ДИПЛОМ (1207161), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

7.2 Расчет и выбор вентилятора

Для котлов паропроизводительностью от 1 тонны и выше рекомендуется устанавливать индивидуальные дутьевые вентиляторы.

Определяем производительность вентилятора ( количество холодного воздуха забираемого вентилятором) Q_в, м³/с

(7.5)

где: В_р– расчетный расход топлива, кг/с

β₁– коэффициент запаса, равный 1,1

Определяем полный расчетный напор вентилятора Н_{р. в}, Па

Н_р.в= ∆h_г+∆h_в (7.6)

где: ∆h_г– сопротивление горелки, Па, принимаем ∆h_г=1000 Па

∆h_в– сопротивление воздуха, Па; принимаем 10% от сопротивления горелки принимаем ∆h_в=100 Па

Н_р.в=1000+100=1100

Определяем мощность для привода вентилятора N_дв, кВт

(7.7)

– КПД двигателя вентилятора, 0,83%

Выбираем подходящий по производительности Q_ри напору Н_р.ввентилятор; выписываем его основные характеристики:

марка вентилятора ВДН-8

производительность, м³/ч 10,2·10³

напор, кПа 2,19

КПД, % 83

марка электродвигателя 4А160S6

мощность, кВт 11

8 Расчет дымовой трубы котельной

8.1 Определяем минимальную допустимую высоту трубы Н,м

Определяем минимальную допустимую высоту трубы Н,м

(8.1)

где: ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³.

А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий; А=120

F – коэффициент, учитывающий скорость движения вредных веществ в атмосферном воздухе; принимаем по СН 369-74, F=1

∆t – разность температур продуктов сгорания, выбрасываемых из трубы и окружающего воздуха, К

∆t=120

M_SO2-масса оксидов серы SO₂и SO₃,г/с

M_NO2-масса оксидов азота,г/с

M_СO2-масса оксида углерода, выбрасываемой в атмосферу,г/с

M_з- масса летучей золы, г/с

V- объемный расход удаляемых продуктов сгорания, м³/c

Z –число дымовых труб.

Определяем выброс оксидов азота, рассчитанный по NO_{2 ,}(г/с)

М_NO2=β₁·К·В_р·Q_рн(1- q_н/100)(1 – β₂r) β₃, (8.2)

где: β₁–безразмерный поправочный коэффициент, β₁= 0,85 ,

β₃– коэффициент, учитывающий конструкцию горелок β₃= 1,

r – степень рециркуляции, r = 0

β₂– коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов, β₂=0,02 ,

К- коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 ГДж теплоты сожженного условного топлива, кг/ГДж, определяется в зависимости от номинальной нагрузки котлов,

К=3,5(D/70)

D – паропроизводительность котла, D = 6,5

К=3,5(6,5/70)=0,325

М_NO2=0,85·0,325·0,129·3·36,68(1- 0/100)(1 – 0,02·0) 1=3,9

Масса оксидов углерода М_СО2,г/с, выбрасываемая в атмосферу, определяется как:

(8.3)

где: С_н-коэффициент, характеризующий выход СО при сжигании топлива;

β – поправочный коэффициент, учитывающий влияние горения на выход СО

Определяем объемный расход продуктов сгорания через трубу от всех работающих котлов, м³/с

(8.4)

где: n – число котлов, установленных в котельной, шт, n=3

В – расход топлива одним котлом, м³/с, В=0,129

Определяем диаметр устья дымовой трубы D^вых_тр, м

(8.5)

где: ω_вых– скорость продуктов сгорания на выходе из трубы. Принимаем равной 30 м/с;

Принимаем стандартный диаметр устья дымовой трубы 1,2 м.

Для вычисления уточненной высоты трубы определяем коэффициенты f и v_м:

(8.6)

(8.7)

Значение коэффициента m в зависимости от параметра :

(8.8)

Безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра :

При >2 n=1

Минимальную высоту дымовой трубы во втором приближении определяют:

В соответствии со СНиП П-35-76 выбираем стандартную высоту дымовой трубы 30 метров.

Аэродинамическое сопротивление трубы определяют следующим образом.

Скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы w_выхпринимают равной значению, в расчете минимально допустимой высоте трубы.

Определяют уменьшение температуры продуктов сгорания на 1 м трубы из за их охлаждения, °С:

(8.9)

где: D- паропроизводительность всех котлов, кг/с.

Температура продуктов сгорания на выходе из трубы, °С:

t_вых=t_ух- ∆t (8.10)

где: t_ух– температура уходящих газов за котлами, °С.

t_вых=155-0,17·30=149,9

Диаметр основания трубы,м:

D^осн=2Н_трi+ (8.11)

где: i = 0,02-0,03 конусность ж/б и кирпичных труб; для стальных труб i=0;

D^осн=2·30·0,02+1,2=2,4

Средний диаметр дымовой трубы, м:

D_ср=0,5(D^осн+ )

D_ср=0,5(2,4+1,2)=1,8

Средняя температура дымовых газов в трубе, °С:

t_ср= 0,5(t_ух+t_вых)

t_ср= 0,5(155+149,9)=152,45

Площадь сечения дымовой трубы, рассчитанная по среднему диаметру, м²:

F_ср=0,785(D_ср)²

F_ср=0,785(1,8)²=2,54

Средняя скорость газов в дымовой трубе, м/с:

(8.12)

Средняя плотность дымовых газов в трубе, кг/м³:

(8.13)

где: = 1,34 кг/м³- плотность дымовых газов среднего состава при нормальных физических условиях.

Потери давления на трение в дымовой трубе, Па:

(8.14)

где: значение коэффициента трения, для кирпичных труб применяется 0,04.

Потери давления на выходе из дымовой трубы, Па:

(8.15)

Суммарные потери давления в дымовой трубе равны:

(8.16)

Определяем самотягу дымовой трубы Н_с, м:

Н_с=9,81Н(1,2- (8.17)

где: Н-высота дымовой трубы, м.

- плотность дымовых газов, кг/м³.

Н_с=9,81·30(1,2-0,64) = 16

9 Расчет выбросов вредных веществ из котельной

9.1 Расчет выбросов газообразных вредных веществ из котельной в воздушный фон

Выбросы оксидов серы:

Mso₂=0.02 · B_т · H₂S · (1-ήso₂) (1-ήso₂) (9.1)

B_T – расчетный расход топлива; H₂S – содержание сероводорода в газе (%); ήso₂ – доля оксидов серы, связываемых с летучей золой топлива.

Выбросы оксидов азота:

M_NO2=0.001B_m · Q_H^P ·K_NO2 · (1-β) (9.2)

K_NO2 – параметр, характеризующий количество жидкого азота, образующихся на 1 ГДж теплоты, кг/ГДж; β – коэффициент зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения специальных технических решений.

Выбросы оксида углерода:

M_CO=0.001 · B_m · Q_H^P · K_CO · ( ) (9.3)

Q_H^P – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; K_CO – количество оксидов углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении толпива, кг/ГДж; q₄ – потери теплоты вследствие механической неполноты горения топлива, %

Расчет ПДВ:

ПДВ (9.4)

A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы.

Полученные расчетные данные занесены в таблицу 9.1

Таблица 9.1

Общее количество выбросов котельной ООО МН «Нефтепровод»

Продолжение таблицы 9.1

Продолжение таблицы 9.1

10 Механизмы образования загрязняющих веществ при горении топлива

В условиях высокотемпературного горения топлива азот воздуха становится реакционно способным и, соединяясь, в частности, с кислородом, образует оксиды NO, NO₂ и N₂O, но основная доля приходится на NO, поэтому целесообразно сосредоточить внимание на образование оксида азота[22].

В настоящее время существуют три основных механизма образования NO:

Тепловой или термический, механизмы «топливного» NO и «быстрого» NO.

Был разработан механизм образования «топливного» NO, согласно которому:

- скорость образования NO из азота топлива больше. Чем по термическому механизму, а конверсия азота топлива в NO происходит во фронте пламени;

- конверсия увеличивается с повышением коэффициента избытка воздуха, и кислород является определяющим фактором в образовании «топливного» NO;

-доля «топливного» NO в суммарном выходе оксидов азота будет тем больше, чем ниже температура в зоне горения.

Механизмы образования «быстрого» NO:

Характеристики

Список файлов ВКР