Тепловий баланс трубчастої печі

2.2 Тепловий баланс трубчастої печі. Розрахунок коефіцієнта корисної дії та витрати палива

Ціль етапу: крім к.п.д. і витрати палива розрахувати теплопродуктивність трубчастої печі (повне теплове навантаження), значення якої необхідне вибору її типоразмера.

Рівняння теплового балансу для трубчастої печі має такий вигляд:

Розрахунок теплового балансу ведеться на 1 кг палива.

Статті витрати тепла:

де qпол., qух., qпот. – відповідно корисно сприйнята в печі сировиною, що втрачається з димовими газами, що йдуть з печі, що втрачається в навколишнє середовище, кДж/кг.

Статті приходу тепла:

де Cт, Cв, Cф.п. – відповідно теплоємності палива, повітря, форсункової водяної пари, кДж/кг;

tт, tв, tф.п. – температури палива, повітря, форсункової водяної пари, 0С.

Явне тепло палива, повітря та водяної пари зазвичай невелике і ними часто в технічних розрахунках нехтують.

Отже, рівняння теплового балансу запишеться у такому вигляді:

або ,

звідки коефіцієнт корисної дії трубчастої печі:

де , – відповідно втрати тепла з димовими газами, що йдуть, і втрати тепла в навколишнє середовище в частках від нижчої теплотворної здатності палива.

Втрати тепла в довкілля qпот. приймаємо 6% (0,06 у частках) від нижчої теплотворної здатності палива, тобто.

, звідки

кДж/кг.

Температура відпрацьованих газів визначається рівністю:

, 0,

де t1 - температура продукту, що нагрівається на вході в піч, 0 С;

Dt – різниця температур теплоносіїв на вході сировини у змійовик камериконвекції; приймаємо Dt = 1300С;

0 С (533 К).

При цій температурі визначаємо втрати тепла з газами, що йдуть:

кДж/кг.

Отже, визначаємо к.п.д. печі:

Розрахунок корисного теплового навантаження трубчастої печі робимо за формулою:

де - продуктивність печі за сировиною, кг/год;

, , – відповідно тепломістку парової та рідкої фази при температурі t2, рідкої фази (сировини) при температурі t1, кДж/кг;

e – частка відгону сировини на виході із змійовика трубчастої печі.

де - Відносна щільність; для конденсованої пари = 0,8;

кДж/кг.

Рівняння для розрахунку теплоутримання рідких нафтопродуктів має вигляд:

де відносна густина нафти = 0,9;

кДж/кг;

кДж/кг.

Розраховуємо корисне теплове навантаження печі:

Визначаємо повне теплове навантаження печі:

= 36,44 МВт.

Годинна витрата палива:

кг/год.

Висновки: 1) розрахунки цього етапу показали, що коефіцієнт корисної дії печі h = 0,82, тобто. Досить високий, т.к. для трубчастих печей значення к.п.д. знаходиться у межах від 0,65 до 0,85 [1, с.439];

2) повне теплове навантаження печі склало 36,44 МВт.