Расчет контактного теплоутилизатора

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Братский государственныйуниверситет»
Факультет энергетики и автоматики
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовой проект
по дисциплине «Энергосбережение втеплоэнергетике и теплотехнологиях»
Расчет контактного теплоутилизатора
Пояснительная записка
140106 СБ 10 КП 00000 ПЗ
Выполнил: ст. гр. ЭОП-05 Красуля А.С.
Руководитель: профессор кафедры ПТЭ СемёновС.А.
Братск 2009

Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Братский государственныйуниверситет»
Факультет энергетики и автоматики
Кафедра промышленной теплоэнергетики
ЗАДАНИЕ
на выполнение курсового проекта подисциплине
«Энергосбережение в теплоэнергетике итеплотехнологиях»
Расчет контактного теплоутилизатора
Студенту группы ЭОП–05 Красуле А.С.
Содержание задания:
1. Исходные данные (В-10):
Тип теплоутилизатора – орошаемый насадочный скруббер;
Тип насадки: кольцевая керамическая (загрузка навалом);
Температура уходящих газов на выходе из теплоутилизатора:40°C;
Температура воды на входе в теплоутилизатор: 5°C;
Тип котлоагрегата: Е-10-14 ГМ;
Вид топлива: попутный газ Каменный лог — Пермь;
Стоимость топлива: 76 р./1000 м3;
Стоимость электроэнергии: 0,12 р./кВт·ч;
Коэффициент инфляции: 40;
2. Графическая часть – 2 л.
2.1. Чертеж контактного насадочного скруббера ЭК-МБ1. ФорматА1.
2.2. Схема газового тракта котла с теплоутилизатором. ФорматА2-А3.
Руководитель: профессор кафедры ПТЭ Семёнов С.А.
Задание выполнил ст. гр. ЭОП-05 Красуля А.С.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.  ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
2.  ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
3.  КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
4.  ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
5.  ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
 
Задачей курсового проектаявляется проектирование контактного теплоутилизатора, с этой целью проводитсятепловой, конструктивный, гидравлический и экономический расчеты.
В них определяетсяповерхность теплообмена для передачи заданного количества теплоты, проводитсявыбор типоразмера теплоутилизатора, определяется количество аппаратов, высотызасыпки насадки в КТУ, проводится анализ влияния размеров насадки напотребляемую мощность, необходимую для продувки газа через КТУ и выбор наиболееэкономически целесообразного варианта насадки.
Курсовой проект состоитиз двух частей: расчетно-пояснительной записки и графической части.
Ключевыеслова: теплоутилизатор теплообмен котлоагрегат

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
 
Контактные теплообменники получили широкое распространениепри конденсации паров, охлаждении газов водой, нагревании воды газами,охлаждении воды воздухом, мокрой очистке газов и в других. Целесообразно ихиспользовать и в качестве теплоутилизаторов, так как с уходящими газамикотельных, ТЭЦ, теплопотребляемого оборудования теряется значительноеколичество теплоты.
При охлаждении дымовых газов в контактных аппаратах экономиятепла обеспечивается как за счет снижения температуры уходящих газов, так и засчет теплоты конденсации содержащихся в них водяных паров.
При сжигании жидкого или твердого топлива, содержащегосернистые соединения, и охлаждении уходящих газов ниже точки росы происходитконденсация паров серной кислоты, поэтому широкое внедрение контактныхаппаратов для утилизации теплоты дымовых газов в котельных рекомендуется внастоящее время только для газифицированных котельных и ТЭЦ.
Эффективность КТУ снижается с увеличением температуры воды навходе, поэтому их применение рекомендуется при температурах воды на входе невыше 35°С.
По назначению контактныетеплообменники можно подразделить на охладители или нагреватели газа(жидкости), увлажнители или осушители газа и др. Они могут иметь одну илинесколько взаимодействующих зон, в которых протекают процессы однофазногонагрева (охлаждения), испарения, конденсации, кристаллизации либоустанавливается динамическое равновесие между энергоносителями.
По конструктивномуоформлению среди контактных теплообменников можно выделить: контактныетеплоутилизаторы с активной насадкой, полые скрубберы, насадочные скрубберы,барботажные или тарельчатые колонны, скрубберы с подвижным слоем шаровойнасадки, трубы Вентури, контактные теплоутилизаторы с активной насадкой.
К основным особенностям работы контактных теплообменниковможно отнести следующее:
1)процессы охлаждения или нагрева сред сопровождаютсямассообменном;
2)нагрев или охлаждение сред происходит до определенноготемпературного предела, после достижения которого устанавливается динамическоеравновесие;
3)нормальная работа теплообменника возможна в относительноузком диапазоне параметров, определяемом конструкцией аппарата, соотношениемрасходов сред, их взаимным направлением, скоростями, способами распределения,уносом и другими факторами;
4)процессы формирования поверхности контакта между газом ижидкостью имеют стохастический характер, определяемый гидродинамическими итепловыми режимами аппаратов.
Применение контактных теплоутилизаторов в газифицированныхкотельных позволяет повысить эффективность использования природного газа до 20%(в зависимости от наличия потребителей горячей воды с температурой до 50°С).
Примерами контактных теплообменников могут являться полыескрубберы, барботажные и тарельчатые колонны, насадочные скрубберы, трубыВентури, контактные теплоутилизаторы с активной насадкой.
Особое место среди контактных теплоутилизаторов занимаютнасадочные скрубберы. Они представляют собой колонны, заполненные теламиразличной формы, и имеют круглое или прямоугольное сечение; диаметр скруббераможет составлять 6–9 м, а высота 25–35м. Орошающая жидкость,подаваемая сверху, дробится на капли механическими форсунками грубого распыла,работающими под давлением 0,3–0,4МПа. При этом факелы распыла должныперекрывать все поперечное сечение скруббера. Поток газа со скоростью 0,7–1,5м/с,как правило, направляется противоточно по отношению к каплям, снизу вверх. Вскрубберах с установленным для уменьшения уноса жидкой фазы
каплеуловителями скорость газа в пересчете на полноепоперечное сечение аппарата может достигать 5–8 м/с. Удельный расходводы в скруббере при охлаждении, например, доменного газа составляет 3–10 кг/м3,он зависит от температуры и начальной влажности газа.
Для создания и увеличения поверхности контакта орошающей водыи уходящих газов на опорные колосниковые решетки насыпают или укладывают вопределенном порядке кольцевые и седловые насадки, насадку из колец Палля,седел Берля, стальных шариков, спиралей из стальной ленты и пластмассовыхпрутков, керамических блоков (рис. 1).
Некоторые типы насадок для контактных теплоутилизаторов
 
/>
Рис. 1. а – кольцевая керамическая; б – седла Берля; в –кольца с перегородками; г – шары; д – пропеллерная насадка; е – кольца Палля; ж– хордовая насадка; з – спираль; и – керамические блоки
Важнейшими требованиями к насадке являются обеспечениебольшей поверхности контакта фаз, низкий перепад давления в слое, а такжеравномерное распределение потоков газа и жидкости по сечению аппарата.
С учетом проведенных испытаний научно- исследовательскиминститутом санитарной техники (НИИСТ, г. Киев) совместно с Промэнергогазом былиразработаны конструкции блочных насадочных скрубберов ЭК–БМ1 и ЭК–БМ2применительно к котлам всех типоразмеров.
Общий вид скрубберов ЭК–БМ1 приведен на рис. 2. В таком видескрубберы выпускаются с 1986 г. Конструктивная схема блоков ЭК–БМ1 и
ЭК–БМ2 одинакова, но габаритные размеры их различны: диаметрсоответственно 1000 и 2000 мм, высота 4000 и 4500 мм, толщинастенок корпуса 4 и 5–6 мм.
Корпус блока состоит из трех секций: верхней, средней инижней. В каждой секции имеются патрубки, штуцера, лазы, расположение которыхзависит от компоновки скруббера в котельной.
Нижняя секция имеет плоское днище, к которому привариваютопорную раму и четыре несущие лапы, устанавливаемые на фундамент. В секцииимеется штуцер для отвода горячей воды, а в дне – штуцер для дренажа и продувкиводяного объема.
В корпусе средней секции имеется приваренный под угломпрямоугольный патрубок для подвода горячих дымовых газов, а также люк дляосмотра и ремонта поднасадочного объема и выгрузки насадки. В секции имеетсявнутренняя рама, на которой устанавливается опорная решетка, несущая рабочийслой насадки из керамических колец.
 В верхней секции имеются люки, служащие для загрузки иукладки колец рабочего слоя, осмотра и ремонта водораспределителя, а также длязагрузки насадки каплеулавливающего слоя, патрубок для отвода охлажденных иосушенных в скруббере дымовых газов, опорная решетка, несущая каплеулавливающийслой насадки 200 мм, загруженной кольцами 50x50x5 мм навалом.
Холодная вода подается в скруббер с помощьюводораспределителя, состоящего из подводящей трубы, круглого коллектора ивосьми радиально расположенных горизонтальных перфорированных труб, вваренных вколлектор. Диаметр отверстий в трубах и коллекторе 5 мм, шаг 50 мм.
Горячая вода удаляется из водяного объема через специальныйштуцер.
В настоящее время скрубберы двух типоразмеров выпускает ЛЗГАпод маркой ЭК–БМ1–1 (диаметр 1м) и ЭК–БМ1–2 (диаметром 2 м).
Из скруббера уходящие газы выходят с относительной влажностью95 ¸ 100%, что неисключает возможности конденсации водяных паров из газов в газоотводящем трактепосле скруббера. Для устранения этого необходимо
Блочный контактный насадочный скруббер ЭК–БМ1 последнеймодификации
 
/>
Рис.2. 1 – входной патрубок горячих газов; 2 – штуцер дляотвода нагретой воды; 3 – переливной патрубок (труба); 4 – корпус; 5 – люк; 6 –рабочий слой кольцевых насадок, уложенных рядами; 7 – то же, загруженныхнавалом; 8 – каплеулавливающий насадочный слой; 9 – люк-взрывной клапан; 10 –патрубок для отвода охлажденных газов; 11 – водораспределитель производитьподсушку дымовых газов.
Преимуществом насадочных аппаратов по сравнению сбезнасадочными является большая компактность, однако они обладают и большимгидравлическим сопротивлением. Насадка склонна к забиванию пылью при обработкезапыленных газов.
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
 
Главной целью тепловогорасчета контактных теплоутилизаторов является определение объема насадки (еегеометрической поверхности), который обеспечивает нагрев воды до заданныхпараметров.
В соответствии с заданием уточняем исходные данные длявыполнения расчетов:
а) температуру дымовыхгазов на входе в КТУ (температуру уходящих из котла газов принимаем изхарактеристик котельного агрегата [2]),/>=1460С;
б) температуру дымовыхгазов на входе в КТУ (по заданию), />=400С;
в) температуру воды навходе в КТУ (по заданию), />=50С;
г) теоретические объемы воздуха, водяных паров, азота,трехатомных газов принимаем из приложения 8 [1]:
/>=2,24 м3/м3;
/>=9,03м3/м3;
/>=1,31м3/м3;
/>=11,13 м3/м3– теоретический объем воздуха;
/>=12,58м3/м3– теоретический объем газов;
д) коэффициент избыткавоздуха принимаем согласно рекомендациям [2], />=1,3;
е) расчетный КПД котла,расход топлива (из характеристик котельного агрегата [2]):/>=92,1 %;
Расход топливарассчитываем по формуле:
/>,
где />теплопроизводительностькотла, кВт, определяемая по формуле:
/>,
где />номинальнаяпаропроизводительность, кг/с, (из характеристик котельного агрегата[2]), />10т\ч=2,77 кг/с;
/>расход воды на продувку, кг/с,принимается />
/> кг/с;
 />энтальпия перегретогопара, питательной и котловой воды, МДж/кг.
 /> определяем при />=194 0С(прил.5,[1]), />=2789,08 кДж/кг;
 /> определяем при />0С(прил.4.[1]), />=419,1кДж/кг;
 /> определяем при />=1,4 МПа,(прил.4.[1]), />=830,8 кДж/кг;
 />располагаемая теплота, принимаемая/> МДж/м3;
/> 
/> м3/с
Определяем удельный объемдымовых газов:

/>,
где /> коэффициент избыткавоздуха;
/> м3/м3
Определяем объемные доликомпонентов в дымовых газах:
/>,
/>,
/>,
/>
Определяем начальноевлагосодержание дымовых газов:
/>,
где /> объемная долякомпонента;
/>молекулярная массакомпонента, г/моль, />18г/моль,
/>44г/моль, />28 г/моль, />29г/моль.
/> кг/кг.
Тепловой расчетконтактного теплоутилизатора ведется на 1 кг сухого газа, поэтому необходимоопределить начальное влагосодержание сухих газов, кг/кг с.г.

/>,
где />молекулярная масса сухихгазов.
/> кг/кг с.г.
Определяем конечное влагосодержание дымовых газов, полагая,что на выходе из теплоутилизатора при температуре /> газ является насыщенным, кг/кгс.г.:
/>,
где />газовая постонная сухого газа,
/>;
/>газовая постоянная водяного пара(молекулярная масса пара />=18),
/>;
Р– давление влажного газа в аппарате, МПа, принимаем Р=0,1 МПа;
РМАКС – давление насыщенного пара при />=400С, МПа(прил. 6 [1]), РМАКС=0,0076 МПа;
/> кг/кг с.г.
Определяем давление водяных паров в аппарате по формуле:
/> МПа

По давлению водяных паров определяем предварительное значениетемпературы мокрого термометра /> (прил. 6 [1]):
/>=52,2 0Спри />=0,0141МПа
Определяем влагосодержание дымовых газов />, кг/кг с.г. при /> по формуле:
/> кг/кг с.г.
Уточняем температуру мокрого термометра по методу,предложенному Н.И. Егоровым. Этот метод основан на составлении тепловогобаланса теплоутилизатора в момент насыщения газа парами и достижения жидкостьютемпературы мокрого термометра. В этом случае тепло, содержащееся в газе, равносумме тепла, внесенного газом в аппарат, и тепла паров, образовавшихся прииспарении жидкости.
Тепловой баланс аппарата по газу тогда запишется следующимобразом:
/>,
где />теплоемкость сухих газов,определяемая при средней температуре дымовых газов в аппарате />=930С, (поприл. 7 [1]): />1,043 кДж/(кг0С);
 /> энтальпия пара при />=52,2 0С:/>2595кДж/кг, [3];
 /> энтальпия водяного пара при />=1460С,(по прил. 5 [1]),/>2741,66кДж/кг [3];
Подставив значения /> и />, а также /> и /> в это уравнение, проверяемсходимость баланса:
/>
/>
/> %.
Так как погрешность баланса превышает 1 %, то задаемся другимзначением температуры мокрого термометра; /> увеличиваем, так как левая частьбаланса меньше правой .
Принимаем />=56,0 0С, тогда />=0,01688МПа.
Влагосодержание дымовых газов />, кг/кг с.г. определим поформуле:
/> кг/кг с.г.
Энтальпию пара /> находим при />=56,0 0С,/>2600кДж/кг, энтальпия водяного пара при />=1460С и />=0,0141МПа />2741,66кДж/кг [3].
Тогда проверяем сходимость баланса:
/>
/>
/> %.
Погрешность баланса не превышает 1 %.
Изображаем на Id–диаграмме процессы охлаждения дымовых газов в контактномтеплоутилизаторе :
Определяем средний действительный объем дымовых газов в КТУпо формуле:
/>,

где />средняя температура дымовых газовв аппарате,
/> 0С;
В– расход топлива, В =0,169 м3/с;
/>удельный объем дымовых газов />15,919 м3/м3;
/> м3с.
Рассчитываем массовый расход дымовых газов:
/>,
где />плотность дымовых газов при />0С:
/>,
где />сумма произведений объемных долейи молекулярных масс компонентов, /> г/моль;
/> кг/м3
/> кг/с
Для устранения возможной конденсации водяных паров необходимопроизводить подсушку уходящих из КТУ газов путем перепуска (байпасирования) 10¸15 % или более их объема помимо КТУ иих дальнейшее смешение за теплоутилизатором.
Массовый расход газов через теплоутилизатор с учетомбайпасирования определяем через тепловой баланс:

/>,
где />температура газов в устье дымовойтрубы,
/>;
/>теплоемкость дымовыхгазов, определяемая по температуре /> по прил. 7 [1], />;
/>теплоемкость газов при />0С,определяемая по прил. 7[1], />;
/>теплоемкость газов при />0С,определяемая по прил. 7[1], />;
/> кг/с
Определяем расчетный расход газов через теплоутилизатор сучетом байпасирования:
/> м3/с
Находим начальное значение температуры воды, выходящей изтеплоутилизатора:
/>
Рассчитываем секундный расход воды, подаваемой в КТУ:
/>,

где />теплоемкость сухих газов приопределяемая />0С по прил. 7[1], />;
 />энтальпия водяного пара при />0С, определяемая по прил. 5 [1] />2741,66кДж/кг [3];
 />энтальпия водяного пара при />0С,определяемая по прил. 4 [1], />;
 />теплоемкость воды при />0С,определяемая по прил. 4 [1],
 />;
 />теплоемкость воды при />0С,определяемая по прил. 4 [1], />;
/>По найденномузначению /> уточняемтемпературу выходящей из теплоутилизатора воды:
/>0С
Определяем несовпадение предварительно заданного ирассчитанного значений />:
/>%,
где />температура воды на выходе изтеплоутилизатора />0С;
 />температура воды на выходе изтеплоутилизатора />0С
/>
Так как Д=4,25% 0С
Определяем количество утилизируемой теплоты(теплопроизводительность КТУ):
/>,
где /> секундный расход воды, подаваемойв КТУ, />3,274кг/с;
/>теплоемкость воды при />0С,определяемая по прил. 4 [1], />;
/>начальное влагосодержание дымовыхгазов, />0,10кг/кг с.г.;
/>конечное влагосодержание дымовыхгазов, />0,058кг/кг с.г.
/> кВт
Рассчитываем количество нагретой воды, выходящей изтеплоутилизатора:
/> кг/с.
3.КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
Задачами конструктивного расчета являются: выбор типоразмератеплоутилизатора, определение количества аппаратов, определение высоты засыпкинасадки в КТУ.
Расчет конструктивных характеристик теплоутилизаторапроизводится для всех размеров заданного типа насадки (таблица 2.1. [1]).
Выбираем тип теплоутилизатора. В качестве КТУ принимаемстандартный контактный экономайзер ЭК-БМ1, выпускаемый двух типоразмеров:ЭК-БМ1-1 с диаметром скруббера 1м и ЭК-БМ1-2 с диаметром 2м.
Выбираем ЭК-БМ1-1 с диаметром скруббера 1 м.
Рассчитываем количество устанавливаемых аппаратов:
/>,
где    />диаметр выбранного типатеплоутилизатора, м;
/>рекомендуемая скорость газов всвободном сечении скруббера
/> м/с;
/> шт.
Полученное значение округляем до целого числа, т.е. n= 2 шт. Дальнейший расчетведем для одного аппарата.
Определяем действительную скорость газов в свободном сечениитеплоутилизатора:
/> м/с
Рассчитываем среднюю разность температур междутеплоносителями:
 
/>0С

Определяем плотность орошения:
/>,
где />плотность воды при />0С,определяемая по прил. 4 [1], /> кг/м3;
/>свободный объем насадки, />; />; />; />, размернасадки: 1) 15х15х2; 2) 25х25х3; 3) 35х35х4; 4) 50х50х5 из таблицы 2.1. [1]).
/> м3/(м2ч)
/> м3/(м2ч)
/> м3/(м2ч)
/> м3/(м2ч)
Рассчитываем поверхностный коэффициент теплообмена:
/>,
где />коэффициент теплопроводностисухого газа при />0С, определяемыйпо прил. 7 [1], /> ;
/>плотность сухих газов при />0С,определяемая по прил. 7
[1], /> кг/м3;
/>динамическая вязкость газа при />0С,определяемая по
прил. 7 [1], />;
 />кинематическая вязкость жидкости,определяемая по прил. 4 [1] при />0С, />;
g – коэффициент свободногопадения,g=9,81 м/с2;
 a =1,16 – коэффициент перевода из технической системыединиц в СИ;
/>удельная поверхность насадки вединице объема, />; />; />; /> (таблица 2.1. [1]);
/>/>/>/>Определяем расчетную поверхностьнасадки:
 
/> м2
/> м2
/> м2
/> м2

Рассчитываем объем насадки:
/> м3
/> м3
/> м3
/> м3
 
Определяем полную высоту насадки и удельное тепловоенапряжение:
/>,
где />площадь сечения аппарата,определяемая по формуле:
/>,
где />количество подаваемой в аппаратводы, />;
/>плотность воды при tж=26,915oС, сж=996,47 кг/м3;
/> м2
/> м2
/>м2
/> м2
Тогда высота насадки определится:
/> м
/> м
/> м
/> м.
Определяем удельное тепловое напряжение:
/>,
/>
/>
/>
/>
По полученным данным строим графические зависимостиповерхностного коэффициента теплообмена и полной высоты насадки КТУ от удельнойповерхности насадки /> и /> (рис.4,5).
/>
Рис.4. График зависимости KF=f(f).
/>
Рис.5 График зависимости H=f(f).
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
 
Целью гидравлического расчета является определение мощности,затрачиваемой на перекачивание газа через скруббер.
Продувание газа через КТУ связано с дополнительными затратамиэнергии. Для определения мощности, затрачиваемой на перекачивание газа, нужноподсчитать сопротивление тракта, которое зависит от типа насадки игидравлического режима работы аппарата.
Н.М. Жаворонковым рекомендуется следующая формула дляопределения сопротивления сухой (неорошаемой) насадки:
/>,
где />коэффициент сопротивления припрохождении газа через слой насадки;
/> высота слоя насадки, м;
/>эквивалентный диаметр, м(табл.2.1. [1]);
/>скорость газа в свободном сечениинасадки (действительная), м/с;
/>плотность газа при />0С, /> кг/м3.
Действительная скорость газа определяется по формуле:
/>
где />скорость газов (из конструктивногорасчета);
/>свободный объем, м3/м3(табл.2.1. [1]).
/> м/с
/> м/с
/> м/с
/>м/с
По данным Н.М. Жаворонкова, для неупорядоченной насадки изколец (навалом) коэффициент сопротивления можно определить:
при /> />
при /> />,
 />.
где />динамическая вязкость газа при />0С,/>.
/>
/>
/>
/>
Так как />, то />
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Сопротивление смоченной насадки всегда больше сопротивлениясухой, вследствие уменьшения проходного сечения жидкостной пленки:
/>,
где />коэффициент.
При орошении водой величина коэффициента /> может быть найдена поприближенной формуле:
/>,
где u – плотность орошения, /> (из конструктивного расчета).
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Мощность, необходимая для продувания газа через КТУопределяется:
/>,
где />объемный расход дымовых газовчерез КТУ, /> м3/с;
 />КПД нагнетателя, принимаем />0,75.
/> кВт
/> кВт
/> кВт
/> кВт
По полученным значениям строим графическую зависимость N=f(f)(рис. 6).
/> 
Рис.6. График зависимостиN=f(f).
5.ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
 
Целью экономического расчета является определение годовогоэкономического эффекта и срока окупаемости дополнительных капвложений.
Увеличение коэффициента использования топлива котла приустановке контактных теплоутилизаторов определяется:
/>,
где />расход топлива, />;
 />количество теплоты, сэкономленноев КТУ, /> Вт;
/>низшая теплота сгорания топлива.
/>
/>,
где    />и т.д. – содержание горючихкомпонентов в газе, % по прил.8 [1].
/>/>
Экономия первичного топлива при использовании уходящих газовкотла определяется:
/>,
где />число часов работы утилизационнойустановки в году, Т=7500 ч/год;
/>КПД котла, рассчитанный по высшейтеплоте сгорания топлива.
/>
/> м3/год.
Годовая стоимость сэкономленного топлива определяется поформуле:
/>

где />прейскурантная цена топлива,определяемая по прил. 3 [1], />;
/>коэффициент инфляции, />
/> руб/год.
Дополнительные капиталовложения в КТУ:
/>,
где />масса аппарата, принимается 500 кгна 1 м3 насадки:
/>
/>
/>
/>
/>цена 1 кг нержавеющей стали, />;
/>число скрубберов, />
/>
/>
/>
/>
Годовые амортизационные отчисления от дополнительныхкапиталовложений:
/>
/>
/>
/>
Годовые дополнительные расходы электроэнергии:

/>
где />дополнительная мощность,необходимая для продувания газов через теплоутилизатор (из гидравлическогорасчета), кВт;
/>
/>
/>
/>
Годовая стоимость потребляемой электроэнергии определяется:
/>
где />тариф на электроэнергию,определяемый по прил.3 [1], />;
/>
/>
/> 
/>
Итоговое снижение годовых эксплуатационных затрат />
/>
/>
/>
/>
/>
Годовой экономический эффект составит:

/>
/>
/>
/>
/>
Срок окупаемости установки:
/>
/>
/>
/>
/>
По результатам расчетов строим графики зависимости годовогоэкономического эффекта и срока окупаемости от удельной поверхности насадки /> и /> (рис. 7, 8) ипроизводим выбор наиболее целесообразного варианта.

/>
Рис. 7 График зависимости ЭГ=f(f).
/>
Рис.8. График зависимости Ток=f(f).
Наиболее оптимальным вариантом насадки является вариант № 2,размер насадки 25Ч25Ч3. Срок окупаемости такой установки />. А годовойэкономический эффект при размере насадки 25Ч25Ч3 составляет />
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
 
В данном курсовом проектебыл проведен расчет контактного теплоутилизатора ЭК–БМ1 – 1.
 В результате теплового расчета определили количествоутилизируемой теплоты (теплопроизводительность КТУ), равную />, температуру выходящейиз теплоутилизатора воды />48,83 °С, количество нагретойводы, выходящей из теплоутилизатора />.
В конструктивном расчетеопределили типоразмер теплоутилизатора – ЭК–БМ1–1, и количество аппаратов – 2шт. Рассчитали поверхность насадки для четырех видов типоразмера: />,/>, />,/>; рассчиталивысоту засыпки насадки для четырех видов типоразмера: />, />, />, />. Также построили графическиезависимости поверхностного коэффициента теплообмена и полной высоты насадки КТУот удельной поверхности насадки.
В гидравлическом расчетеопределили мощность, затрачиваемую на перекачивание газа: />, />, />, />.
В экономическом расчете определили экономическую эффективностьиспользования КТУ: />, />, />, />, срок окупаемости: /> /> /> />. В результатевсех расчетов и исходя из экономической целесообразности выбрали кольцевуюкерамическую насадку с размерами 25Ч25Ч3.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ
1. СемёновС.А., Литецкая Е.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях.Основы теории и проектирования контактных теплоутилизаторов:Учебно-методическое пособие / С.А.Семёнов, Е.В.Литецкая. – 2-е изд., исправл. иперераб. – Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. – 62 с.
2. Роддатис К.Ф.,Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности /Под ред. К.Ф.Роддатиса. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.: ил.
3. Ривкин С.Л.,Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник.Рек. Гос.службой стандартных справочных данных – 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Энергоатомиздат, 1984, 80 с. с ил.
4. Котельныеустановки промышленных предприятий. Тепловой расчет промышленных котельныхагрегатов: учебное пособие для курсового проектирования.- Г.В. Пак .- Братск:БрИИ 1996 .