"Dobór kotła parowego dla zadanych warunków zakładu produkcyjnego"

Sprawność kotła parowego 60%

- temperatura skroplin powracających 40 st. C

Urządzenie	A	B	C	D	E	F	G	H
Czas pracy	9-11	8-9	9-14	12-15	10-15	10-11	12-13	11-13
Dane	530 kg/h;	660 MJ/h	120 kW	1.5 Mg 7- 29 ˚ C	55 jedn./h; 2 kg/ jedn.	130 kg	30 kg p.u/h	65 kg/h; 40.2 MJ/kg

- indywidualne straty każdego odbiornika 8%

Obliczyć jakie będzie zapotrzebowanie na paliwo o wartości opałowej 24MJ/kg.

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia A:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia A:

Urządzenie ma znane zapotrzebowanie na parę wodną. Z uwzględnieniem strat wyniesie ono:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia B:

$Q = D\left( i^{''} - i^{'} \right) \rightarrow D = \frac{Q}{i^{''} - i^{'}} = \frac{660000\text{kJ}}{\left( 2567,6 - 40*4,19 \right)\text{kJ}*\text{kg}^{- 1}}$=275 kg

Uwzględniając straty:

1, 08 * 275kg = 297kg

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia C:

Urządzenie C wykazuje w ciągu godziny zapotrzebowanie na strumień ciepła rόwny 120kW, tj. 120000 W stąd:

120000J * s⁻¹ * 3600s = 432000000J = 432000kJ

Zapotrzebowanie na energię cieplną wyniesie:

$$D = \frac{Q}{i^{''} - i^{'}} = \frac{432000kJ}{2400kJ*\text{kg}^{- 1}} = 180kg$$

Po uwzględnieniu strat:

1, 08 * 180 = 194, 4 kg

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia D:

Q = mcΔt = 1500kg * 4, 19kJ * kg⁻¹ * C⁻¹ * (29−7C) = 138270kJ

Zapotrzebowanie teoretyczne:

$$D = \frac{Q}{i^{''} - i^{'}} = \frac{138270kJ}{2400kJ*\text{kg}^{- 1}} = 57,61kg$$

Uwzględniamy straty:

1, 08 * 57, 61kg = 62, 22 kg

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia E:

$$55\frac{\text{jedn}}{h}*2\frac{\text{kg}}{h} = 110\frac{\text{kg}}{h}$$

Uwzględniamy straty:

1, 08 * 110 = 118, 8 kg

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia F:

,stąd

$$D_{\text{rz}} = \frac{130kg*2679,6\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}}{2590,7kJ} = 134,4\ kg(p.w.rz)$$

Uwzględniając straty:

1, 08 * 134, 4 = 145, 21kg

Stanowi to:

Q = D(i^″−i^′) = 145, 21 * 2400 = 348504kJ

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia G:

Uwzględniając straty:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia H:

$$D_{\text{rz}}\left( i^{''} - i^{'} \right) = B_{\text{rz}}Q_{\text{rz}} \rightarrow \ \frac{65kg*40200\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}}{2590,7\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}} = 1008,6kg$$

Uwzględniamy straty:

1, 08 * 1008, 6 = 1089, 29kg

Urządzenie (aparat)	Zapotrzebowanie godzinowe na parę wodną [kg]	Zapotrzebowanie godzinowe na energię cieplną wnoszoną z parą po uwzględnieniu strat [kJ]	Liczba godzin pracy
	Teoretyczne	Praktyczne
A	530	572,4	1373760
B	275	297	712800
C	180	194,4	466560
D	57,61	62,22	149328
E	110	118,8	285120
F	134, 4	145,21	348504
G	339,38	366,53	879672
H	1008,6	1089,29	2614296

Urządzenie (aparat)	Odstępy czasu [h]	Lącznie w ciągu dnia
	8-9	9-10
A	-	572,4
B	297	-
C	-	194,4
D	-	-
E	-	-
F	-	-
G	-	-
H	-	-
Ogόłem	297	194,4

Zapotrzebowanie paliwa dla jednego dnia roboczego

$$\eta = \frac{D\left( i^{''} - i^{'} \right)}{B_{\text{rz}}Q_{\text{rz}}} \rightarrow \ B_{\text{rz}} = \frac{D\left( i^{''} - i^{'} \right)}{\eta*Q_{\text{rz}}}$$

$$B_{\text{rz}} = \frac{5884,78\text{kg}*2400kJ*\text{kg}^{- 1}}{0,6*24000*kJ*\text{kg}^{- 1}} = 980,8\ kg$$

Bilans energetyczny instalacji

D₂=9038,45 kg

D₁=420,02kg

D₃= D₂-D₁

D₃=8618,43kg

Bilas cieplny przyjmuje postać:

Po uporządkowaniu równanie przyjmuje postać:

Na tej podstawie otrzymujemy kolejny wzór wyrażający sprawność przemian energii:

Po przekształceniu powyższego wzoru i podstawieniu danych liczbowych oblicza się niezbędną ilość paliwa:

Otrzymana wartość różni się od poprzednio uzyskanej o -0,01%. Zatem ostateczna wartość wyniesie 655,91 kg paliwa rzeczywistego.

Maksymalny godzinowy pobór pary wodnej wynosi:

D_max=2296,34kg

Stąd strumień ciepła, jaki powinien być dostarczony, wynosi:

Na podstawie tabeli 15 zamieszczonej na końcu książki „Użytkowanie maszyn i aparatury w przetwórstwie rolno-spożywczym” dobieram kocioł o wydajności

10000 kg/h