Dobór kotła parowego dla zadanych warunków zakładu produkcyjnego

JAKUB LENARCZYK

TRiL gr.III

Warszawa 2012

"Dobór kotła parowego dla zadanych warunków zakładu produkcyjnego"

Sprawność kotła parowego 84%

- temperatura skroplin powracających 70 st. C

Urządzenie	A	B	C	D	E	F	G	H
Czas pracy	14-15	8-15	10-14	10-13	8-9, 11-15	8-10, 12-15	8-15	10-11
Dane	820 kg/h; 0.9 MPa	800MJ/h	805 kW	3.2 Mg 4- 47 ˚ C	180 jedn./h; 11,1 kg/ jedn.	210 kg	41 kg p.u/h	40 kg/h; 40.1 MJ/kg

- indywidualne straty kazdego odbiornika 8%

Obliczyć jakie będzie zapotrzebowanie na olej opałowy o wartości opałowej 40.1MJ/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:

Powinno być ibis=2786

Uwzględniając straty:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia C:

Urządzenie C wykazuje w ciągu godziny zapotrzebowanie na strumień ciepła rόwny 790kW, tj. 790000 W stąd:

Zapotrzebowanie na energię cieplną wyniesie:

Po uwzględnieniu strat:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia D:

Zapotrzebowanie teoretyczne:

Uwzględniamy straty:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia E:

Uwzględniamy straty:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia F:

,stąd

Uwzględniając straty:

Stanowi to:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia G:

Uwzględniając straty:

Zapotrzebowanie na parę wodną dla urządzenia H:

Uwzględniamy straty:

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	810	874,8	2180613,96	4
B	264,77	285,95	712787,56	7
C	1140,9	1232,2	3071504,94	5
D	164,72	177,89	443426,40	4
E	1687,5	1822,5	4542945,75	4
F	268,74	290,23	723456,32	6
G	317,44	342,84	854597,27	6
H	643,47	694,95	1732301,86	3

Rysunek.1 Harmonogram pracy urządzeń w ciągu dnia roboczego.

Urządzenie (aparat)	Odstępy czasu [h]								Lącznie w ciągu dnia
		8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15		15-16
A	-	-	874,8	874,8	874,8	874,8	-	-	3499,2
B	285,95	285,95	285,95	285,95	285,95	285,95	285,95	-	2001,65
C	1232,2	-	-	1232,2	1232,2	1232,2	1232,2	-	6161
D	-	-	177,89	177,89	177,89	177,89	-	-	711,56
E	1822,5	1822,5	-	-	-	1822,5	1822,5	-	7290
F	-	290,23	290,23	290,23	290,23	290,23	290,23	-	1741,38
G	342,84	342,84	342,84	342,84	342,84	342,84	-	-	2057,04
H	-	694,95	694,95	694,95	-	-	-	-	2084,85
Ogόłem	3683,49	3436,47	2666,66	3898,86	3203,91	5026,41	3630,88	-	25546,68

Rysunek.3 Zmienność zapotrzebowania na parę wodną w ciągu dnia roboczego.

Zapotrzebowanie paliwa dla jednego dnia roboczego

Rysunek 2. Schemat instalacji cieplnej z odbiornikami.

Energia cieplna (Q₁) wprowadzana wraz z paliwem ulega przemianie w kotle parowym (1) na energię (Q₂ + Q₃) pobieraną przez odbiorniki 2 i 3. Para wodna D₁ pobierana przez odbiornik 3 (F) miesza się z produktem zaś para wodna w ilości D₃=D₂ - D₁ ulega przemianie fazowej i w postaci kondensatu (D₃) powraca do kotła parowego (1). W celu uzupełnienia wody w kotle wprowadza się jej strumień przewodem 4. Masa wprowadzanej przewodem (4) wody D₁ jest równa masie pary zużytej w odbiorniku 3. Odprowadzanie skroplin (kondensatu) odbywa się przez garnek kondensacyjny (5).

Bilans energetyczny instalacji

D₂=25546,68kg

D₁=
kg

D₃= D₂-D₁

D₃=25256,45kg

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 -0,1%. Zatem ostateczna wartość wyniesie 1876,01 kg paliwa rzeczywistego.

Maksymalny godzinowy pobór pary wodnej wynosi:

D_max=5026,41kg

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 2x kocioł o wydajności

10000 kg/h

---