М.И. Дайнов, Н.С. Кудрявцева - Оценка затрат на защиту атмосферы и очистку сточных вод от промышленных выбросов, страница 8

Стоимость компенсатора теплового расширения, изготовленного из углеродистой стали,

, у.е. (2.1.29)

Если компенсатор изготовлен из нержавеющей стали, то стоимость, полученную из формулы (2.1.29), следует увеличить в три раза.

Стоимость заслонок зависит от их размеров, формы и способа регулирования температуры.

Стоимость прямоугольных заслонок, изготовленных из углеродистой стали, вычисляется из уравнений:

при ручном регулировании температуры

, у.е.; (2.1.30а)

при автоматическом регулировании температуры

, у.е., (2.1.30б)

где А − площадь заслонки, м².

Уравнения (2.1.30) справедливы для заслонок, у которых отношение длины к ширине изменяется в диапазоне (1,0-1,3) и площади А =
(0,32-6,13) м².

Стоимости круглых заслонок, изготовленных из углеродистой стали с диаметрами D в диапазоне (0,5-3,3) м, вычисляются из уравнений:

при ручном регулировании температуры

, у.е. ; (2.1.31а)

при автоматическом регулировании температуры

, у.е. (2.1.31б)

Стоимость заслонок из нержавеющей стали в три раза больше стоимости заслонок соответствующих размеров из углеродистой стали, вычисленной по уравнениям (2.1.30), (2.1.31).

2.1.10. Электрофильтры

Определяющим параметром электрофильтра является удельная поверхность осаждения А [м²], которая с хорошим приближением может быть оценена по уравнению Дейча-Андерсона [2,8]:

, м², (2.1.32)

где Q − объемная скорость газа, м³/с;  − общая эффективность улавливания;  − скорость дрейфа, м/с − комплексный параметр, учитывающий одновременно зарядное и осадительное поле, геометрию фильтра, сопротивление пыли и другие переменные. Например, при улавливании чугунолитейной пыли скорость дрейфа обычно составляет
 = 0,0366 м/с.

Сопротивление пыли и скорость дрейфа улучшаются при высокой влажности. Поэтому для повышения эффективности улавливания часто используют распылительные камеры и другие подобные устройства для повышения влажности газа перед электрофильтром. Но повышение влажности требует дополнительной изоляции электрофильтра, что увеличивает его стоимость.

Стоимость сухого электрофильтра с изоляцией вычисляется по формуле

, у.е. (2.1.33)

Стоимость сухого электрофильтра без изоляции

, у.е. (2.1.34)

Формулы (2.1.33) и (2.1.34) верны при 46,5А93000 м².

Стоимость мокрых электрофильтров включает стоимость дополнительных конструкций и обычно в 2-2,5 раза выше стоимости сухого электрофильтра.

Для расчета потребления энергии вентиляторами и системой электропитания электрофильтров следует принять следующие типичные значения: перепад давления р  125 Па, расход мощности на 1 м² осадительного электрода составляет 14,5 Вт/м².

Вспомогательное оборудование, используемое с электрофильтрами, включает системы засасывания отходящих газов, газоходы, вентиляторную подсистему, обычно расположенную за электрофильтром, пылевой транспортер, дымовую трубу и устройство для предкондиционирования. Последнее может быть механическим осадителем (для уменьшения запыленности) или распылительной камерой (для предварительного охлаждения и увлажнения).

2.1.11. Скрубберы

Стоимость скруббера Вентури

Из скрубберов различных типов, используемых для улавливания частиц, наиболее эффективны скрубберы Вентури. Это обусловлено в первую очередь высокоскоростными столкновениями между частицами и каплями распыленной воды в наиболее узкой секции скруббера − сопле Вентури. Перепад давления газа в сопле в основном и определяет эффективность улавливания. Требуемый перепад давления р [Па] в свою очередь является функцией распределения частиц по размерам:

, Па, (2.1.35)

где d − диаметр наименьших частиц, которые должны быть уловлены со
100%-ной эффективностью, мкм.

Например, если необходимо удалить все частицы размером 0,5 мкм и более крупные, то требуется перепад давления, равный 10250 Па. Конечно, будет уловлена неизвестная доля частиц размером менее 0,5 мкм при данном перепаде, но при проектировании этой долей обычно пренебрегают.

Перепад давления является также важнейшим параметром, определяющим стоимость скруббера Вентури: стоимость капиталовложений и расходы на эксплуатацию и профилактику. Поскольку р может достигать
20 КПа, потребление энергии скрубберами Вентури очень велико.

Хотя фактическое улавливание частиц происходит в скруббере, за ним может быть установлен цилиндрический резервуар (сепаратор) для удаления из газового потока унесенных жидких капель. Если газовый поток содержит очень большое количество воды, то сепаратор может быть оснащен внутренней системой охлаждения газа с целью удаления избыточной влажности. Это может быть охладитель типа экрана, противня или другой конструкции.

Стоимость скруббера Вентури совместно со стоимостью охладителя, сепаратора, коленных изгибов, насосов для рециркуляции жидкости и удаления шлама выражается уравнением [2,9]

, у.е., (2.1.36)

где Q − объемная скорость газа, м³/с, причем уравнение справедливо при
0 < Q < 94,4.

Уравнение (2.1.36) относится к скрубберам Вентури, изготовленным из углеродистой стали толщиной 3,2 мм.

Т
ребуемая толщина стенки скруббера Вентури определяется по объемной скорости газа Q и перепаду давления р в соответствии с
рис. 2.1.11. Далее из рис. 2.1.12 по требуемой толщине стенки и объемной скорости газа определяется коэффициент К_с увеличения стоимости аппарата по сравнению со стоимостью, вычисленной из уравнения (2.1.36).

Рис. 2.1.11. Выбор толщины скруббера Вентури

Р
ис. 2.1.12. Определение коэффициента пересчета стоимости
скруббера Вентури

Использование легированных сталей вместо углеродистой в качестве конструкционного материала увеличивает стоимость скруббера Вентури в 2,3-3,6 раза в зависимости от марки стали.

Если используется регулируемое сужение сопла Вентури с ручным или автоматическим управлением, то стоимость возрастает на 4900 у.е. или
9100 у.е. соответственно.

Если сопло Вентури должно быть покрыто фиберглассовым слоем − стоимость возрастает на 15%. Аналогично следует учитывать стоимость других покрытий, например, каучукового. Дополнительная стоимость каучукового покрытия составляет 72 у.е. на 1 м² площади покрытия. Требуемая площадь каучукового покрытия А_к [м²] вычисляется по формуле

, м². (2.1.37)

Стоимости скрубберов других типов

Стоимость форсуночного скруббера:

при 4,72  Q  23,6 (м³/с)

, у.е. (2.1.38)

Стоимость скруббера тарелочного типа:

при 1,4  Q  9,4 (м³/с)

, у.е.; (2.1.39а)

при 9,4  Q  33 (м³/с)

, у.е. (2.1.39б)

Стоимость центробежного скруббера:

при 1,4  Q  18,9 (м³/с)

, у.е.; (2.1.40а)

при 18,9  Q  33 (м³/с)

, у.е. (2.1.40б)

Стоимость скруббера с подвижным слоем:

при 1,9  Q  33 (м³/с)

, у.е. (2.1.41)

Уравнения (2.1.38-2.1.41) справедливы для скрубберов, изготовленных из углеродистой стали толщиной 6,4 мм.

Характер используемого вспомогательного оборудования не зависит от типа скруббера. Оно включает систему засоса, охладитель для предварительного охлаждения (если необходимо) устройства обработки отработанной воды, вентиляторную подсистему и дымовую трубу.

2.1.12. Тканевые фильтры

Стоимость тканевых фильтров определяют следующие факторы:

1. природа ткани и линейная скорость фильтрования;

2. режим работы − непрерывный или периодический;

3. конструкция − напор или разрежение;

4. проект − стандартный или специальный;

5. способ регенерации фильтровальной перегородки − встряхивание, обратная продувка, импульсная продувка;

6. конструкционный материал.

Эти факторы совместно с концентрацией пыли и другими параметрами условий эксплуатации определяют основной параметр системы, вычисляемый как

, м², (2.1.42)

где А_п − общая площадь поверхности фильтрующего материала, м²;
Q − объемная скорость газа, м³/с; R − линейная скорость фильтрования, м/с.

Скорость фильтрования зависит от механизма регенерации материала рукавов и других переменных. Грубо говоря, R лежит в пределах
0,005-0,02 (м/с) при регенерации встряхиванием и обратной продувкой и в пределах 0,005-0,05 (м/с) при импульсной продувке. Для полиэфирных тканей используется диапазон R= 0,005-0,015 м/с, для стекловолокна 0,005-0,01 (м/с).

Величина А_п характеризует площадь поверхности фильтрующего материала, участвующего в процессе фильтрования в любой момент работы. В нее не входит площадь поверхности рукавов, которые выведены на время регенерации. Сумма А_п и площади поверхности рукавов, находящихся вне процесса, дает большую площадь поверхности материала А_g, обычно получаемую умножением А_п на некоторый множитель f(А_п), который уменьшается с ростом А_п и приближается к единице для очень больших А_п:

. (2.1.43)

Заметим, что для фильтров периодического действия А_g = А_п, поскольку весь фильтр не работает во время регенерации.

Множитель f(А_п) определяется от величины А_п из табл. 2.1.15.

Стоимости фильтрующей установки и дополнительных конструкций включают стоимости, относящиеся к корпусу фильтра и рукавам [1,2]:

, у.е. (2.1.44)

Параметры a, b и с зависят от способа регенерации, режима работы, конструкционных материалов, типа конструкции и определяются из табл. 2.1.15 - 2.1.21. Причем табл. 2.1.15, 2.1.16, 2.1.17, и 2.1.18 относятся к стандартным выпускаемым фильтровальным установкам, а
табл. 2.1.20 − к фильтровальным установкам, изготавливаемым по специальным проектам.