Расчёт трубчатой печи

   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 
 

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………...…………………..3 
1. Вторичные энергетические ресурсы……………………………………...3
2. Пути сокращения выхода вторичных энергоресурсов………………..4
3. Побочные энергоресурсы и методы их использования…………………8
4. Вторичные энергоресурсы и методы их использования………………...9
2. 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                                                         

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ  ОБЗОР
1. 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. 

2.  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.