На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчёт трубчатой печи

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 15.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 14. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


   МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

   ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
   ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 

   УФИМСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

   Кафедра «Химической кибернетики»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   КУРСОВАЯ  РАБОТА
   по  дисциплине «Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии»
   на  тему «Расчет трубчатой печи» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Выполнил:                                                                                ст. гр. МК-07-01
                                                                                    Ивашов Я.Д. 
 
 

   Проверил:                                                                               Смольникова Т.В. 
 
 
 
 

УФА  2010
 

СОДЕРЖАНИЕ 
 

      ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………...…………………..3 
      Вторичные энергетические ресурсы……………………………………...3
      Пути сокращения выхода вторичных энергоресурсов………………..4
      Побочные энергоресурсы и методы их использования…………………8
      Вторичные энергоресурсы и методы их использования………………...9
    РАСЧЕТ ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ……………………………………………..12
2.1. Расчет  процесса горения……………………………………………………12 
2.2. К.п.д.  печи, ее тепловая нагрузка и  расход топлива……………………18
2.3. Расчет поверхность нагрева радиантных труб и размеры камеры
радиации………………………………………………………………………….20 
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭКСЕРГИИ ПОТОКОВ, СОСТАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСОВ, РАЗРАБОТКА ДИАГРАММЫ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ЧЕРЕЗ ТРУБЧАТУЮ ПЕЧЬ…………………………………………….25
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..30                                                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЛИТЕРАТУРНЫЙ  ОБЗОР
      Вторичные энергетические ресурсы
 
     Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — это  энергия различных видов, покидающая технологический процесс или установку, использование которой не является обязательным для осуществления основного технологического процесса. Экономически она представляет собой побочную продукцию, которая при соответствующем уровне развития техники может быть частично или полностью использована для нужд новой технологии или энергоснабжения других агрегатов (процессов) на самом предприятии или за его пределами.
     Экономика стала бы значительно менее энергоемкой  и менее загрязняющей окружающую среду за счет вторичного использования отходов. Большая часть используемых сегодня материалов выбрасывается после одноразового применения. Это примерно 2/3 всего алюминия, 3/4 стали и бумаги и еще большая часть пластмасс. Всего лишь 5% энергии, затрачиваемой на добычу алюминия из бокситов, требуется для его регенерации. Для стали, изготавливаемой только из лома, экономия энергозатрат составляет примерно 65%. Производство газетной бумаги из макулатуры требует на 25 - 60% меньше энергии, чем ее изготовление из древесной массы. Получение стекла из вторсырья экономит до 33% энергии, необходимой для его изготовления из первичного сырья.
     В настоящее время особенно велики потери теплоты на электростанциях, в металлургической, химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве.
     Теплота уносится также с вентиляционным воздухом, с канализационными и бытовыми стоками. Согласно расчетам, из 1,7 млрд. т у. т., расходуемого в стране за год, полезно используется примерно 700 млн. т. Утилизация ВЭР позволит получить большую экономию топлива и существенно уменьшить капитальные затраты на создание соответствующих энергоснабжающих установок, так как при одинаковом эффекте затраты на улучшение использования энергоресурсов в 1,5-2 раза ниже затрат на добычу топлива. Рациональное и возможно более полное использование вторичных энергоресурсов дает большую экономию материальных, денежных и трудовых затрат, обеспечивает снижение выбросов вредных веществ, в том числе и тепловых.
     Одно  из направлений ресурсосберегающих технологий — использование побочных и вторичных энергоресурсов. 

       Пути сокращения выхода вторичных энергоресурсов
     Выявление выхода и учета возможного использования  вторичных энергоресурсов – одна из задач, которую необходимо решать на всех предприятиях и особенно предприятиях с большим расходом топлива, тепловой и электрической энергии.
     Использование вторичных энергетических ресурсов не ограничивается лишь энергетическим эффектом – это и охрана окружающей среды, в том числе воздушного бассейна, уменьшение количества выбросов вредных веществ. Некоторые из этих выбросов могут давать дополнительную продукцию, например, сернистый ангидрид, выбрасываемый с отходящими газами, можно улавливать и направлять на выпуск серной кислоты.
     Считается целесообразным, если при реконструкции  или расширении действующих, а также  при проектировании новых предприятий будет предусматриваться разработка мероприятий по использованию ВЭР с обоснованием их экономической эффективности. Отказ потребителей от использования вторичных энергетических ресурсов как на действующих, так и проектируемых предприятиях может быть обоснован только расчетом, подтверждающим экономическую неэффективность или техническую невозможность использования ВЭР.
     Рассмотрим  некоторые конкретные энергосберегающие  мероприятия, среди которых характерными могут оказаться установка (или замена) насосных установок для подачи воды различного назначения, а также вентиляционных установок. Аналогичным по эффективности применения может стать установка дополнительного (или замена на менее мощный) компрессора с малой производительностью на компрессорной станции (КС). Учитывая неоправданные потери сжатого воздуха в третью смену и в выходные дни, использование мероприятия позволит уменьшить расход электроэнергии на КС в эти периоды на 10—15%. Разумеется, величина экономической целесообразности внедрения зависит от мощности агрегатов КС и режимов потребления сжатого воздуха на конкретных объектах.
     Повышение квалификации работников энергослужб  предприятий и технологического персонала (за счет организации и  проведения курсов и семинаров по энергосбережению) при небольших затрачиваемых на это средствах дает ощутимый выигрыш в энергосбережении. Аналогично не требует ощутимых экономических затрат разработка положений по повышению качества ремонта и техобслуживания электро - и энергооборудования.
     Эффективным и малозатратным мероприятием для большинства промышленных предприятий является также снижение расхода электропотребления в осветительных установках. Например, только своевременная профилактика светильников и их замена увеличивает светопоток на 25—30% и, естественно, снижает электропотребление.
     Перспективные мероприятия, как и первоочередные, могут быть рассмотрены по двум группам: общеотраслевого и индивидуального назначения.
     Эффективным мероприятием общепромышленной группы, несомненно, должно стать создание комплексной системы АСКУ Энерго предприятия, которая должна полностью базироваться на современных устройствах учета, контроля, анализа и управления технологическими и вспомогательными процессами с необходимой степенью оперативности. Она должна укомплектовываться не только современными ПЭВМ, но и обеспечиваться высокоэффективными программными разработками.
     Учитывая  наличие весьма значительного станочного парка на промышленных предприятиях, эффективным мероприятием представляется замена электромашинных преобразователей на тиристорные приводы станочного оборудования.
     Среди промышленных потребителей особое место  принадлежит системам вентиляции и воздушного отопления промышленных зданий. Эти системы, являясь крупными потребителями энергии, существенно влияют на топливно-энергетический баланс предприятия и на уровень его потенциала энергосбережения. Доля потребления тепла в системах вентиляции (в том числе и кондиционирования воздуха) и воздушного отопления от общего теплопотребления предприятия для различных отраслей промышленности в зависимости от их теплоемкости колеблется в значительных пределах — от 5% до 50%.
     Энергосбережение  в системах вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования  воздуха промышленных зданий целесообразно  проводить по следующим направлениям: уменьшение объемов вентиляционного воздуха на единицу продукции и использование вторичных производственных теплоэнергоресурсов для нагрева приточного воздуха.
     От  мероприятий, способствующих увеличению эффективности использования энергоресурсов, перейдем к рассмотрению вопросов материального стимулирования экономии энергоресурсов. В настоящее время, когда увеличивается роль экономии энергетических ресурсов, встает вопрос не только об устранении отмеченных выше недостатков, но и об отказе от некоторых прежних форм материального поощрения и создании Комплексной системы стимулирования, охватывающей все слагаемые эффективности использования энергоресурсов.
     Для организации материального стимулирования персонала предприятия необходимо разработать Положение о премировании рабочих и инженерно-технических работников за экономию энергоресурсов, в котором должны быть указаны цель и задачи премирования, категории премируемых работников, источники премирования, порядок выплаты премий.
     Основанием  для премирования рабочих и ИТР должны быть утвержденные нормы расхода топлива и энергии, а также наличие контрольно - измерительных приборов или других технических средств контроля.
     Премирование  должно осуществляться только исходя из экономии, полученной в результате внедрения энергосберегающих технологий и оборудования, а также выполнения ремонта с высоким качеством.
     Наиболее  сложным и важным элементом в  системе премирования персонала за экономию энергоресурсов является определение размера премии с учетом конкретного вклада работника в общие результаты работы коллектива. В зависимости от формы организации и оплаты труда могут быть применены следующие показатели и условия премирования:
     1) при индивидуальной форме премия  устанавливается за поддержание  на оптимальном уровне первичных показателей работы оборудования;
     2) при бригадной форме премия  устанавливается за количество  сэкономленных энергоресурсов. Надежная работа оборудования, плановый объем и качество выпускаемой продукции являются условиями премирования. Премия должна распределяться с учетом коэффициента трудового участия.
     Экономия  конкретных видов ресурсов определяется по итогам отчетного периода путем сравнения с технически обоснованными, утвержденными нормами расхода при наличии приборов учета или других технических средств для контроля за фактическим расходом энергоресурсов.
     Пересмотр норм расхода топлива и энергии  может производиться один раз  в квартал при наличии объективных  причин, например, в связи с изменением номенклатуры выпускаемой продукции или других факторов, вызывающих увеличение или уменьшение норм расхода.
     Можно предложить следующий комплексный  подход к стимулированию рационального использования энергоресурсов. Необходимо производить дифференцированное премирование работников по первичным показателям работы оборудования. Премирование служащих надо производить по общим результатам энергоиспользования. Можно создавать дополнительный поощрительный фонд за счет сверхплановой экономии энергоресурсов, направлять на премирование персонала часть прибыли, полученной предприятием от реализации продукции, изготовленной за счет сэкономленных первичных и вторичных энергоресурсов. При перерасходе энергоресурсов по вине рабочих, премируемых за поддержание первичных показателей работы оборудования, рекомендуется удерживать половину стоимости перерасходованных энергоресурсов из их заработка.
     При решении вопросов увеличения эффективности  использования энергоресурсов на предприятиях необходимо разработать Комплексную  программу, включающую в себя как технические мероприятия по энергосбережению, так и экономические мероприятия по стимулированию персонала. 

       Побочные энергоресурсы и методы их использования
     Под побочными (вторичными) энергетическими  ресурсами (ПЭР) понимаются ресурсы, полученные в качестве побочного продукта или отхода основного производства. С точки зрения экономии затрат необходимо стремиться к максимальному сокращению выхода побочных энергоресурсов за счет лучшего использования первичного энергетического топлива в самом технологическом агрегате, установления рациональных режимов его работы. Для этого разрабатываются методы улучшения организации технологических процессов и режимов работы агрегатов, улучшения теплоизоляции, применения рекуперации, регенерации, промежуточных подогревов и т.п. Если эти мероприятия не обеспечивают полного использования энергетических ресурсов в пределах технологического агрегата, то образуются ПЭР.
     Не  менее важно создать условия  для эффективной очистки уходящих газов, получения дополнительной продукции. Экономия топлива, извлечение серы и других элементов из уходящих газов обеспечивают заметный экологический эффект, поскольку не требуется дополнительной добычи сырья, топлива и их применения для обеспечения того же объема конечной продукции, что и при использовании ПЭР.
     Побочные  энергетические ресурсы могут использоваться либо непосредственно для удовлетворения потребности в теплоте, топливе, либо в утилизационных установках для производства теплоты, электроэнергии, холода, механической работы.
     Возможны  четыре основных направления использования  побочных энергоресурсов:
топливное — непосредственное использование  горючих ПЭР в качестве топлива;
тепловое  — использование теплоты, получаемой непосредственно в виде ПЭР и вырабатываемой за счет ПЭР в утилизационных установках; выработка холода за счет ПЭР в абсорбционных холодильных установках, для выработки пара в котлах — утилизаторах; использование утилизированной теплоты отработавших газов газовых турбин компрессорных станций магистральных газопроводов для опреснения воды и др.;
силовое — использование потребителями  механической или электрической  энергии, вырабатываемой в утилизационных установках за счет ПЭР;
комбинированное — использование теплоты и  электроэнергии, одновременно вырабатываемых за счет ПЭР в утилизационных установках (утилизационных ТЭЦ) по теплофикационному циклу. 

       Вторичные энергоресурсы и методы их использования
     ВЭР разделяются на три основные группы: избыточного давления, горючие и тепловые.
     Основными направлениями использования вторичных  энергетических ресурсов являются: топливное  – когда они используются непосредственно  в качестве топлива; тепловое – когда  они используются непосредственно в качестве тепла или для выработки тепла в утилизационных установках; силовое – когда они используются в виде электрической или механической энергии, полученной в утилизационных установках; комбинированное – когда они используются как электрическая (механическая) энергия и тепло, полученные одновременно в утилизационных установках за счет ВЭР.
     Значительное  количество горючих ВЭР используется непосредственно в виде топлива, такое же непосредственное применение нашли и тепловые ВЭР, например, горячая  вода системы охлаждения для отопления и др.
     Необходимо  отметить, что изменение схем топливо- и теплопотребления, когда использование энергоресурсов внутри технологических агрегатов улучшилось, а выход вторичных энергоресурсов сократился, не является использованием ВЭР. Такие преобразования схем только усовершенствовали технологический процесс данной установки (агрегата).
     При правильном использовании вторичных  тепловых энергетических ресурсов, образовавшихся в виде тепла отходящих газов  технологических агрегатов, тепла основной и побочной продукции, достигается значительная экономия топлива. Проведенными расчетами установлено, что стоимость теплоэнергии, полученной в утилизационных установках, ниже затрат на выработку такого же количества теплоэнергии в основных энергоустановках.
     Топливно - энергетические ресурсы промышленности делятся на три основные группы:
     - горючие;
     - тепловые;
     - избыточного давления.
     Горючие (топливные) – химическая энергия  технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это:
     - горючие газы;
     - горючие используются для процессов химической и термохимической переработки углеродистого сырья (синтез, отходы электродного производства, горючие газы при получении исходного сырья для пластмасс, каучука и т.д.);
     - твёрдые и жидкие топливные ресурсы, не используемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки;
     - отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.
     Горючие используются в основном как топливо  и немного (5%) на не топливные нужды (преимущественно в качестве сырья).
     Тепловые  – это тепло отходящих газов  при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.
     Одним из весьма перспективных направлений  использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90°С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.
     Следует отметить, что пока ещё большое  количество тепловой энергии теряется при так называемом “сбросе” промышленных сточных вод, имеющих температуру 40 – 60 °С и более, при отводе дымовых газов с температурой 200 – 300 °С, а также в вентиляционных системах промышленных и общественных зданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этих помещений воздуха не менее 20 ч 25 °С).
     Особенно  значительны объемы тепловых ресурсов в чёрной металлургии, в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
     Энергоресурсы избыточного давления (напора) –  это энергия газов, жидкостей  и сыпучих тел, покидающих технологические  агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.
     Энергетические  ресурсы избыточного давления преобразуются в механическую энергию, которая или непосредственно используется для привода механизмов и машин или преобразуется в электрическую энергию.
     Примером  применения этих ресурсов может служить  использование избыточного давления доменного газа в утилизационных бескомпрессорных турбинах для выработки электрической энергии. 

     2. РАСЧЕТ ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ
    2.1 Расчет процесса горения
    2.1.1. Определим низшую теплоту сгорания  топлива (в кДж/м3) по формуле: 

  где  и т.д. – Содержание соответствующих компонентов в топливе, объемн. %.
         Подставив исходные данные, получаем: 

    
кДж/м3
 

      или    

    
 кДж/кг.
 

    2.1.2. Пересчитаем состав топлива в массовые проценты:
    Результаты  пересчета ведены в таблицу 1. 
 
 
 

    Таблица 1
Компоненты Молекулярная масса
Мольная (объемная) доля
Массовый %
         16     0,93     14,88     84,73
         30     0,03     0,9     5,12
         44     0,015     0,66     3,76
         58     0,013     0,754     4,29
         44     0,002     0,088     0,5
         28     0,01     0,28     1,59
    Сумма          1,000     17,562     100,0
 
    2.1.3.  Определим элементарный состав  топлива в массовых процентах:
    Содержание  углерода в любом i-м компоненте топлива находим по соотношению: 

    
 

       где  – число атомов углерода в данном компоненте топлива.
      Содержание углерода: 

    
 

    Содержание  водорода: 

    
 

       где  – число атомов водорода в данном компоненте топлива.
       Содержание кислорода: 

    
,
 

       где Р – число атомов кислорода в молекуле .
       Содержание азота: 

    
,

       где n – число атомов азота в молекуле.
       Проверка:  
    
 

       2.1.4. Определим теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания   1 кг газа, по формуле: 

    
 

       Для печей с излучающими стенками  коэффициент избытка воздуха  ? = 1,3 ? 1,07. Принимаем ? = 1,06. Тогда действительное количество воздуха: 

    

       или                  
    
 м3/кг,
 

          где  =1,293 – плотность воздуха при нормальных условиях ( ). 

    2.1.5.  Определим количество продуктов  сгорания, образующихся при сжигании     1 кг топлива: 

    
 кг/кг;

    
 кг/кг;

    
 кг/кг;

    
 кг/кг.
 

           Суммарное количество продуктов сгорания: 

    
 кг/кг.
 

          Проверка: 

    
 кг/кг.
 

           Содержанием влаги в воздухе  пренебрегаем. 
 
 
 

          2.1.6. Найдем объемное количество продуктов сгорания (в ) на 1 кг топлива (при нормальных условиях): 

    
 м3/кг;

    
 м3/кг;

    
 м3/кг;

    
 м3/кг.

       Суммарный объем продуктов сгорания: 

    
 м3/кг.
 

       Плотность продуктов сгорания  при   : 

    
 кг/м3.

    2.1.7. Определим энтальпию продуктов  сгорания на 1 кг топлива при  различных температурах по уравнению: 

    
 

       где Т – температура продуктов  сгорания, К;
             –средние массовые теплоемкости продуктов сгорания, определяемые из таблицы (см. Приложение 7 [1.С.337]), кДж/(кг•К). 

    
  кДж/кг;

    

и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.