Определение высокой и низкой теплоты сгорания попутного нефтяного газа при низком давлении и высокой температуре | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 13 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №12 (302) март 2020 г.

Дата публикации: 18.03.2020

Статья просмотрена: 31 раз

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/ (дата обращения: 31.05.2020).



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
Основные термины (генерируются автоматически): попутный нефтяной газ, теплотворная способность, молекулярная масса вещества, теплота сгорания топлива, теплота сгорания, полное сгорание топлива, высшая теплота сгорания, сухой газ, водяной пар, давление.


Похожие статьи

Теплотворность и определение теплотворности попутного...

Высшая теплота сгорания — это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов реакции.

Для расчёта низшей теплоты сгорания сухого газа используют формулу Q н C =4,186(30,2CO 2...

Выбор оптимальной теплоты сгорания для газотурбинных...

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.

Теплота сгорания , газификация угля водяным паром...

Рис. 1. Изменение теплоты сгорания газа при различном количестве удаляемого СО. Кроме того, чем больше добавляется пара для удаления СО, тем больше требуется природного газа для удаления диоксида углерода, что значительным образом сказывается на величине затрат...

Теплота сгорания , газификация угля водяным паром...

При высокой массовой теплоте сгорания (120,1Мдж/кг) объемная теплота сгорания газообразного водорода составляет всего 10,8МДж/м3, а сжиженного 8,4МДж/л. Это затрудняет хранение водорода, особенно на установках наземного транспорта.

Эффективность использования природного газа в г. Хабаровске

Как видно из таблицы 2, сжиженный природный газ обладает наивысшей теплотой сгорания. Этот показатель измеряется в килокалориях на килограмм сжигаемого топлива.

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива.

Влияние состава сжиженных углеводородных газов на зону...

Теплота сгорания различных видов топлива. 4. Промышленное газовое оборудование : справочник.

Влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ.

Преимущества и недостатки основных видов топлива автомобиля

Низшая теплота сгорания у всех газов больше, чем у бензина. Это является преимуществом газового топлива и компенсирует пониженное наполнение цилиндров из-за малой относительной плотности газа. Октановое число у метана значительно выше, чем у бензина.

Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств

теплота сгорания горючей смеси должна быть, возможно, более высокой. Для улучшения эксплуатационного свойства бензина

 сократить содержание СО в выхлопных газах за счет более полного сгорания ТВС благодаря наличию химически связанного кислорода в эфире...

К вопросу применения водорода на двигателях внутреннего...

Высшая теплота сгорания Н2 равна 120МДж/kg, что превышает массовую теплоту сгорания всех топлив для ДВС. Однако вследствии малой плотности Н2 его объемные энергетические характеристики хуже, чем у нефтяных топлив.

Похожие статьи

Теплотворность и определение теплотворности попутного...

Высшая теплота сгорания — это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов реакции.

Для расчёта низшей теплоты сгорания сухого газа используют формулу Q н C =4,186(30,2CO 2...

Выбор оптимальной теплоты сгорания для газотурбинных...

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.

Теплота сгорания , газификация угля водяным паром...

Рис. 1. Изменение теплоты сгорания газа при различном количестве удаляемого СО. Кроме того, чем больше добавляется пара для удаления СО, тем больше требуется природного газа для удаления диоксида углерода, что значительным образом сказывается на величине затрат...

Теплота сгорания , газификация угля водяным паром...

При высокой массовой теплоте сгорания (120,1Мдж/кг) объемная теплота сгорания газообразного водорода составляет всего 10,8МДж/м3, а сжиженного 8,4МДж/л. Это затрудняет хранение водорода, особенно на установках наземного транспорта.

Эффективность использования природного газа в г. Хабаровске

Как видно из таблицы 2, сжиженный природный газ обладает наивысшей теплотой сгорания. Этот показатель измеряется в килокалориях на килограмм сжигаемого топлива.

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива.

Влияние состава сжиженных углеводородных газов на зону...

Теплота сгорания различных видов топлива. 4. Промышленное газовое оборудование : справочник.

Влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ.

Преимущества и недостатки основных видов топлива автомобиля

Низшая теплота сгорания у всех газов больше, чем у бензина. Это является преимуществом газового топлива и компенсирует пониженное наполнение цилиндров из-за малой относительной плотности газа. Октановое число у метана значительно выше, чем у бензина.

Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств

теплота сгорания горючей смеси должна быть, возможно, более высокой. Для улучшения эксплуатационного свойства бензина

 сократить содержание СО в выхлопных газах за счет более полного сгорания ТВС благодаря наличию химически связанного кислорода в эфире...

К вопросу применения водорода на двигателях внутреннего...

Высшая теплота сгорания Н2 равна 120МДж/kg, что превышает массовую теплоту сгорания всех топлив для ДВС. Однако вследствии малой плотности Н2 его объемные энергетические характеристики хуже, чем у нефтяных топлив.

Задать вопрос