Расчет параметров газового топлива

Отчет по практической работе № 1 по междисциплинарному модулю ПМ 0.1. МДК 1.01. студента 370 группы Бызова Ивана

Отделения «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения».

Практическое задание 1. Вычислить КПД котельной установки и тепловые потери котельного агрегата.

Таблица 1

Параметры Варианты
1.Паропро-изводитель-ность (Д), т/ч 10,0 9,5 10,5 12,0 11,0 11,8 9,9 11,5 112,5 9,0
2.Параметры пара: давление, МПа; температура, 0С 1,4     193,2 1,4     194,3 1,4     197,1 1,4     196,8 1,4     195,6 1,4     194,6 1,4     197,8 1,4     199,1 1,4     198,6 1,4     196,0
3.Часовой расход топлива (В), кг
4.Температура питательной воды 0С
5.Теплота сгорания топлива; (QHP), кДж/кг    

Пример

1.Определите КПД котельной установки и оцените тепловые потери котлоагрегата.

Дано:

Д = 11,0 т/ч

Рп = 1,4 МПа

tп = 195,6 0С

В = 1580 кг

QHP = 22815 кДж/кг

η = ?

где Д- паропроизводительность, т/ч;

qka- полученное одним килограммом пара, kДж/кг

В-часовой расход топлива, кг

РН- часовой расход топлива, кг

QpH – низшая теплота сгорания топлива, kДж/кг

tп..в.- температура пара.

Решение:

ηк.а.= Д*qкa /QHP * В *100%;

qka = iП - iП.B;

где iП – энтальпия пара, кДж/кг;

iП.Bэнтальпия питательной воды, КДж/кг

Энтальпию находим по таблицам по заданным параметрам, давлению и температуре.

iп = 2790 кДж/кг iП.B = 419 кДж/кг

qka=2790 -419 = 2371 кДж/кг

η к.а = 11,0*103*2371/(1580*21815)*100 = 756 %

Величина потерь:

Σ qi = 100 - η к.а = 100 -756 % = -656 %

q1 – полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, кДж/кг или кДж/м3;

q2 – потеря теплоты с уходящими продуктами горения, кДж/кг или кДж/м3;

q3 – потеря теплоты от химической неполноты сгорания, кДж/кг или кДж/м3;

q4 – потеря теплоты от механической неполноты сгорания (имеет место только при сжигании твердого топлива), кДж/кг;

q5 - потеря теплоты в окружающую среду (от наружного охлаждения), кДж/кг или кДж/м3.

Находим по средним значениям:

q2 = 12,5% q3 = 1% q4 = 6,25 %

Величина потерь в окружающую среду:

q5 = Σ qi -q2 - q3 -q4 = 3,45%

Отчет по практической работе № 2 по междисциплинарному модулю ПМ 0.1. МДК 1.01 студента группы ___________________________

Отделения «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения».

Практическое занятие 2. Выполнение автоматизированного расчета параметров газового топлива с помощью электронных таблиц.

Цель занятия: создание расчетных таблиц, использование формул и функций электронных таблиц для расчетов.

• Характеристики газового топлива принимаем следующими:

Средний состав и характеристика природного газа месторождения:

Таблица 1

Наименование компонента газовой смеси Формула компонента газовой смеси Содержание в единице объема П, % Теплота сгорания Qн, кДж/м3 Плотность ρ, кг/ м3
Метан СН4 97,60 0,7168
Этан С2Н6 0,40 1,3566
Пропан С3Н8 0,20 2,0190
Бутан С4Н10 0,10 2,703 0
Пентан С5Н12 0,08 3,2210
Диоксид углерода CO2 0,10 1,2928 1,9768
N2 + редкие газы   1,52   1,2505

• Определяем параметры газового топлива:

2.1 Определение низшей теплоты сгорания каждого компонента газовой смеси выполняется по формуле:

QнnНn) = Qн ∙ П,

где QнnНn) – низшая теплота сгорания для соответствующего компонента в единице объема газовой смеси,

Qн – теплота сгорания для соответствующего компонента,

П – процентное содержание соответствующего компонента в единице объема газовой смеси.

Qн (СН4) = 35840 ∙ 97,6 = 3497984 кДж/м3
Qн2Н6) = 63730 ∙ 0,4 = 25492 кДж/м3
Qн3Н8) = 93370 ∙ 0,2 = 18674 кДж/м3
Qн4Н10) = 123770 ∙ 0,1 = 12377 кДж/м3
Qн5Н12) = 146340 ∙ 0,08 = 11707,2 кДж/м3
Qн (CO2) = 1,2928 ∙ 0,1 = 0,12928 кДж/м3
 

Определение низшей теплоты сгорания газа (газовой смеси) выполняется по формуле:

Qнг = (Qн (СН4) + Qн2Н6) + Qн3Н8) + Qн4Н10) + Qн5Н12) + Qн(CO2))/100,

где Qнг – низшая теплота сгорания газа.

Qнг = (3497984 + 25492 + 18674 + 12377 + 11707,2 + 0,12928) / 100 = 35662 кДж/м3

2.2 Определение плотности каждого компонента газовой смеси выполняется по формуле:

ρ (СnНn) = ρ∙ П,

где ρ (СnНn) – плотность для соответствующего компонента в единице объема газовой смеси,

ρ – плотность для соответствующего компонента,

П – процентное содержание соответствующего компонента в единице объема газовой смеси.

ρ (СН4) = 0,7168 ∙ 97,6% = 69.96 кг/м3
ρ (С2Н6) = 1,3566 ∙ 0,4% = 0,54 кг/м3
ρ (С3Н8) = 2,019 ∙ 0,14% = 0,40 кг/м3
ρ (С4Н10) = 2,703 ∙ 0,1% = 0,27 кг/м3
ρ (С5Н12) = 3,221 ∙ 0,08% = 0,26 кг/м3
ρ (CO2) = 1,9768 ∙ 0,1% = 0,20 кг/м3
ρ (N2) = 1,2505 ∙ 1,52% = 1,90 кг/м3

Определение плотности газа (газовой смеси) выполняется по формуле:

ρг = ((ρ(СН4) + ρ(С2Н6) + ρ(С3Н8) + ρ(С4Н10) + ρ(С5Н12) + ρ(CO2) + ρ(N2)) /100,

где ρг – плотность газа.

ρ = (69.96+0,54+0,40+0,27+0,26+0,20+ 1,90)/100 = 0,735 кг/м3

2.3 Приведенные расчеты должны быть выполнены в следующей таблице, создаваемой с помощью электронных таблиц Excel:

Расчет параметров газового топлива

Таблица 2

Наименование компонента газовой смеси Формула компонента газовой смеси Содержание в единице объема П, % Теплота сгорания Qн, кДж/м3 Плотность ρ, кг/ м3 QнnНn), кДж/м3 ρ(СnНn), кг/ м3
Метан СН4 97.6 0,7168    
Этан С2Н6 0,4 1,3566    
Пропан С3Н8 0,2 2,0190    
Бутан С4Н10 0,1 2,703 0    
Пентан С5Н12 0,08 3,2210    
Диоксид углерода CO2 0,1 1,2928 1,9768    
N2 + редкие газы   1,52   1,2505    
Параметры газового топлива Низшая теплота сгорания газа *  
Плотность газа   *

Наши рекомендации