
- •Глава 2
- •§ 2.1. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата
- •§ 2.2. Характеристики топочных устройств
- •§ 2.3. Расчет теплообмена в топочных устройствах
- •§ 2.4. Расчет конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата
- •§ 2.5. Золовый износ и низкотемпературная коррозия
- •§ 2.6. Дутьевые и тяговые устройства
- •§ 2.7. Расчет дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ
- •§ 2.8. Теплообменные аппараты
- •§ 2.9. Питательные устройства
- •§ 2.10. Определение величины продувки и расчет расширителя (сепаратора) непрерывной продувки
§ 2.7. Расчет дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ
Расчет дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ состоит в проверке высоты трубы на рассеивание в атмосфере золы, оксидов азота и диоксида серы SO2 (IV). Высота дымовой трубы должна обеспечивать такое рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, при котором их концентрация у поверхности земли будет меньше предельно допускаемой санитарными нормами. Предельно допускаемая концентрация (п.д.к.) не должна превышать для золы и диоксида серы значения 0,5·10-6 кг/м3.
Концентрация загрязняющих веществ (кг/м3) у поверхности земли определяется по формуле
. (2.61)
где А
— коэффициент
стратификации атмосферы, С2/3·град1/3;
М — масса
загрязняющих веществ, выбрасываемых в
атмосферу из дымовой трубы, кг/с; F
— коэффициент,
учитывающий скорость осаждения
загрязняющих веществ в атмосфере; т
— коэффициент,
учитывающий условия выхода продуктов
сгорания из устья дымовой трубы; Н
— высота
дымовой трубы, м; V
— объем
продуктов сгорания, проходящих через
дымовую трубу, м3/с;
Δt=θ
-
tв
— разность
между температурой газов на выходе
из дымовой трубы θ
и температурой окружающего воздуха tв,
°C;
Сф
— фоновая концентрация загрязняющих
веществ в атмосфере, кг/м3.
Масса золы (кг/с), выбрасываемой в атмосферу из дымовой трубы,
М=0,01пВраунАр, (2.62)
где п — число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе; Вр — расчетный расход топлива, кг/с; аун — доля золы топлива, уносимая дымовыми газами.
Масса диоксида серы (кг/с), выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы,
М=0,01пВрS, (2.63)
где М=64,
MS=32
— относительные молекулярные массы
диоксида серы и серы.
Задача 2.105.
Определить концентрацию диоксида серы
у поверхности земли для котельной,
в которой установлены два одинаковых
котлоагрегата, работающих на высокосернистом
мазуте состава: Сp=83%;
Нр=10,4%;
S=2,8%;Op=0,7%;
Aр=0,1%;
Wp=3,0%,
если известны высота дымовой трубы
Н=31м,
расчетный расход топлива Вр=0,525
кг/с, температура газов на входе в дымовую
трубу θдm=180°С,
температура газов на выходе из дымовой
трубы θ
=186°С,
коэффициент избытка воздуха перед
трубой αдm=1,5,
температура окружающего воздуха
tв=20°С,
барометрическое давление воздуха
hб=97·103
Па,
коэффициент, учитывающий скорость
осаждения диоксида серы в атмосфере,
F=1,0,
коэффициент, учитывающий условия выхода
продуктов сгорания газов из устья
дымовой трубы т
=0,9, коэффициент
стратификации атмосферы А=120
с2/3·град1/3
и фоновая концентрация загрязнения
атмосферы диоксидом серы Сф=0,03·10-6
кг/м3.
Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):
V0=0,089Cp+0,226Hp+0,033(S-Op)=0,089·83+0,266·10,4+0,033(2,8-0,7)=10,2
м3/кг.
Теоретический объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.36):
V=0,0187(CP+0,375S
)
+0,0124(9Hp+Wp)+0,0161V0=
=0,0187(83+0,375·2,8)+0,79·10,2+0,0124(9·10,4+3,0)+0,0161·10,2=10,99 м3/кг.
Объем дымовых газов, проходящих через дымовую трубу, определяем по формуле (2.57):
==29
м3/с.
Массу диоксида серы, выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы, находим по формуле (2.63):
М=0,01пВрS=0,01·2·0,525·2,8·64/32=0,059
кг/с.
Концентрацию оксида серы у поверхности земли определяем по формуле (2.61):
=0,45·10-6
кг/м3.
Задача 2.106.
Определить
концентрацию диоксида серы у поверхности
земли для котельной, в которой установлены
три одинаковых котлоагрегата, работающих
на донецком угле марки Т состава: Cp=
62,7%; Нр=3,1%;
S=2,8%;Np=0,9%;
Op=1,7%;
Ар=23,8%;
Wp=5,0%,
если известны высота дымовой трубы Н=32
м, расчетный
расход топлива Bр=0,35
кг/с, температура газов на входе в дымовую
трубу θдm=180°С,
температура газов на выходе из дымовой
трубы θ
=185°С,
коэффициент избытка воздуха перед
трубой αдm=1,7,
температура окружающего воздуха
tв=20°С,
барометрическое давление воздуха
hб=97·103
Па,
коэффициент, учитывающий скорость
осаждения диоксида серы в атмосфере,
F=1,0,
коэффициент, учитывающий условия выхода
продуктов сгорания из устья дымовой
трубы, m=0,9,
коэффициент стратификации атмосферы
А=120
с2/3·град1/3
и фоновая концентрация загрязнения
атмосферы диоксидом серы Сф=0,03·10-6
кг/м3.
Ответ: С=0,5·10-6 кг/м3.
Задача 2.107.
Определить
концентрацию золы у поверхности земли
для котельной, в которой установлены
два одинаковых котлоагрегата, работающих
на кузнецком угле марки Д состава:
Ср=58,7%;
Нр=4,2%;
S=0,3%;Np=1,9%;
Op=9,7%;
Aр=13,2%;
Wp=12,0%,
если известны
высота дымовой трубы Н=32
м, расчетный
расход топлива Bp=0,225
кг/с, температура газов на входе в дымовую
трубу θдm=182°С,
температура газов на выходе из дымовой
трубы θ
=188°С,
коэффициент избытка воздуха перед
трубой αдm=1,75,
температура окружающего воздуха
tв=20°С,
барометрическое давление воздуха
hб=97·103Па,
доля золы топлива, уносимая дымовыми
газами аун=0,85,
коэффициент, учитывающий скорость
осаждения золы в атмосфере, F=1,0,
коэффициент, учитывающий условия выхода
продуктов сгорания из устья дымовой
трубы, т=0,9,
коэффициент стратификации атмосферы
А=120
с2/3·град1/3
и фоновая концентрация загрязнения
атмосферы золой Сф=0,02·10-6
кг/м3.
Ответ: С=0,49·10-6 кг/м3.
Задача 2.108.
Определить
высоту дымовой трубы котельной, в которой
установлены три одинаковых котлоагрегата,
работающих на донецком угле марки А
состава: Ср=63,8%;
Нр=1,2%;
S=1,7%;Np=0,6%;
Ор=1,3%;
Ap=22,9%;
Wp=8,5%,
если известны расчетный расход топлива
Bр=0,63
кг/с, температура газов на входе в дымовую
трубу θдm=178°С,
температура газов на выходе из дымовой
трубы θ
=184°С,
коэффициент избытка воздуха перед
трубой αдm=1,7,
температура окружающего воздуха
tв=20°С,
барометрическое давление воздуха
hб=97·103
Па,
коэффициент, учитывающий скорость
осаждения диоксида серы в атмосфере,
F=1,0,
коэффициент, учитывающий условия выхода
продуктов сгорания из устья дымовой
трубы, т=0,9,
коэффициент стратификации атмосферы
А=120
с2/3·град1/3,
фоновая концентрация загрязнения
атмосферы диоксидом серы Сф=0,03·10-6
кг/м3
и п.д.к. диоксида серы у поверхности
земли С=0,5·
10-6
кг/м3.
Ответ: Н=30 м.
Задача 2.109.
Определить
высоту дымовой трубы котельной в которой
установлены два одинаковых котлоагрегата,
работающих на ангренском угле марки Б2
состава: Ср=39,8%;
Нр=2,0%;
S=1,3%;Np=0,2%;
Ор=9,1%;
Ар=13,1%;
Wp=34,5%,
если известны расчетный расход топлива
Вр=0,21
кг/с, температура газов на входе в дымовую
трубу θдm=179°C,
температура газов на выходе из дымовой
труб θ
=183°С,
коэффициент избытка воздуха перед трубе
αдm=1,75,
температура окружающего воздуха tв=20°С,
барометрическое давление воздуха
hб=97·103
Па, доля
золы топлив уносимая дымовыми газами,
аун=0,85,
коэффициент, учитывающий скорость
осаждения золы в атмосфере, F=1,0,
коэффициент, учитывающий условия выхода
продуктов сгорания из устья дымовой
трубы, т=0,9,
коэффициент стратификации атмосферы
А=120
с2/3·град1/3,
фоновая концентрация загрязнения
атмосферы золой Сф=0,02·10-6
кг/м3
и п. д. к. золы у поверхности земли
С=0,5·10-6
кг/м3.
Ответ: Н=34 м.