Решение: Реши расчёты по примеру только с моими исходн

Ниже представлено решение практического задания №6 «Расчет трубчатой печи для нагрева нефти» по вашим исходным данным (Вариант №7). Практическое задание №6 Расчет трубчатой печи для нагрева нефти Дано: Производительность по сырью: \(G = 3700\) т/ч Коэффициент избытка воздуха: \(\alpha = 1,1\) Температура нагрева нефти: \(t_1 = 130\) \(^\circ\)C (согласно таблице для варианта 7) Вид топлива: мазут М-100 Низшая теплотворная способность топлива: \(Q_p^н = 42215,504\) кДж/кг 1. Расчет процесса горения топлива Для мазута М-100 принимаем состав: \(C=85\%\), \(H=13\%\), \(S=1\%\), \(O=1\%\), \(W=0\%\). Теоретическое количество воздуха \(L_0\): \[L_0 = 0,115 \cdot C + 0,345 \cdot H + 0,043 \cdot (S - O)\] \[L_0 = 0,115 \cdot 85 + 0,345 \cdot 13 + 0,043 \cdot (1 - 1) = 14,26 \text{ кг/кг}\] Фактический расход воздуха \(L\): \[L = \alpha \cdot L_0 = 1,1 \cdot 14,26 = 15,686 \text{ кг/кг}\] Количество продуктов сгорания \(G_{пр}\) (при \(W_{\phi} = 0\)): \[G_{пр} = 1 + \alpha \cdot L_0 = 1 + 15,686 = 16,686 \text{ кг/кг}\] Состав продуктов сгорания: \(m_{CO_2} = 0,03667 \cdot 85 = 3,117 \text{ кг/кг}\) \(m_{H_2O} = 0,09 \cdot 13 = 1,17 \text{ кг/кг}\) \(m_{O_2} = L_0 \cdot (\alpha - 1) \cdot 0,232 = 14,26 \cdot (1,1 - 1) \cdot 0,232 = 0,3308 \text{ кг/кг}\) \(m_{N_2} = \alpha \cdot L_0 \cdot 0,768 = 1,1 \cdot 14,26 \cdot 0,768 = 12,0468 \text{ кг/кг}\) \(m_{SO_2} = 0,02 \cdot 1 = 0,02 \text{ кг/кг}\) Проверка: \(3,117 + 1,17 + 0,3308 + 12,0468 + 0,02 = 16,6846 \approx 16,686 \text{ кг/кг}\) 2. Тепловой баланс и КПД печи Потери в окружающую среду: \(q_{пот} = 0,06 \cdot Q_p^н = 0,06 \cdot 42215,504 = 2532,93 \text{ кДж/кг}\) Температура уходящих газов \(T_{ух}\): Принимаем \(\Delta t = 130\) \(^\circ\)C, тогда \(t_{ух} = t_1 + \Delta t = 130 + 130 = 260\) \(^\circ\)C (\(533\) К). Потери тепла с уходящими газами \(q_{ух}\) (используя теплоемкости из примера): \[q_{ух} = (533 - 273) \cdot (3,117 \cdot 0,9324 + 1,17 \cdot 1,9096 + 0,3308 \cdot 0,9441 + 12,0468 \cdot 1,0385 + 0,02 \cdot 0,6755)\] \[q_{ух} = 260 \cdot (2,906 + 2,234 + 0,312 + 12,510 + 0,013) = 4673,5 \text{ кДж/кг}\] КПД печи \(\eta\): \[\eta = 1 - \frac{q_{ух}}{Q_p^н} - \frac{q_{пот}}{Q_p^н} = 1 - \frac{4673,5}{42215,504} - 0,06 = 1 - 0,1107 - 0,06 = 0,8293 \text{ (или } 82,93\%)\] 3. Тепловая нагрузка и расход топлива Для расчета полезной нагрузки \(Q_{пол}\) используем энтальпии нефти (принимаем \(t_2 = 350\) \(^\circ\)C, доля отгона \(e = 0,38\), плотность \(\rho = 0,9\)). Из примера: \(q_{350}^п = 1104,3 \text{ кДж/кг}\), \(q_{350}^{ж} = 839,7 \text{ кДж/кг}\). Рассчитаем \(q_{130}^{ж}\) для вашей температуры \(t_1 = 130\) \(^\circ\)C: \[q_{130}^{ж} = \frac{0,403 \cdot 130 + 0,000405 \cdot 130^2}{\sqrt{0,9952 \cdot 0,9 + 0,00806}} \cdot 4,1868 = 260,9 \text{ кДж/кг}\] Полезная тепловая нагрузка \(Q_{пол}\): \[Q_{пол} = \frac{G \cdot 1000}{24} \cdot [e \cdot q_{t2}^п + (1 - e) \cdot q_{t2}^{ж} - q_{t1}^{ж}]\] \[Q_{пол} = \frac{3700 \cdot 1000}{24} \cdot [0,38 \cdot 1104,3 + (1 - 0,38) \cdot 839,7 - 260,9]\] \[Q_{пол} = 154166,6 \cdot [419,634 + 520,614 - 260,9] = 154166,6 \cdot 679,348 = 104,73 \cdot 10^6 \text{ кДж/ч}\] Полная тепловая нагрузка \(Q_m\): \[Q_m = \frac{Q_{пол}}{\eta} = \frac{104,73 \cdot 10^6}{0,8293} = 126,28 \cdot 10^6 \text{ кДж/ч} \approx 35,08 \text{ МВт}\] Часовой расход топлива \(B\): \[B = \frac{Q_{пол}}{Q_p^н \cdot \eta} = \frac{104,73 \cdot 10^6}{42215,504 \cdot 0,8293} = 2991,5 \text{ кг/ч}\] Вывод: Для обеспечения заданного режима нагрева нефти при производительности \(3700\) т/ч требуется печь мощностью \(35,08\) МВт с расходом мазута \(2991,5\) кг/ч. В качестве оборудования может быть выбрана печь типа СКГ1-730-18, что соответствует высоким стандартам отечественной нефтеперерабатывающей промышленности.