10 Расчет и выбор дымовой трубы

Расчет рассеивания вредных выбросов и выбор высоты дымовой трубы выполняем по формулам в соответствии с источником [7].

Определяем минимальное расчетное значение высоты дымовой трубы, по условиям предельно допустимых концентраций вредных выбросов в первом приближении H_тр^мин, м

(105)

где ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³, [7, табл. 8.1];

А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере; А = 120 для Центральной европейской части, [7, стр. 254];

М_SO2 – масса оксидов серы S0₂ и S0₃ (в пересчете на S0₂), выбрасываемых в атмосферу, г/с;

М_NO2 – масса оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в атмосферу, г/с;

М_CO – масса оксида углерода, выбрасываемой в атмосферу, г/с;

M_З – масса летучей золы, г/с;

V – объемный расход удаляемых продуктов сгорания, м³/с;

∆t – разность между температурой выбрасываемых газов и температурой атмосферного воздуха, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в полдень, ℃;

∆t = – t_н, (106)

∆t = 140 – 23 = 117;

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, [7, стр. 254], F = 1;

Z – число дымовых труб.

Определяем массу оксидов азота M_NO2, г/с

(107)

где β₁ – безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества сжигаемого топлива и способа шлакозолоудаления на выход оксидов азота, принимается по [7, табл. 8.2], β₁ = 0,8;

n – количество установленных в котельной котлов;

r – степень рециркуляции продуктов сгорания в процентах расхода дутьевого воздуха, при отсутствии рециркуляции r = 0;

β₂ – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркуляционных продуктов сгорания в зависимости от условий подачи их в топку, принимается по [7, табл. 8.3], β₁ = 0,002;

β₃ – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, для вихревых горелок принимается равным 1, [7, стр. 256];

К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 ГДж теплоты сожженного условного топлива, кг/ГДж, определяемый по [7, рис. 8.5], К = 0,09;

B_P – расход топлива всеми работающими котлами, кг/с;

Q_н^р – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

q₄ – потери теплоты с механическим недожогом, %

Определяем массу оксида углерода, М_CO, г/с

(108)

где C_н – коэффициент, характеризующий выход СО при сжигании топлива, принимаемый по [7, табл. 8.4], C_н = 9,6;

β – поправочный коэффициент, учитывающий влияние режима горения на выход СО (при нормативных значениях коэффициента избытка воздуха на выходе из топки принимается β=1);

q₄ – потери теплоты от механической неполноты сгорания, %;

B_P – расход топлива, м³/с.

Определяем массу оксидов серы М_SO2, г/с

(109)

где B_P – расчетный часовой расход топлива всеми котлами, работающими на дымовую трубу, кг/с;

H₂S – содержание сероводорода в топливе, %;

Определяем диаметр устья дымовой трубы D_тр^у, м

(110)

где V_тр – объемный расход продуктов сгорания через трубу от всех работающих котлов при температуре их в выходном сечении, м³/с

(111)

где B_р – расход топлива одним котлов, м³/с;

n – число установленных котлов;

V₀ – суммарный объем продуктов сгорания, м³, получающийся при сжигании 1 м³ газообразного топлива;

t_ух – температура уходящих газов за котлами, ℃;

ω_вых – скорость продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы, принимается 12-20 м/с;

Выбираем дымовую трубу из кирпича с диаметром выходного отверстия 1,2 м [1, стр. 239].

Определяем для уточнения высоты дымовой трубы коэффициент f и ν_м:

(112)

(113)

где ∆t – разность между температурой выбрасываемых газов и температурой атмосферного воздуха, под которой понимается средняя температура самого жаркого месяца в полдень, ℃;

Определяем значение коэффициента m в зависимости от параметра f:

(114)

Определяем безразмерный коэффициент n в зависимости от коэффициента ν_м:

при ν_м > 2, (115)

Определяем минимальную высоту дымовой трубы во втором приближении H_тр1^min, м

(116)

Принимаем высоту дымовой трубы 30 метров, [1, стр. 237].

Определяем уменьшение температуры продуктов сгорания на 1м трубы из-за охлаждения Δt, ℃

(117)

где D – паропроизводительность всех котлов, кг/с.

Определяем температуры продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы t_вых, ℃

(118)

где t_ух – температура уходящих газов за котлами, ℃

Определяем диаметр основания трубы D_тр^осн, м

(119)

где i – конусность железобетонных и кирпичных труб, [7, стр. 261];

i = 0,02÷0,03;

D_тр^у – диаметр устья дымовой трубы, м.

Определяем средний диаметр дымовой трубы D_ср, м

(120)

Определяем среднюю температуру дымовых газов в трубе t_ср, ℃

(121)

Определяем площадь сечения дымовой трубы, рассчитанной по среднему диаметру, м²

(122)

Определяем среднюю скорость газов в дымовой трубе ω_ср, м/с

(123)

где V_тр – объем дымовых газов на выходе за котлами, м³/с;

t_ух – температура уходящих газов за котлами, ℃

Определяем среднюю плотность дымовых газов в трубе, кг/м³

(124)

где ρ₀ – плотность дымовых газов среднего состава при нормальных физических условиях, кг/м³, ρ₀ = 1,34 кг/м³;

Определяем потери давления на трение в дымовой трубе, Па

(125)

где λ – значение коэффициента трения, для кирпичных труб и каналов принимается 0,04 [7, стр. 262]

Определяем потери давления на выходе из дымовой трубы, Па

(126)

Определяем суммарные потери давления в дымовой трубе, Па

(127)

Определяем самотягу дымовой трубы H_с, м

(128)

где H – высота дымовой трубы, м;

ρ_ср – плотность дымовых газов, кг/м³.