Расчёт количества дымовых газов.

Введение.

  Котельная предназначена для преобразования химической энергии органического топлива (каменного угля, мазута, природного газа) в электрическую энергию.

  Энергетическое топливо сжигается в котлах (паровых или водогрейных), оборудованных камерными или слоевыми топками. Последними могут быть оборудованы котлы относительно небольшой паропроизводительности, сжигающие твёрдое топливо. При использовании этого вида топлива котлоагрегаты снабжаются пылеулавливающем оборудованием: циклонами, электрофильтрами, пылевыми камерами и др. Эффективность улавливания угольной золы и расход газов, поступающих на очистку, принимаются по данным инвентаризации источников загрязнения атмосферы и систематизации их в проекте ПДВ.

  Для осуществления возможно более полного сжигания топлива воздух в топки котлов подают в количестве несколько большим, чем требуется теоретически. В связи с этим используют понятие коэффициент избытка воздуха, α.

  Твёрдое и жидкое топливо состоит из органической и неорганической (минеральной) частей. Органическая часть топлива сгорает, образуя продукты сгорания, основными компонентами которых являются диоксид углерода и водяной пар.

  Минеральная часть топлива является балластом. В результате сжигания топлива она частично оплавляется, образуя шлак, который удаляется через шлаковые воронки, расположенные под топкой. Остальная доля минеральной части топлива называется золой. Наиболее крупные частицы золы осаждаются в топке, а более мелкие (летучая зола) – выносятся из топки продуктами сгорания.

  При работе котельной на мазуте образуется мазутная зола, в состав которой входит пятиокись ванадия, нормируемая отдельно.

  Образующиеся дымовые газы состоят из азота, углекислого газа, водяных паров, кислорода и газообразных примесей, а также из частиц летучей золы.

 

Исходные данные.

Котельная находится в городе Екатеринбург. Для этой местности температура в летний период времени составляет +20,7 ⁰С, в зимний-                 -13,7⁰С. Температурный коэффициент стратификации А=160.

Характеристика топлива и котлов представлена в таблице №1.

 

Таблица №1

Характеристика котлов и топлива			Параметры источников и дымовых газов				Примеча-ние
Марка, количество котлов	Расход топлива на котельную.  т/ч	Топливо	Высо-та, м	Диа-метр устья, м	Температу-ра дымовых газов на выходе из трубы, 0С	Координа-ты источников, Х1/У1
ДКВР 10/13 3шт.	3,14	Газ (смесь из Западной Сибири)	30	1,2	160	800/600	αт=1,2 αк=1,3 q3=0.5% qv=360 кВт/м3
Е-1-9 6шт.	1,34	Уголь Кузнецкий марки С	35	0,8	160	800/650	αт=1,4 αк=1,5 q3=0.7% q4ун=3,0% аун=0,25 qR=1,4 МВт/м2 R6=40%

 

 

Вид топлива	Марка топлива	Характеристика топлива			Характеристика продуктов сгорания
		Зольность Ар,%	Содержание серы Sр,%	Низшая теплота сгорания Qрн, МДж/кг	Объём воздуха (α=1) V0, м3/кг	Выход продуктов сгорания V0г, м3/кг
Газ	Газ (смесь из Западной Сибири)	____	_____	36,84	9,72	10,91
Твёрдое	Уголь Кузнецкий марки С	9,5	0,5	22,82	6,86	7,34

 

Анализ результатов расчёта.

301 – Азота диоксид

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация оксида азота в долях ПДК равна 2,04, в мг/м³ – 0,408. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰  . И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,78 долей ПДК или 0,156 мг/м³, а вклад источника №1 – 1,26 ПДК или 0,252 мг/м³

 

328 – Сажа

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =850 м суммарная концентрация сажи в долях ПДК равна 2,57  в мг/м³ – 0,3855. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 2,57 долей ПДК или 0,3855 мг/м³ .

 

330 – Диоксид серы

В точке на местности с координатами X =600 м, Y =950 м суммарная концентрация диоксида серы в долях ПДК равна 0,11 в мг/м³ – 0,055. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 146⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,11 долей ПДК или 0,055 мг/м³.

 

337 – Углерода оксид

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация оксида углерода в долях ПДК равна 0,03 в мг/м³ – 0,15. Указанная концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,02 долей ПДК или 0,1 мг/м³, а вклад источника №1 – 0,02ПДК или 0,1 мг/м³.

 

 

908– Взвешенные вещества

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =850 м суммарная концентрация взвешенных веществ в долях ПДК равна 1,46 в мг/м³ – 0,73. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 1,46долей ПДК или 0,73 мг/м³.

 

 

Группа суммации: 301+330

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация группы суммации: диоксид азота диоксида серы в долях ПДК равна 1,34 в мг/м³-1,34. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра180⁰. И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,56 долей ПДК или 0,56 мг/м³,а вклад источника №1 – 0,79ПДК или 0,79 мг/м³.

Введение.

  Котельная предназначена для преобразования химической энергии органического топлива (каменного угля, мазута, природного газа) в электрическую энергию.

  Энергетическое топливо сжигается в котлах (паровых или водогрейных), оборудованных камерными или слоевыми топками. Последними могут быть оборудованы котлы относительно небольшой паропроизводительности, сжигающие твёрдое топливо. При использовании этого вида топлива котлоагрегаты снабжаются пылеулавливающем оборудованием: циклонами, электрофильтрами, пылевыми камерами и др. Эффективность улавливания угольной золы и расход газов, поступающих на очистку, принимаются по данным инвентаризации источников загрязнения атмосферы и систематизации их в проекте ПДВ.

  Для осуществления возможно более полного сжигания топлива воздух в топки котлов подают в количестве несколько большим, чем требуется теоретически. В связи с этим используют понятие коэффициент избытка воздуха, α.

  Твёрдое и жидкое топливо состоит из органической и неорганической (минеральной) частей. Органическая часть топлива сгорает, образуя продукты сгорания, основными компонентами которых являются диоксид углерода и водяной пар.

  Минеральная часть топлива является балластом. В результате сжигания топлива она частично оплавляется, образуя шлак, который удаляется через шлаковые воронки, расположенные под топкой. Остальная доля минеральной части топлива называется золой. Наиболее крупные частицы золы осаждаются в топке, а более мелкие (летучая зола) – выносятся из топки продуктами сгорания.

  При работе котельной на мазуте образуется мазутная зола, в состав которой входит пятиокись ванадия, нормируемая отдельно.

  Образующиеся дымовые газы состоят из азота, углекислого газа, водяных паров, кислорода и газообразных примесей, а также из частиц летучей золы.

 

Исходные данные.

Котельная находится в городе Екатеринбург. Для этой местности температура в летний период времени составляет +20,7 ⁰С, в зимний-                 -13,7⁰С. Температурный коэффициент стратификации А=160.

Характеристика топлива и котлов представлена в таблице №1.

 

Таблица №1

Характеристика котлов и топлива			Параметры источников и дымовых газов				Примеча-ние
Марка, количество котлов	Расход топлива на котельную.  т/ч	Топливо	Высо-та, м	Диа-метр устья, м	Температу-ра дымовых газов на выходе из трубы, 0С	Координа-ты источников, Х1/У1
ДКВР 10/13 3шт.	3,14	Газ (смесь из Западной Сибири)	30	1,2	160	800/600	αт=1,2 αк=1,3 q3=0.5% qv=360 кВт/м3
Е-1-9 6шт.	1,34	Уголь Кузнецкий марки С	35	0,8	160	800/650	αт=1,4 αк=1,5 q3=0.7% q4ун=3,0% аун=0,25 qR=1,4 МВт/м2 R6=40%

 

 

Вид топлива	Марка топлива	Характеристика топлива			Характеристика продуктов сгорания
		Зольность Ар,%	Содержание серы Sр,%	Низшая теплота сгорания Qрн, МДж/кг	Объём воздуха (α=1) V0, м3/кг	Выход продуктов сгорания V0г, м3/кг
Газ	Газ (смесь из Западной Сибири)	____	_____	36,84	9,72	10,91
Твёрдое	Уголь Кузнецкий марки С	9,5	0,5	22,82	6,86	7,34

 

Расчёт количества дымовых газов.

Расчет количества дымовых газов определяется:

, м³/с,

где V_г – выход продуктов сгорания топлива,

 нм³/кг, нм³/нм³ ;

B_г- расход топлива, т/ч,тыс.м³/ч(для природного газа);

Т – температура отходящих дымовых газов, °C.

Величина V_г рассчитывается:

,

где V⁰_г- выход продуктов сгорания при α=1;

V⁰-теоретически необходимое количество воздуха, нм³/кг, нм³/нм³;

α-коэффициент избытка воздуха.

 

Источник №1

α=1,2

нм/кг

м³/с

Источник №2

нм/кг

м³/с