Tema de Casa - Gestiunea Termoenergetica a Proceselor Industriale2

7/28/2019 Tema de Casa - Gestiunea Termoenergetica a Proceselor Industriale2

1/13

Universitatea Tehnica de Constructii BucurestiFacultatea de Instalatii

GGESTIUNEAESTIUNEATERTERMOMO--ENERGETICENERGETICAAAAPROCESELORPROCESELOR INDUSTRIALEINDUSTRIALE

NNRR.. DEDE OORDINERDINE: 35: 35SSTUDENTTUDENT: C: CRISTIANRISTIAN DDRDEARDEA

AANULNUL III, SIII, SERIAERIA B, GB, GRUPARUPA 88

BUCURESTI 2010BUCURESTI 2010


2/13

CUPRINSCUPRINS

1. Date initiale

2. Bilantul real

2.1. Conturul de bilant

2.2. Determinarea randamentului cuptorului

2.3. Determinarea pierderilor specifice

2.4. Determinarea randamentului indirect2.5. Compararrea cu un alt cuptor de performante inalte

3. Bilantul normat

3.1. Ipoteze de lucru

3.2. Calculul pierderilor specifice

3.3. Determinarea randamentului normat

3.4. Determinarea debitului de combustibil conventional/an

4. Bilantul optimal

4.1. Ipoteze de lucru

4.2. Calculul pierderilor specifice

4.3. Determinarea randamentului optimal


3/13

4.4. Determinarea debitului de combustibil conventional/an

Date initiale

Se va executa bilantul termic, concluzii si masuri tehnico-economice la

un cuptor de forja cu functioare in flux. Datele de calcul sunt urmatoarele:

Cuptorul incalzeste otel pentru forjare fara suport, combustibilul este gaz

natural cu urmatoarele caracteristici:

Hi = 35500 [kJ/Nm3]

Vo = 9,5

Vgo = 10,5

VH20 = 2

VCO2 = 1

comb = 0,77 [kg/Nm3

comb]

- continutul de CO in gazelle de ardere: CO = 1+0,005*35 = 1,175 [%]

- debitul de material incalzit in cuptorul de forja:

Gmat = 145,1 +90,33*3525,41 = 2440,38 [kg/h]

- temperatura materialului la intrare: tmi = 20 [0C]

- temperature materialului la iesire: tme = 1000-5*35 = 825 [0C]

- debitul de combustibil: Bh = 25+5*35 = 200 [Nm3/h]


4/13

- excesul de aer: = 1,1+ =1,45 [-]

- temperatura aerului la intrare: tao = 20 [0C]

- temperature gazelor la evacuare: tgev = 1100-5*35 = 925 [0C]

- suprafata peretilor: Sp = 10 + 35 = 45 [m2]

- temperatura peretilor: tp = 100 0,5*35 = 82,5 [0C]

- suprafata necesara de sol a cuptorului: Ssol = 4+0,5*35 =21,5 [m2]

- izolatia cuptorului: k = 0,25 [W/ m2K]

- cuptorul are o deschidere cu urmatoarele dimensiuni:

a=0,2+0,005*35 = 0,375[m] si b = 2*a = 0,75 [m]

- latimea zidului: l = 0,6 [m]

- suprapresiunuea in cuptor: p = 5 [W/m2]

- puterea calorifica a CO: HCO = 12900 [kJ/Nm3]

- caldura specifica a aerului: cpaer = 1,274+2,678+10-4*taer = 1,27 [kJ/Nm

2K]

- caldura specifica a gazelor de ardere:

cpg = 1,3346+1,6878+10-4*tgev = 1,49 [kJ/Nm

2K]

- coeficientul de schimb de caldura la perete:

p = 5,82+0,646*(tp-ta0)0,554=1,22 [W/m2K]

- coeficientul de diafragmare: = 0,5174* =0,38

- Sd suprafata deschiderii = a * b = 0,28125 [m2]

- caldura specifica a otelului: cOL (i)=0,4758+3,97*10-4*tmi=0,48 [kJ/kgK]

- caldura specifica a materialului la iesire:

cOL (e)= 0,4758+3,97*10-4*tme=0, 8 [kJ/kgK]


5/13

BILANTUL REAL

obtinut in urma masuratorilor

- conturul de bilant -

Bilantul termic, indiferent de utilajul pe care este efectuat respecta principiul

conservarii energiei:


6/13

Qc = B*Hi = 200 =

B =

Qaer = B**V0 * cpaer*ta0 = 0,06*1,45*9,5*1,27*20 = 21 [kW]

Qmi = Gmi * tmi * cmi =

Qme= Gme * tme * cme =

Qev = B*Vg*cpg*tgev = 0,06*1,49*925*14,78 = 1222,3 [kW]

Vg = [Vg0 + (-1)*V0] = 10,5+(1,45-1)*9,5 =14,78

Qinc = B * Vgusc * *HCO = 0,06*12,78*0,01175*12900 = 116,22 [kW]

Vgusc = Vg Vapa = 14,78 2 = 12,78

Qper = Slat*p*(tp ta0) = 45*12,2*(82,5-20) = 34,3 [kW]

Qsol = Ssol *ksol*(tc tsol) = 21,5*0,24*(1197-10) = 6,13 [kW]

ksol = 0,24

tt = =

= 1531,17 [ C]

Tt = tt + 273 = 1531,17 + 273 = 1804 K

tc = Tc 273 [ C] = 1197 [ C]

Tc = [K]

Tev = 925 + 273 = 1198 [K]


7/13

Tc = = 1470[K]

Qrd = 5,67*10-8 *Sd **[(Tc)

4 - (Ta0)4] =

= 5,67 * 10-8*0,28*0,38*4,66*1012=28,11 [kW]

Qrb = DgN * cpg *(tc tev) =0,143 * 1,49*(1197-925) = 58 [kW]

w =

Dg = w * S = 2,78 * 0,28 = 0,77

DgN = 0,77 * = 0,143

Se recalculeaza:

ksol = 0,25

Srd = 1,5 * 0,375*0,75 = 0,42 [m2]

Qsol = 6,4 [kW]

Qrd = 42,16 [kW]

Qrb = 81,1 [kW]

DgN = 0,2


8/13

Determinarea randamentului cuptorului

-randamentul direct

- determinarea pierderilor specifice

Odata determinate aceste pierderi specifice se poate scrie randamentul

indirect al cuptorului de forja.

Dupa scrierea acestor pierderi se trece la analiza pierderilor specifice si se

constata functionarea utilajului. Aceasta analiza se face prin comparatie cu

pierderile unui cuptor performant.


9/13

BILANTUL NORMAT

Un bilant de calcul facut in totalitate de catre inginer punand anumite ipoteze

in scopul imbunatatirii utilajului si micsorarea consumului.

Ipoteze:

- neoprirea procesului de productie;

- reglajul amestecului aer-combustibil astfel incat excesul de aer sa fie in

limitele combustibilului utilizat.

- qev (=1,01) tgev(=700 C )

- qinc CO (=1,05) (=1,01 C )


10/13

- qrb p (=3) (=1,01 C )


w =

Dg = w * S = 2,15 * 0,28 = 0,6

DgN = 0,6 * = 0,112


11/13

[kg/s]

[kg/s]

B = = =0,003 [kg/s]

438,17

[t.c.c./an]

- amortizare in 1 2 saptamani

BILANTUL OPTIMAL

Un bilant de calcul facut de inginer propunand niste ipoteze:

- oprirea procesului de productie;

- schimbarea arzatoarelor cu arzatoare automate care sa realizeze amestecul

combustibil aer perfect;

- imbunatatirea izolatiei;

- prevederea de usi automate care sa se inchida dupa introducerea

materialului, apoi sa se redeschida dupa ce s-a terminat materialul;

- prevederea de recuperatoare de caldura pe cos;

- neschimbarea profilului utilajului;

- desfundarea cosului in cazul unor situatii aparute.


12/13

- qev (=1,001) tgev(=600 C )

- qinc CO (=0)

- qper tp (=40)

- qrb p (=3) (=1,01 C )


w =

Dg = w * S = 2,15 * 0,28 = 0,6

DgN = 0,6 * = 0,112


13/13

60% > 46% > 22%

[kg/s]

[kg/s]

B = = =0,0036 [kg/s]

525,17

[t.c.c./an]

- amortizare in 1 2 ani

Tema de Casa - Gestiunea Termoenergetica a Proceselor Industriale2

Documents

Transcript of Tema de Casa - Gestiunea Termoenergetica a Proceselor Industriale2