температура газов на выходе из утилизатора, °С.

Задача 9.1. Определить количество теплоты, отдаваемой уходящими газами котельной спиртового завода водяному экономайзеру (утилизатору) для получения горячей воды, если температура газов на входе в экономайзер ? = 320 °С, температура газов на выходе из экономайзера ?' = 200 °С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером бу = 1,4, средняя объемная теплоемкость газов с'г.ср = 1,415 кДж/(кг * К) и расчетный расход топлива одного котлоагрегата Вр = 0,25 кг/с.

В котельной установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на донецком каменном угле марки Д состава: С р = 49,3 %; Нр = 3,6 %; = 3,0 %; Nр = 1 %; Op = 8,3 %; Ар = 21,8 %; Wp = 13,0 %.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле:

V0 = 0,089Ср + 0.266НР + 0,033 ( -- Op) = 0,089 * 49,3 + 0,266 * 3,6 + 0,033 (3,0 -- 8,3) = 5,17 м3/кг.

Теоретический объем газов находим по формуле (1.36):

= 0,0187 (Cр + 0.375) + 0,79V0 + 0,8Nр /100+ 0,0124 (9Нр + Wр) + 0,0161 V0 = 0,0187 (49,3 + 0,375 * 3) + 0,79 * 5,17 + + 0,0124(9 * 3,6 + 13) + 0,0161 * 5,17 = 5,67 м3/кг

Расход уходящих газов перед экономайзером определяем по формуле:

Vг= nВр [ + (бу -- 1)V0? =2 * 0,25 [5,67 + (1,4 -- 1)* 5,17] = 8,4 м3/с.

Расход уходящих газов за экономайзером находим по формуле

Vг' = пВp [ + (бу -- 1) V0] = 2 * 0,25 [5,67 + (1,4 -- 1) 5,17] = 6,7м3/с.

Средний расход уходящих газов при их охлаждении в экономайзере отц до 'ц

Vг*ср== = 7,55м3/с

Количество теплоты, отдаваемой уходящими котельными газами водяному экономайзеру, определяем по формуле (9.2):

QT = . ( - ') = 7,55 * 1,415 (320 - 200) = 1282 кДж/c.

Задача 9.2. Определить количество теплоты, отдаваемой уходящими газами котельной спиртового завода водяному экономайзеру (утилизатору), для получения горячей воды, если температура газов на входе в экономайзер = 350 °С, температура газов на выходе из экономайзера = 200 °С, коэффициент избытка воздуха за экономайзером бу = 1,3, средняя объемная теплоемкость газов с'г.ср = 1,415 кДж/ (м3 * К) и расчетный расход топлива одного котлоагрегата Вр = 0,3 м3/с. В котельной установлены два одинаковых котлоагрегата, работающих на природном газе Дашавского месторождения состава: С02 = 0,2 %; СН4 = 98, 9 %; С2Н6 = 0,3 %; С3Н8 = 0,1 %; С4Н10 = 0,1 %; N2 = 0,4 %.

Ответ: QT = 3437 кДж/c.

Задача 9.3. Определить количество теплоты, отдаваемой уходящими газами котельной спиртового завода водяному экономайзеру (утилизатору), для получения горячей воды если температура газов на входе в экономайзер = 340 °С, температура газов на выходе из экономайзера = 200 °С, теоретический объем газов = 11,48 м3/кг, теоретически необходимый объем воздуха V0 = 10,62 м3/кг, коэффициент избытка воздуха за экономайзером бу = 1,4, средняя объемная теплоемкость газов сг'.ср = 1,415 кДж/ (м3 * К) и расчетный расход топлива одного котлоагрегата B p= 0,2 кг/с. В котельной установлены три одинаковых котлоагрегата, работающих на малосернистом мазуте.

Ответ: QT = 3714 кДж/c.

5.2 Использование теплоты уходящих печных газов для получения пара

Количество выработанной теплоты (кДж/c) в виде пара в утилизаторе за счет теплоты уходящих газов определяется по формуле

QT = Вр (Iг -- Iг)в (1 -- ж),

где Iг -- энтальпия газов на выходе из печи, кДж/кг (кДж/м3); Iг -- энтальпия газов на выходе из утилизатора, кДж/кг (кДж/м3); в -- коэффициент, ` учитывающий несоответствие режима и числа часов работы утилизатора и агрегата -- источника вторичных энергоресурсов; ж -- коэффициент потерь теплоты утилизатора в окружающую среду.

Экономия» условного топлива (кг/с) за счет вторичных энергоресурсов находится по формуле

BЭК =

где к,у -- к. п. д. замещаемой котельной.

Задача 9.4. Определить количество выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов трех хлебопекарных печей, если температура азов на выходе из печей ? = 700 °С, температура газов на выходе из котла-утилизатора ?' = 200 °С, коэффициент избытка воздуха за котлом-утилизатором бу = 1,3, расчетный расход топлива трех печей Вр = 0,05 м3/с, коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы котла-утилизатора и хлебопекарных печей в = 1,0 и коэффициент потерь теплоты котла-утилизатора в окружающую среду ж = 0,1. Хлебопекарные печи работают на природном газе Ставропольского месторождения состава: С02 = 0,2%; СН4 = 98,2 %; С2Н6 = 0,4 %;

С3Н8 = 0,1 %; С4Н10 = 0,1 %; N, = 1,0 %.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.28):

V0 = 0,0478 (0,5 (СО + Н2) + l,5H2S+ 2CH4 + (т + -- 02] = 0,0478 (2 * 98,2 +3,5 Х 0,4 + 5 * 0,1. + 6,5 * 0,1) = 9,51 м3/м3.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.39):

, = 0,01 (СО2. + СО + H2S + mCmHn) =0,01 (0,2 + 98,2 + 2 * 0,4 + 3 * 0,1 + 4 * 0,1) = 1,0 m3/m3.

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.38):

= 0,79V0 + N2/100 = 0,79 * 9,51+1/100=7,52 м3/м3.

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.41):

= 0,01 (H2S + Н2 + CmHn + 0,124dг) + 0,01611V0 = 0,01(2 * 98,2 + 3 * 0,4 + 4* 0,1 + 5 * 0,1) + 0,0161 * 9,51 = 2,13 м3/м3.

Энтальпию газов на выходе из печей определяем по формуле (1.60):

г = + (бy - 1) = (c? +(c?+ (?с + (бу -1) V0 (c?)в =1*1461 + 7,52 * 946 + 2,13 * 1147+ (1,3 -- 1) * 9,51*979 =13 811 кДж/м3.

Значения(c?)со2, (c?)N2 (c?)н2о, (c?)в взяты из табл.1 (см. Приложение).

Энтальпию газов на выходе из котла-утилизатора находим по формуле (1.60):

= = + (бy - 1) = (c?' +(c?'+ (?'с + (бу -- 1) V0 (c?')в=1.357+ 7,52-260+ 2,13-304+ (1,3--1)9,51-266= 5489 кДж/м3.

Значения (c?)со2, (c?)N2 (c?)н2о, (c?)b взяты из табл. 1(см. Приложение).

Количество выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов определяем по формуле (9.3):

Qт = Вр (г--)в(1-- ж) = 0,005 (13 811 -- 5489) 1 (1 -- 0,1) = 375 кДж/с.

Задача 9.5. Определить количество выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов двух хлебопекарных печей, если энтальпия газов на выходе из печи Iг = 9800 кДж/м3, температура

1 газов на выходе из котлам - утилизатора ?' = 200 °С, коэффициент избытка воздуха за котлом-утилизатором бу = 1,3, расчетный расход топлива двух печей Вр = 0,025 м3/с, коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы котла-утилизатора и печей в= 1,0 и коэффициент потерь теплоты котла-утилизатора в окружающую среду ж = 0,1. Хлебопекарные печи работают на природном газе Саратовского месторождения состава: С02 = 0,8 %; СН4 = 84,5 %; С2Н6 = 3,8 %; С3Н8 =1,9 %; С4Н10 = 0,9 %; С3Н12 = 0,3 %; N2 =7,8%.

Ответ: QT = 138 кДж/с.

Задача 9.6. Определить, экономию условного топлива при использовании выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов двух хлебопекарных печей, если температура газов на выходе из если температура газов печей ? = 700 °С, температура газов на выходе из котла- утилизатора ?' = 200 °С, коэффициент избытка воздуха за котлом-утилизатором бу =1,35/расчетный расход топлива двух печей Вр = 0,036 м3/с, коэффициент, учитывающий несоответствие режима и числа часов работы котла утилизатора и хлебопекарных печей в = 1,0, коэффициент потерь теплоты котла-утилизатора в окружающую среду ж = 0,12 и к. п. д. замещаемой котельной зк.у = 0,86. Хлебопекарные печи работают на природном газе Шебелинского месторождения состава: СН4 = 94,1 %; С2Н6 = 3,1 %; С3Н3 = 0,6 %; С4Н10 = 0,2 %; С5Н12 = 0,8 %; N2 = 1,2 %.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.28):

V0 = 0,0478 [0,5 (СО + Н2) + l,5H2S + 2CH4 + ? (m + n/4)CmHn -- O2] = 0,0478 ? (2 * 94,1 + 3,5 * 3,1 + 5 ? 0,6 + 6,5 * 0,2 + 8 * 0,8) = 9,98 m3/m3.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.39):

= 0,01 (СО2 + CO + H2S +? mCmHn) = 0,01 ?(94,1 +2 * 3,1 +3 * 0,6 + 4 * 0,2 + 5 * 0,8) = 1,07 m3/m3.

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.38);

=0,79V0 + N2/100 = 0,79 * 9.98 + 1,2/100 = 7,9 m3/m3.



Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.41):

= 0,01 (H2S + Н2 + ? (n/2)СmНn + 0,124dг) + 0,0161Vо = 0,01 (2 * 94,1 + 3 * 3,1 + 4 * 0,6 +5 * 0,2 + 6 * 0,8) + 0,0161 * 9,98 = 2,22 м2/м3.

Энтальпию газов на выходе из печей определяем по формуле (1.60):

г = + (бу -- 1)= (c?)co2+? (c?)N2 + (с?)н2о + (бу -- 1) V0(c?)в= 1,07 * 1461 +7,9 * 946 + 2,22 * 1147 + (1,35 --1) 9,98 * 979 = 15 017 кДж/м3.

Значения(c?)со2, (c ?)N2 (c?)н2о, (c?)b взяты из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию газов на выходе из котла-утилизатора находим по формуле (1.60):

= + (бу -- 1)= (c?')co2++ (c?')N2 + (с?')н2о + (бу -- 1) V0(c?')B = 1,07-357+ 7,9-260+ 2,22-304+ (1,35 -- 1) 9,98 ? 266 = 6130 кДж/м3.

Значения (c?')со2, (c?')N2 (c?')н2о, (c?')b взяты из табл. 1 (см. Приложение).

Количество выработанной теплоты в виде пара в котле- утилизаторе за счет теплоты уходящих газов определяем по формуле (9.3):

Qт = Вр (г -- ) в(1 -- ж) = 0,036 (15 017 -- 6130) ? 1 * (1 -- 0,12) = 282 кДж/с.

Экономию условного топлива при использовании выработанной теплоты в виде пара в котле-утилизаторе за счет теплоты уходящих газов находим по формуле

= = = 0,011кг/с или Вэк = 39,6кг/ч.



ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1. Энтальпия 1 м3 газов и влажного воздуха (кДж/м3) и 1 кг золы (кДж/кг)

?,єС	(с ?)СО2	(с ?)N2	(с ?)O2	(с ?)	(с ?)B	(с ?)з
1	2	3	4	5	6	7
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200	169 357 559 772 996 1222 1461 1704 1951 2202 2457 2717 2976 3240 3504 3767 4035 4303 4571 4843 5115 5387	130 260 392 527 664 804 946 1093 1243 1394 1545 1695 1850 2009 2164 2323 2482 2642 2805 2964 3127 3290	132 267 407 552 699 850 1005 1160 1319 1478 1637 1800 1963 2127 2294 2461 2629 2796 2668 3139 3307 3483	151 304 463 626 794 967 1147 1335 1524 1725 1926 2131 2344 2558 2779 3001 3227 3458 3688 3926 4161 4399	132 266 403 542 684 830 979 1)30 1281 1436 3 595 1754 1913 2076 2239 2403 2566 2729 2897 3064 3232 3399	80,8 169,1 263,7 360.0 458.5 560.6 662,9 767.6 874.0 984.0 1096.0 1206.0

Примечание. Энтальпия влажного воздуха (сB приведена при влагосодержании dг=10г/м2.

Таблица 2. Параметры сухого насыщенного пара и воды на кривой насыщения ( по давлениям )

с, МПа	tн, ?С	v', м3/кг	v", м3/кг	i', кДж/кг кДж/кг	i", кДж/кг	s', кДж/(кг · К)	s", кДж/(кг · К)
0.0010	6,936	0,0010001	130,04	29,18	2513,4	0,1053	8,9749
0,0015	13,001	0,0010007	88,38	54,61	2524,7	0,1952	8,8268
0,0020	17,486	0,0010014	67,24	73,40	2533,1	0,2603	8,7227
0,0025	21,071	0,0010021	54,42	88,36	2539,5	0,3119	8,6424
0,0030	24,078	0,0010028	45,77	100,93	2545,3	0,3547	8,5784
0,0035	26,674	0,0010035	39,56	111,81	2549,9	0,3912	8,5222
0,0040	28,95	0,0010042	34,93	121,33	2553,7	0,4225	8,4737
0,005	32,59	0,0010054	28,24	137,79	2560,9	0,4764	8,3943
0,010	45,82	0,0010102	14,70	191,84	2583,9	0,6496	8,1494
0,020	60,08	0,0010171	7,652	251,48	2609,2	0,8324	7,9075
0,025	64,99	0,0010198	6,201	272,03	2617,6	0,8934	7,8300
0,030	69,12	0,0010223	5,232	289,30	2624,6	0,9441-	7,7673
0,04	75,87	0,0010264	3,999	317,62	2636,3	1,0261	7,6710
0,05	81,33	0,0010299	3,243	340,53	2645,2	1,0912	7,5923
0,10	99,62	0,0010432	1,696	417,47	2674,9	I,3026	7,3579
0,20	120,23	0,0010606'	0,8860	504,74	2706,8	1,5306	7,1279
0,30	133,54	0,0010733	0,6055	561,7	2725,5	1,6716	6,9922
0,5	151,84	0,0010927	0,3749	640,1	2748,8	1,8605	6,8221
0,6	158,84	0,0011009	0,3156	670,6	2756,9	1,9311	6,7609
0,7	164,96	0,0011081	0,2728	697,2	2763,7	1,9923	6,7090
0,8	170,41	0,0011149	0,2403	720,9	2769,0	2,0461	6,6630
0,9	175,36	0,0011213	0,2149	742,7	2773,7	2,0945	6,6223
1.0	179,88	0,0011273	0,1945	762,4	2777,8	2,1383	6,5867
1.5	198,28	0,0011538	0,1317	844,5	2791,8	2,3148	6,4458
2,0	212,37	0,0011768	0,09961	908,6	2799,2	2,4471	6,3411
3,0	233,83	0,0012164	0,06663	1008,4	2803,1	2,6455	6,1859
4,0	250,33	0,0012520	0,04977	1087,5	2800,6	2,7965	6,0689
5,0	263,91	0,0012858	0,03943	1154,2	2793,9	2,9210	5,9739
6,0	275,56	0,0013185	0,03243	1213,9	2784,4	3,0276	5,8894
7,0	285,80	0,0013510	0,02738	1267,6	2772,3	3,1221	5,8143
8.0	294,98	0,0013838	0,02352	1317,3	2758,6	3,2079	5,7448
9,0	303,31	0,0014174	0,02049	1363,9	2742,6	3,2866	5,6783
10,0	310,96	0,0014522	0,01803	1407,9	2724,8	3,3601	5,6147
12,0	32*, 64	0,001527	0,01426	1491,1	2684,6	3,4966	5,4930
14,0	336,63	0,001611	0,01149	1570,8	2637,9	3,6233	5,3731
16,0	347,32	0,001710	0,009319	1649,6	2581,7	3,7456.	5,2478
18,0	356,96	0,001839	0,007505	1732,2	2510,6	3,8708	5,1054
20,0	365,72	0,00203	0,00586	1826,8	2410,3	4,0147	4,9280
22,0	373,71	0,00269	0,00378	2009,7	2195,6	4,2943	4,5815



Таблица 3. Параметры сухого насыщенного пара иводы на кривой насыщения (по температурам)

t, ?С	с, МПа	v', м3/кг	v", м3/кг	i', кДж/кг	i", кДж/кг	s', кДж/ (кг · К)	s", кДж/ (кг · К)
1	2	3	4	5	6	7	8
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190	0,0006108 0,0008718 0,0012271 0,001704 0,002337 0,003167 0,004241 0,005622 0,007375 0,009582 0,012335 0,015741 0,01992 0,02501 0,03116 0,03855 0,04736 0,05780 0,07011 0,08452 0,10132 0,12080 0,14327 0,16906 0,19854 0,23208 0,27011 0,3130 0,3614 0,4155 0,4760 0,5433 0,6180 0,7008 0,7920 0,8925 1,0027 1,1234 1,2553	0,0010002 0,0010001 0,0010004 0,0010010 0,0010018 0,0010030 0,0010044 0,0010060 0,0010079 0,0010099 0,0010121 0,0010145 0,0010171 0,0010199 0,0010228 0,0010258 0,0010290 0,0010324 0,0010359 0,0010396 0,0010435 0,0010474 0,0010515 0,0010558 0,0010603 0,0010649 0,0010697 0,0010747 0,0010798 0,0010851 0,0010906 0,0010962 0,0011021 0,0011081 0,0011144 0,0011208 0,0011275 0,0011344 0,0011415	206,3 147,2 106,42 77,97 57,84 43,40 32,93 25,25 19,55 15,28 12,05 9,578 7,678 6,201 5,045 4,133 3,409 2,828 2,361 1,982 1,673 1,419 1,210 1,037 0,8917 0,7704 0,6683 0,5820 0,5087 0,4461 0,3926 0,3465 0,3068 0,2725 0,2426 0,2166 0,1939 0,1739 0,1564	0,000 21,06 42,04 62,97 83,90 104,80 125,69 146,58 167,51 188,41 209,30 230,19 251,12 272,06 292,99 313,97 334,94 355,96 376,98 398,04 419,10 440,20 461,34 482,53 503,7 525,0 546,4 567.7 589,1 610,4 632,2 653,6 675,3 697,5 719,3. 741,1 763.3 785,4 807,6	2500,8 2510,0 2519,2 2528,4 2537,2 2546,4 2555,6 2564,8 2573.6 2582.4 2591.6 2600.4 2609,2 2617,6 2626,4 2034,8 2643,1 2651.5 2659,5 2667,8 2675.8 2683.3 2691.3 2698.8 2706.3 2713.5 2720.6 2727.3 2734,0 2740,3 2746,5 2752.4 2757,8 2763.7 2768,7 2773,3 2778.4 2782,5 2786,3	0 0,0762 0,1511 0,2244 0,2964 0,3672 0,4367 0,5049 0,5723 0,6385 0,7038 0,7679 0,8311 0,8935 0,9550 1,0157 1,0752 1,1342 1,1924 1,2502 1,3071 1,3632 1,4185 1,4725 1,5278 1,5814 1,6345 1,6869 1,7392 1,7907 1,8418 1,8924 1,9427 1,9925 2,0419 2,0909 2,1395 2,1876 2,2358	9,1544 9,0242 8,8995 8,7806 8,6663 8,5570 8,4523 8,3518 8,2560 8,1638 8,0751 7,9901 7,9084 7,8297 7,7544 7,6819 7,6116 7,5438 7,4785 7,4157 7,3545 7,2959 7,2386 7,1833 7,1289 7,0778 7,0271 6,9781 6,9304 6,8839 6,8383 6,7939 6,7508 6,7081 6,6666 6,6256 6,5858 6,5465 6,5075
195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345 350 355 360 365 370 375	1,3989 1,5550 1,7245 1,9080 2,1062 2,3202 2,5504 2,7979 3,0635 3,3480 3,6524 3,978 4,325 4,694 5,088 5,505 5,949 6,419 6,918 7,445 8,002 8,592 9,213 9,869 10,561 11,290 12,057 12,864 13,715 14,608 15,547 16,537 17,577 18,674 19,830 21,053 22,087	0,0011489 0,0011565 0,0011644 0,0011726 0,0011812 0,0011900 0,0011992 0,0012087 0,0012187 0,0012291 0,0012399 0,0012512 0,0012631 0,0012755 0,0012886 0,0013023 0,0013168 0,0013321 0,0013483 0,0013655 0,0013839 0,0014036 0,001425 0,001447 0,001472 0,001499 0,001529 0,001562 0,001599 0,001639 0,001686 0,001741 0,001807 0,001894 0,00202 0,00222 0,00280	0,1409 0,1272 0,1150 0,1044 0,09465 0,08606 0,07837 0,07147 0,06527 0,05967 0,05462 0,05005 0,04591 0,04215 0,03872 0,03560 0,03275 0,03013 0,02774 0,02553 0,02351 0,02164 0,01992 0,01831 0,01683 0,01545 0,01417 0,01297 0,01184 0,01078 0,09771 0,08805 0,007869 0,006943 0,00600 0,00493 0,00361	829,8 852,4 875,0 897,6 920.7 943.7 967.2 990.2 1014,0 1037,5 1061,8 1086.1 1110,3 1135,0 1160,2 1185.3 1210,8 1236,8 1263,2 1290,0 1317,2 1344,8 1373,3 1402,2 1431 ,9 1462,0 1493,4 1526.1 1559,6 1594,8 1632,0 1671,4 1714,1 1761 ,4 1817,5 1892,4 2031,9	2789,7 2793,0 2795,5 2798.0 2800,1 2801,4 2802,6 2803,1 2803,4 2803,1 2802,6 2801,0 2788,9 2796.4 2793,4 2789,7 2785,1 2779,6 2773,3 2766.2 2758,3 2749,1 2739,0 2727.3 2714.3 2699.6 2683.3 2665.7 2645,2 2621,8 2595.4 2564.4 2527,2 2481,1 2420.8 2330,8 2171,7	2,2835 2,3308 2,3777 2,4246 2,4715 2,5179 2,5640 2,6101 2,6561 2,7022 2,7478 2,7934 2,8395 2,8851 2,9308 2,9764 3,0225 3,0685 3,1146 3,1610 3,2079 3,2548 3,3025 3,3507 3,3997 3,4495 3,5002 3,5521 3,6057 3,6605 3,7183 3,7786 3,8439 3,9163 4,0009 4,1135 4,3258	6,4699 6,4318 6,3945 6,3577 6,3212 6,2848 6,2488 6,2132 6,1780 6,1425 6,1073 6,0721 6,0365 6,0014 5,9658 5,9298 5,8938 5,8573 5,8201 5,7824 5,7443 5,7049 5,6647 5,6233 5,5802 5,5354 5,4893 5,4412 5,3905 5,3361 5,2770 5,2117 5,1385 5,0530 4,9463 4,7951 4,5418



Таблица 4. Термодинамические свойства фреона-12 на линии насыщения.

t, ?С	с, МПа	v4, м3/кг	v1, м3/кг	i4, кДж/кг	i1, кДж/кг	s4, кДж/ (кг · К)	s1, кДж/ (кг · К)
--39 --35 --30 --25 --20 -- 15 -- 10 --5 0 +5 + 10 +15 +20 +25 +30	0,06730 0,08076 0,10044 0, 12369 0,15094 0,18257 0,21904 0,16080 0,30848 0,36234 0,42289 0,49094 0,56653 0,65062 0,74324	0,0006605 0,0006658 0,0006725 0,0006793 0,0006868 0,0006940 0,0007018 0,0007092 0,0007173 0,0007257 0,0007342 0,0007435 0,0007524 0,0007628 0,0007734	0,2337 0.1973 0,1613 0,1331 0,1107 0,09268 0,08713 0,06635 0,05667 0,04863 0,04204 0,03648 0.03175 0,02773 0,02433	384,06 387,46 391,73 396,07 400,44 404,92 409,44 414,00 418,65 423,34 428,11 432,97 437,87 442,81 447,83	554,63 556,59 559,06 561,54 563,96 566,39 568,82 571,16 573,51 578,81 578,07 580,29 582,42 584,48 586,44	4,0513 4,0655 4,0832 4,1007 4,1180 4,1353 4,1525 4,1695 4,1865 4,2033 4,2201 4,2368 4,2534 4,2699 4,2864	4,7797 4,7759 4,7716 4,7675 4,7642 4,7610 4,7583 4,7558 4,7536 4,7515 4,7498 4 7481 4,7466 4,7451 4,7437

Таблица 5. Термодинамические свойства аммиака на линии насыщения

t, ?С	с, МПа	v4, м3/кг	v1, м3/кг	i4, кДж/кг	i1, кДж/кг	s4, кДж/ (кг · К)	s1, кДж/ (кг · К)
--50 --45 --40 --35 --30 --25 --20 --15 --10 --5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50	0,0409 0,0546 0,0718 0,0932 0,1195 0,1516 0,1902 0,2363 0,2909 0,3549 0,4294 0,5517 0,6150 0,7283 0,8572 1,0027 1,1665 1,3499 1,5544 1,7814 2,0326	0,001425 0,001437 0,001449 0,001462 0,001476 0,001490 0,001504 0,001519 0,001534 0,001550 0,001566 0,001583 0,001601 0,001619 0,001639 0,001659 0,001680 0,001702 0,001726 0,001750 0,001777	2,623 2,007 1,550 1,215 0,963 0,771 0,624 0,509 0,418 0,347 0,290 0,244 0,206 0,175 0,149 0,128 0,111 0,096 0,083 0,073 О,064	193,4 215,6 237,8 260,0 282,2 304,4 327,4 350,0 372,6 395,6 418,7 441,7 465,2 488,6 512,5 536,3 581,1 584,9 609,2 633,9 659,0	1608,1 1616,5 1624,9 1632,8 1640,8 1648,3 1655,4 1662,6 1069,3 1675,1 1681,0 1686,4 1691,0 1695,6 1699,4 1703,2 1705,7 1708,2 1709,9 1710,7 1711,1	3,3000 3,3767 3,4730 3,5672 3,6601 3,7514 3,8410 3,9293 4,0164 4,1022 4,1868 4,2705 4,3530 4,4346 4,5155 4,5954 4,6746 4,7528 4,8307 4,9078 4,9840	9,6204 9,5199 9,4245 9,3341 9,2486 9,1674 9,0895 9,0150 8,9438 8,8756 8,8094 8,7458 8,6838 8,6240 8,5658 8,5092 8,4536 8,3991 8,3455 8,2928 8,2400

Размещено на Allbest.ru

...