Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 2 августа, печатный экземпляр отправим 6 августа
Опубликовать статью

Молодой учёный

Определение высокой и низкой теплоты сгорания попутного нефтяного газа при низком давлении и высокой температуре

Технические науки
18.03.2020
1832
Поделиться
Библиографическое описание
Самаджонов, М. А. Определение высокой и низкой теплоты сгорания попутного нефтяного газа при низком давлении и высокой температуре / М. А. Самаджонов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 12 (302). — С. 51-54. — URL: https://moluch.ru/archive/302/68184/.


Теплотасгорания топлива является одним из самых важных параметров, характеризующих любой вид топлива. В данной статье определяется высокая и низкая теплота сгорания топлива при высокой температуре и низком давлении. Это необходимо для того чтобы определить теплоту сгораниявыделившегося попутного нефтяного газа, что является важным показателем для обеспечения хорошей работы газотурбинной электростанции.

Ключевые слова: теплотворность,теплотворная способность, топливо, теплота сгорания топлива, попутный нефтяной газ.

Когда определенное количество топлива сгорает, выделяется измеримое количество теплоты. Согласно Международной системе единиц величина выражается в Джоулях на кг или м3. Но параметры могут быть рассчитаны и в кКал или кВт. Если значение соотносится с единицей измерения топлива, оно называется удельным.

Теплота сгорания топлива делится на 2 вида: высшая и низшая.

Высшая теплотворная способность — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива, охлаждении продуктов сгорания до температуры топлива и конденсации водяного пара, образовавшегося при окислении водорода, входящего в состав топлива.

Низшая теплотворная способность — количество теплоты, выделяемой при полном сгорании топлива без конденсации водяного пара [1].

Для расчёта теплотворности, были использованы формулы (1) и (2).

Для расчёта низшей теплоты сгорания сухого газа используют формулу QнC=4,186(30,2CO2+85,5CH4+152,3C2H6+218C3H8+283,4C4H10+348,9C5H12) (1)

Пример расчета по формуле 1:

Образец состав ПНГ выходя на первой ступень сепарации при Р=0,5МПа, Т=45⁰С

QнC=4,186(30,2*44*0,0008+85,5*16*0,5237+152,3*30*0,1205+218*44*0,1612+283,4*2*58*(0,0375+0,0601)+348,9*2*72*(0,0120+0,0112))= 32711,47кДж/м ³

Для расчёта высшей теплоты сгорания сухого газа используют формулу (2):

QBC=4,186(30,2CO2+95CH4+166C2H6+236,9C3H8+307C4H10+377,2C5H12) (2)

Пример расчёта по формуле (2):

QBC=4,186(30,2*44*0,0008+95*16*0,5237+166*30*0,1205+236,9*44*0,1612+307*2*58*(0,0375+0,0601)+377,2*2*72*(0,0120+0,0112))= 30095,2 кДж/м ³ [2].

В составе ПНГ нет некоторых соединений, поэтому они не участвуют в расчётах.

Данные, необходимые для расчётов высшей и низшей теплотворности, указаны в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Молекулярная масса вещества

Р=0,5Мпа Т=45⁰С

Р=0,5Мпа Т=40⁰С

Р=0,5 Мпа Т=35С

Р=0,5 Мпа Т=30⁰С

СО2

44

0,0008

0,0008

0,0008

0,0009

CH4

16

0,5237

0,5450

0,5665

0,5886

C2H6

30

0,1205

0,1241

0,1275

0,1306

C3H8

44

0,1612

0,1569

0,1510

0,1431

и — C4H10

58

0,0375

0,0360

0,0342

0,0321

н — C4H10

58

0,0601

0,0566

0,0526

0,0484

и — C5H12

72

0,0120

0,0105

0,0090

0,0077

н — C5H12

72

0,0112

0,0096

0,0081

0,0068

Таблица 2

Молекулярная масса вещества

Р=0,4 МПа Т=45⁰С

Р=0,4 МПа Т=40⁰С

Р=0,4 МПа Т=35⁰С

Р=0,4 МПа Т=30⁰С

СО2

44

0,0007

0,0007

0,0008

0,0008

CH4

16

0,4924

0,5138

0,5352

0,5570

C2H6

30

0,1154

0,1195

0,1233

0,1270

C3H8

44

0,1655

0,1636

0,1600

0,1543

и — C4H10

58

0,0397

0,0387

0,0373

0,0356

н — C4H10

58

0,0653

0,0625

0,0591

0,0552

и — C5H12

72

0,0145

0,0128

0,0111

0,0096

н — C5H12

72

0,0137

0,0119

0,0102

0,0086

Таблица 3

Молекулярная масса вещества

Р=0,3 МПа Т=45⁰С

Р=0,3 МПа Т=40⁰С

Р=0,3 МПа Т=35⁰С

Р=0,3 МПа Т=30⁰С

СО2

44

0,0007

0,0007

0,0007

0,0007

CH4

16

0,4527

0,4749

0,4967

0,5184

C2H6

30

0,1080

0,1126

0,1170

0,1212

C3H8

44

0,1658

0,1671

0,1666

0,1640

и — C4H10

58

0,0411

0,0409

0,0403

0,0392

н — C4H10

58

0,0697

0,0683

0,0660

0,0630

и — C5H12

72

0,0178

0,0160

0,0142

0,0124

н — C5H12

72

0,0174

0,0153

0,0133

0,0114

Для большей наглядности табличных данных были построены графики, представленные на рисунках 1 и 2 соответственно.

Рис. 1. Зависимость высшей теплоты сгорания попутного нефтяного газа от температуры и давления

Рис. 2. Зависимость низшей теплоты сгорания попутного нефтяного газа от давления и температуры

Вывод. Из графиков видно, что теплотворная способность попутного нефтяного газа прямо пропорционально температуре и обратно пропорционально давлению. Также было установлено, что оптимальными условиями являются: давление равное 0,3 МПа и температура 45⁰С.

Литература:

  1. Электронный ресурс: https://tehtab.ru/guide/guidephysics/guidephysics heatandtemperature/comnustionenergy/fuelshighercaloricvalues
  2. М. Ш. Исламов «Печи химической промышленности» — 1975- с. 18
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
теплотворность
теплотворная способность
топливо
теплота сгорания топлива
попутный нефтяной газ
Молодой учёный №12 (302) март 2020 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 51-54):
Часть 1 (стр. 1-79)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 51-54стр. 79

Молодой учёный