Zadanie 301.

W celu podwyższenia sprawności kotła parowego planuje się modernizację

rurowego podgrzewacza powietrza, w którym powietrze omywa rurki

ze spalinami (rys. obok). Stosując model idealnego wymiennika przeciwprądowego

przeprowadź obliczenia wstępne dla następujących danych:

powierzchnia obliczeniowa wymiany ciepła H = 3 500 m²

natężenie przepływu powietrza V_p = 100 000 Nm³/h

natężenie przepływu spalin V_s = 130 000 Nm³/h

temperatura powietrza na wlocie tp₁ = 20 ^oC

temperatura spalin na wlocie ts₁ = 360 ^oC

globalny współczynnik przenikania ciepła k = 14 W/(m²K)

skład spalin: CO2 = 0.12; H2O = 0.24; O2 = 0.03; N2 = 0.61;

Oblicz:

• moc cieplną podgrzewacza Q

• temperaturę spalin na wylocie z podgrzewacza ts₂

• temperaturę powietrza na wylocie z podgrzewacza tp₂ Odp.: 7820.7 kW, 214.4 C, 230.8 C

Zadanie 302.

W celu podwyższenia sprawności kotła parowego planuje się rozbudowę

rurowego podgrzewacza powietrza, (powietrze omywa rurki ze spalinami -rys. obok).

Stosując model idealnego wymiennika przeciwprądowego oblicz jaką

powierzchnię obliczeniową wymiany ciepła H musi mieć popo aby schłodzić

spaliny do temperatury ts₂ = 190 ^oC. Oblicz jaka będzie wtedy

moc cieplna podgrzewacza Q oraz temperatura powietrza na wylocie tp_{2 .}?

Pozostałe dane:

natężenie przepływu powietrza V_p = 100 000 Nm³/h

natężenie przepływu spalin V_s = 130 000 Nm³/h

temperatura powietrza na wlocie tp₁ = 20 ^oC

temperatura spalin na wlocie ts₁ = 360 ^oC

globalny współczynnik przenikania ciepła k = 16 W/(m²K)

skład spalin: CO2 = 0.12; H2O = 0.24; O2 = 0.03; N2 = 0.61; Odp.: 4406.4 m², 9103.4 kW, 264.6 ^oC

Zadanie 303.

Obniżanie się wartości globalnego współczynnika przenikania ciepła

może wskazywać na postępujące zanieczyszczenie powierzchni wymiennika.

Na podstawie pomiarów gwarancyjnych rurowego podgrzewacza powietrza,

(powietrze omywa rurki ze spalinami -rys. obok) stosując model idealnego

wymiennika przeciwprądowego obliczono wartość k = 15.3 W/(m²K)

Po roku dokonano ponownych pomiarów popo i otrzymano:

powierzchnia obliczeniowa wymiany ciepła H = 3 500 m²

natężenie przepływu powietrza V_p = 98 000 Nm³/h

natężenie przepływu spalin V_s = 131 000 Nm³/h

temperatura powietrza na wlocie tp₁ = 18 ^oC

temperatura powietrza na wylocie tp₂ = 265 ^oC

temperatura spalin na wlocie ts₂ = 236 ^oC

skład spalin: CO2 = 0.12; H2O = 0.18; O2 = 0.03; N2 = 0.67

Oceń procentową zmianę współczynnika przenikania k .

Zadanie 304.

Oblicz średni spadek temperatury spalin na podgrzewaczu wody (ECO)

kotła do bloku 360 MW dla następujących danych pomiarowych:

• natężenie przepływu wody: D = 297 kg/s

• parametry czynnika: t₁=252 ^oC, p₁=20.2 MPa; t₂=309 ^oC, p₂=18.8 MPa;

• temperatura spalin za ECO: ν₂ = 306 ^oC

• nieznany jest skład spalin - wiadomo natomiast, że spalany jest węgiel
  z szybkością B= 103 kg/s i nadmiarem powietrza λ= 1.17,
  skład węgla na warunki robocze:
  W_r=47%, A_r=15%, C_r=25%, H_r=3%, O_r=8%, S_r=1%, N_r=1%,

Oblicz dodatkowo prędkość spalin przed ECO jeśli przekrój kanału spalinowego

ma wymiary: 15m x 17 m

Odp.: 130.5 ^oC, 4.3 m/s

Wskazówka! Skorzystaj z „Funkcje_coal.mcd”

Zadanie 305.

Oblicz średni spadek temperatury spalin na podgrzewaczu wody (ECO)

kotła opalanego gazem (GZ-50) o składzie (procentowo):

H2=0.3 CH4=96.7 C2H6=1.5 C3H8=1.23 C4H10=0.27

• zużycie gazu B=35 m3/s

• nadmiar powietrza λ= 1.1

• natężenie przepływu wody: D = 300 kg/s

• parametry czynnika: t₁=156 ^oC, p₁=19.2 MPa; t₂=252 ^oC, p₂=18.8 MPa;

• temperatura spalin przed ECO: ν₁ = 420 ^oC

Oblicz dodatkowo prędkość spalin przed ECO jeśli przekrój kanału spalinowego

ma wymiary: 14m x 15 m

Odp.: 208.8 ^oC, 5.1 m/s

Wskazówka! Skorzystaj z „Funkcje_gaz.mcd”

Zadanie 306.

Obniżanie się wartości globalnego współczynnika przenikania ciepła

może wskazywać na postępujące zanieczyszczenie powierzchni wymiennika.

Na podstawie pomiarów gwarancyjnych kotła do bloku 360 MW,

stosując model idealnego wymiennika przeciwprądowego obliczono

dla ECO (pow. obl. wymiany ciepła H = 20 000 m² )

wartość k = 58.3 W/(m²K)

Po roku dokonano ponownych pomiarów ECO i otrzymano:

• natężenie przepływu wody: D = 310 kg/s

• parametry czynnika: t₁=252 ^oC, p₁=20.2 MPa; t₂=309 ^oC, p₂=18.8 MPa;

• temperatura spalin za ECO: ν₂ = 302 ^oC

• nieznany jest skład spalin - wiadomo natomiast, że spalany jest węgiel
  z szybkością B= 110 kg/s i nadmiarem powietrza λ= 1.16,
  skład węgla na warunki robocze:
  W_r=51%, A_r=13%, C_r=22.5%, H_r=2.2%, O_r=9.7%, S_r=0.8%, N_r=0.8%,

Oceń procentową zmianę współczynnika przenikania k .

Oblicz prędkość spalin przed ECO jeśli przekrój kanału spalinowego ma wymiary: 15m x 16 m.

Wskazówka! Skorzystaj z „Funkcje_coal.mcd” Odp.: spadek o 12.5 %, 4.3m/s

Zadanie 308

W wytwornicy pary wytwarza się parę mokrą o stopniu suchości x=0.85

Woda ma parametry początkowe: t₁=25 ^oC, p₁=6.0 MPa ,

spadek ciśnienia wody w wytwornicy wynosi dp=0.5 MPa.

Jaką wydajność masową powinna mieć wytwornica aby schłodzić spaliny

od temperatury ts₁ = 480 ^oC do temperatury ts₂ = 190 ^oC

• nieznany jest skład spalin - wiadomo natomiast, że spalany jest węgiel
  z szybkością B= 7.3 kg/s i nadmiarem powietrza λ= 1.15,
  skład węgla na warunki robocze:
  W_r=45%, A_r=10%, C_r=26.5%, H_r=5.2%, O_r=9.7%, S_r=0.8%, N_r=0.8%,

Oblicz do jakiego ciśnienia trzeba co najmniej rozprężyć parę aby uzyskać parę przegrzaną

Zadanie 309.

Oblicz globalny współczynnik przenikania ciepła dla wymiennika

o powierzchni obliczeniowej wymiany ciepła H = 18 000 m²

stosując model idealnego wymiennika przeciwprądowego.

Z pomiarów otrzymano:

• natężenie przepływu wody: D = 297 kg/s

• parametry czynnika: t₁=252 ^oC, p₁=20.2 MPa; t₂=309 ^oC, p₂=18.8 MPa;

• temperatura spalin za ECO: ts₂ = 305 ^oC

• nieznany jest skład spalin - wiadomo natomiast, że spalany jest węgiel
  z szybkością B= 105 kg/s i nadmiarem powietrza λ= 1.15,
  skład węgla na warunki robocze:
  W_r=47%, A_r=12%, C_r=24.5%, H_r=3.2%, O_r=9.7%, S_r=0.8%, N_r=0.8%,

Oblicz prędkość spalin przed ECO jeśli przekrój kanału spalinowego ma wymiary: 15m x 16 m.

__________________________________________________________________________________________________

Zadanie 310

W wytwornicy pary wytwarza się parę mokrą o stopniu suchości x=0.85

Woda ma parametry początkowe: t₁=25 ^oC, p₁=5.0 MPa ,

spadek ciśnienia wody w wytwornicy wynosi dp=0.4 MPa.

Jaką wydajność masową powinna mieć wytwornica aby schłodzić spaliny

od temperatury ts₁ = 480 ^oC do temperatury ts₂ = 190 ^oC

przy natężeniu przepływu V_s = 130 000 m³/h (w warunkach norm.).

Obj. skład spalin : CO2 = 13%; H2O = 11%; O2 = 4%; N2 = 72%;

Oblicz prędkość wypływu pary z wytwornicy jeśli średnica wewnętrzna rury wynosiła 46 mm.

Zadanie 903.

Oblicz globalny współczynnik przenikania ciepła dla wymiennika

o powierzchni obliczeniowej wymiany ciepła H = 18 000 m²

stosując model idealnego wymiennika przeciwprądowego.

Z pomiarów otrzymano:

• natężenie przepływu wody: D = 297 kg/s

• parametry czynnika: t₁=252 ^oC, p₁=20.2 MPa; t₂=309 ^oC, p₂=18.8 MPa;

• temperatura spalin za ECO: ts₂ = 305 ^oC

• nieznany jest skład spalin - wiadomo natomiast, że spalany jest węgiel
  z szybkością B= 105 kg/s i nadmiarem powietrza λ= 1.15,
  skład węgla na warunki robocze:
  W_r=47%, A_r=12%, C_r=24.5%, H_r=3.2%, O_r=9.7%, S_r=0.8%, N_r=0.8%,

Oblicz prędkość spalin przed ECO jeśli przekrój kanału spalinowego ma wymiary: 15m x 16 m.

__________________________________________________________________________________________________

tp₁

tp₂

ts₂

tp₂

ts₂

ts₁

tp₁

ts₁

---