Задача 266
Условие задачи: Теплоцентраль отдает на производственные нужды заводу Dпр=20000кг/час пара при р=0,7 МПа и х=0,95. Завод возвращает конденсат 60% от Dпр , при температуре tвозвр=70 °C. Потери конденсата покрываются химически очищенной водой, имеющей температуру tхим=90 °C. Сколько нужно было бы сжечь топлива в топке парового котла, работающего с КПД ηпг=0,80, если бы этот паровой котел специально вырабатывал пар, нужный заводу. Теплота сгорания топлива Qнр=30 МДж/кг.
Расчет расхода топлива для производства пара
Определение потребности в топливе для обеспечения производственных нужд завода
Исходные данные
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| Расход пара на нужды завода | Dпр | 20000 | кг/час |
| Давление пара | p | 0,7 | МПа |
| Степень сухости пара | x | 0,95 | – |
| Возврат конденсата | – | 60% от Dпр | – |
| Температура возвращаемого конденсата | tвозвр | 70 | °C |
| Температура химически очищенной воды | tхим | 90 | °C |
| КПД парогенератора | ηпг | 0,80 | – |
| Теплота сгорания топлива | Qнр | 30 | МДж/кг |
Схема потоков воды и пара:
Парогенератор → Пар (20000 кг/ч) → Завод
Завод → Конденсат (60% = 12000 кг/ч, 70°C) → Парогенератор
Химически очищенная вода (40% = 8000 кг/ч, 90°C) → Парогенератор
Парогенератор → Пар (20000 кг/ч) → Завод
Завод → Конденсат (60% = 12000 кг/ч, 70°C) → Парогенератор
Химически очищенная вода (40% = 8000 кг/ч, 90°C) → Парогенератор
Решение задачи
1. Энтальпия отдаваемого пара
hпр = 2665 кДж/кг (по h-S диаграмме при p = 0,7 МПа, x = 0,95)
2. Перевод расхода пара в кг/с
D = 20000 / 3600 = 5,556 кг/с
3. Теплота, отдаваемая с паром
Qпр = D · hпр = 5,556 · 2665 = 14806 кДж/с
4. Энтальпии возвращаемых водных потоков
По таблицам “Насыщенный водяной пар и вода по температурам”:
hx = 292,97 кДж/кг (при tвозвр = 70°C)
hхим = 376,94 кДж/кг (при tхим = 90°C)
5. Теплота, возвращаемая с водой
Qвозвр = D · (0,6 · hx + 0,4 · hхим)
Qвозвр = 5,556 · (0,6 · 292,97 + 0,4 · 376,94)
Qвозвр = 5,556 · (175,782 + 150,776) = 5,556 · 326,558 = 1814 кДж/с
6. Чистая теплота, необходимая от сжигания топлива
Qнетто = Qпр – Qвозвр = 14806 – 1814 = 12992 кДж/с
7. Расчет расхода топлива
С учетом КПД парогенератора:
B = Qнетто / (Qнр · ηпг) = 12992 / (30000 · 0,80)
B = 12992 / 24000 = 0,5413 кг/с
Bчас = 0,5413 · 3600 = 1948,7 кг/час
Результаты расчета
Теплота с паром
14806
кДж/с
Возвращаемая теплота
1814
кДж/с
Чистая потребность
12992
кДж/с
Требуемый расход топлива
1948,7 кг/час
или 0,5413 кг/с
(при теплоте сгорания 30 МДж/кг и КПД парогенератора 80%)
Энергетический баланс: Из общей теплоты, отдаваемой с паром (14806 кДж/с),
1814 кДж/с (12,3%) возвращается с конденсатом и химически очищенной водой,
поэтому для покрытия потребности требуется 12992 кДж/с (87,7%) от теплоты сгорания топлива.
1814 кДж/с (12,3%) возвращается с конденсатом и химически очищенной водой,
поэтому для покрытия потребности требуется 12992 кДж/с (87,7%) от теплоты сгорания топлива.
Примечание: Расчет выполнен с использованием h-S диаграммы для определения энтальпии влажного пара
и таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара. Возврат части теплоты с конденсатом и подпиточной водой
существенно снижает потребность в топливе.
и таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара. Возврат части теплоты с конденсатом и подпиточной водой
существенно снижает потребность в топливе.
Экономический аспект: При стоимости топлива 5000 руб./т суточные затраты на топливо составят
1948,7 кг/ч × 24 ч × 5 руб./кг = 233 844 руб./сут. Возврат конденсата позволяет экономить около 12,3% топлива,
что составляет примерно 28 763 руб./сут или 10,5 млн руб./год.
1948,7 кг/ч × 24 ч × 5 руб./кг = 233 844 руб./сут. Возврат конденсата позволяет экономить около 12,3% топлива,
что составляет примерно 28 763 руб./сут или 10,5 млн руб./год.
Не подходит эта задача? Посмотрите другие:
