- •Прощекальников д.В. Лекции по дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»
- •Сырьевые ресурсы.
- •Энергия.
- •Краткая характеристика источников энергии.
- •Лекция 2 (Раздел 2) Классификация источников энергии в теплотехнологии
- •Общепринятыми в классификации источников энергии является их деление на возобновляемые и невозобновляемые.
- •Лекция 3 (раздел 2)
- •Энергия солнца
- •Энергия ветра
- •Энергия биомассы
- •Использование низкопотенциального тепла земли
- •Использование энергии малых рек
- •1. Элементарный состав топлив.
- •2. Балласт, влага, зольность, выход летучих и характеристики золы.
- •Элементарный химический состав горючей массы различных видов твердого и жидкого топлив.
- •Минеральные примеси топлива.
- •Балласт топлива.
- •Зола топлива.
- •Зольность.
- •Влага топлива.
- •Гигроскопичность топлива.
- •Выход летучих и свойства кокса.
- •Лекция 5 (раздел 3)
- •Иллюстрация к определению энтальпии образования.
- •2 Способ определения теплоты сгорания (по Менделееву).
- •Второй закон термодинамики. Энтропия.
- •Лекция 6 (раздел 3) характеристики и состав энергоносителей. И влияние на процесс горения.
- •Классификация каменных углей по выходу летучих, спекаемости и характеристикам коксового остатка.
- •Нефть и нефтепродукты.
- •Структурно-групповой состав нефти. Растворенные газы. В условиях залегания они представляют собой гомологический ряд (от метана ch4 и до пентана c5h12).
- •Эти жидкие продукты составляют основы нефти. С с16н34 и далее эти парафины являются твердыми.
- •2 Нафтеновые соединения – насыщенные углеводороды, основанные главным образом на циклопентане, циклогексане и их производных.
- •Малопарафинистая – содержание парафина 1,5%,
- •Лекция 7 (разделы 3-4) характеристики и состав энергоносителей. (Продолжение)
- •Основы материального баланса и основные определения
- •1:1:1:3 (Кмоль)
- •Материальный баланс процесса горения.
- •Влияние минеральной части топлива на выход продуктов сгорания.
- •Лекция 8 (разделы 3-4) тепловой баланс процесса горения
- •Лекция 9 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 10 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 11 (раздел 6) Особенности горения газового топлива
- •Лекция 15-16 (раздел 8) Основы анализа и выбора рационального способа использования источников энергии теплотехнологий
Лекция 8 (разделы 3-4) тепловой баланс процесса горения
Методика расчета температуры горения топлив
Рассчитать температуру горения мазута состава Н=10,8% С=87% О2=1% S=0,7% N2=0,5%. Воздух для горения содержит 0,015м3 Н2О/м3 воздуха и подается с избытком . Начальная температура (воздух, мазут) . Общие тепловые потери стенками и факелом равны 6,5% от прихода теплоты.
Решение. Горение идет полностью по следующим реакциям:
(7)
(8)
(9)
1 Этап
Расчет ведем на 1 кг мазута. По формуле Менделеева (6) низшая теплота сгорания мазута:
По средней теплоемкости мазута в 1кг мазута при 20С будет .
Определим расход воздуха. Сперва подсчитаем количество О2
По реакции (7)
(8)
(9)
__________________________
Итого: 3191
С учетом имеющегося в мазуте (10г) необходимое количество кислорода составит:
С учетом расход кислорода , азота и всего воздуха или по массе . Влагосодержание 1кг воздуха:
на 1 кг воздуха
Определим количество теплоты, вносимого в топку с сухим воздухом (при 20С) и влагой воздуха () - ,
Следовательно, весь приход теплоты:
Подсчитаем потери теплоты (6-10% от прихода):
Тогда уносится с топочными газами:
2 Этап
Определим состав (в кмоль) продуктов сгорания 1кг мазута заданного состава:
Составная часть топлива и воздуха |
Продукты сгорания, кмоль |
|||||
Вещество |
кмоль |
|||||
0,075 |
|
|
|
|
||
|
0,054 |
|
|
|
||
|
|
0,0002 |
|
|
||
(мазута) |
|
|
|
0,00018 |
|
|
(воздуха) |
|
|
|
0,0508 |
|
|
(избыток) 3,02-2,22=0,8 |
|
|
|
|
0,0357 |
|
Влага воздуха |
|
0,096 |
|
|
|
|
Итого |
|
0,075 |
0,0636 |
0,0002 |
0,050818 |
0,0357 |
Следовательно газы, выходящие из топки, содержат:
0,075 кмоль или 10,94%
0,0636 9,3%
0,0002 0,02%
0,5082 74,5%
0,0357 5,24%
___________________________________
Итого: 0,6827 кмоль или 100%
3 Этап
Энтальпия этих газов в :
1700С 1800С
90800 96500
71700 76700
91100 96500
55700 59600
58400 59600
Для расчета температуры горения мазута принимаем 1700С. Тогда количество теплоты выходящих из топки газов составит:
Следовательно, . Поэтому принимаем и тогда
Значит .
Определяем разность:
Следовательно:
Итак температура горения мазута 17320С.
Тепловой баланс парогенератора
Схема парогенератора
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)