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

Р_п = 1,4 МПа

t_{п =} 195,6 ⁰С

В = 1580 кг

Q^H_P = 22815 кДж/кг

η =?

где Д- паропроизводительность, т/ч;

q_ka- полученное одним килограммом пара, kДж/кг

В-часовой расход топлива, кг

Р_Н- часовой расход топлива, кг

Q^p_H – низшая теплота сгорания топлива, kДж/кг

t_п..в.- температура пара.

Решение:

η_к.а.= Д*q_кa / Q^H_P * В *100%;

q_ka = i_П - i_П.B;

где i_П – энтальпия пара, кДж/кг;

i_{П.B –} энтальпия питательной воды, КДж/кг

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

i_п = 2790 кДж/кг i_П.B = 419 кДж/кг

q_ka=2790 -419 = 2371 кДж/кг

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

 

Величина потерь:

Σ q_i = 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:

q_{5 =} Σ q_i -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:

 

Q_н (С_nН_n) = Q_н ∙ П,

где Q_н (С_nН_n) – низшая теплота сгорания для соответствующего компонента в единице объема газовой смеси,

Q_н – теплота сгорания для соответствующего компонента,

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

Qн (СН4) = 35840 ∙ 97,6 = 3497984 кДж/м3

Qн (С2Н6) = 63730 ∙ 0,4 = 25492 кДж/м3

Qн (С3Н8) = 93370 ∙ 0,2 = 18674 кДж/м3

Qн (С4Н10) = 123770 ∙ 0,1 = 12377 кДж/м3

Qн (С5Н12) = 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:

 

Q_нг = (Q_н (СН₄) + Q_н (С₂Н₆) + Q_н (С₃Н₈) + Q_н (С₄Н₁₀) + Q_н (С₅Н₁₂) + Q_н(CO₂))/100,

 

где Q_нг – низшая теплота сгорания газа.

 

 

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

 

 

2.2 Определение плотности каждого компонента газовой смеси выполняется по формуле:

ρ (С_nН_n) = ρ∙ П,

 

где ρ (С_nН_n) – 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:

 

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

 

где ρ_г – 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	Qн(СnНn), 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		*