EPD89
.pdfМинимально допустимая высота дымовой трубы определяется по формуле
H |
AMF |
|
м, |
(3.34) |
||
|
|
|
||||
ПDK3 V t |
||||||
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
где А коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности. Для Сибири и Дальнего Востока А=200; для Севера, Урала А=160;
для центральной европейской части РФ А=120; t tг tнар ; tнар средняя температура воздуха самого жаркого месяца года, принимается по[8].
F M |
|
F MSO2 |
|
F MNO2 |
|
, |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
ПDK |
|
ПDKSO2 |
|
ПDKNO2 |
|
|
|
|
|
|
|
если выполняетсянеравенство(3.29).
F M F M3 ,
ПDK ПDK3
если не выполняетсянеравенство(3.29).
По формуле (3.31) находят предварительное значение высоты дымовой трубы. Для получения окончательной величины Н необходимо повторнымирасчетами уточнитьзначение поформуле (3.37).
Для этогопонайденномуHi подсчитываются величины:
fi 10 |
3 |
|
|
02 Dy |
; |
|
|
(3.35) |
||
|
|
Hi2 ti |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Vмi 0,65 |
|
|
V1i ti |
|
, |
(3.36) |
||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Hi |
|
|
|
|
По полученным значениям fi и Vмi находят коэффициенты mi, ni по соотношениям
1
mi 0,67 0,1 fi 0,343 fi ; ni =3, если Vmi<0,3;
|
|
|
|
ni 3 |
Vмi 0,3 4,36 Vмi , если0,3< Vмi <2,0; |
(3.37) |
ni=1, если Vmi >2,0.
Далеепоформуле
Hi 1 Hi |
mi |
ni |
|
|
м |
(3.38) |
|
m |
1 |
n |
|
|
|||
|
i |
i |
1 |
|
61
находится значение Н последующих приближений до тех пор, пока не будетвыполняться условие
H i 1 Hi 100% 5%.
Hi
При этом m0=1;n0=1. В качестве окончательногозначения Нследует принять ближайшее из табл. 3.3, где приведенавысота дымовых труб для промышленных котельных, принимаемая в соответствии с существующими санитарными нормами проектирования промышленных предприятий.
|
Таблица 3.3 |
Рекомендуемаявысотадымовыхтруб котельных |
|
|
|
Среднесуточный расходтоплива,т/ч |
Высота трубы, м |
До 5 |
30 |
5-15 |
45 |
15-50 |
60 |
50 - 100 |
80 |
Пример3.3.
Произвести расчет высоты дымовой трубы для котельной, оборудованной котлоагрегатами ДКВР - 20 -13. Число котлоагрегатов п= 2. Рабочее топливо для котлов малосернистый мазут марки 100, SРл =0,3%. Месторасположение котельной Сибирь. Температура наружного воздуха самого жаркого месяца tнар= 30 °С. Данные, необходимые для расчета, принять из примеров (3.1), (3.2): расчетный расход топлива котло-
агрегатом ВР= 0,334 кг/с; объем дымовых |
газов за котлоагрегатом |
Vг Vг =16,73 м3/кг; объем дымовых газов при α=1 Vг0=11,4 м3/кг; тем- |
|
|
|
пературагазовнавходе в дымовую трубу tг 1 =160 °С. Температуру газов на выходе из дымовой трубы в первом прибли-
жении принимаемом равной150 °С; tг =150 °С.
Объемный расход газов, выходящих из дымовой трубы [см. форму-
лу(3.28)],
V1 2 0,334 16,73 273 150 17,3 м3/с.
273
Выходную скорость газов 0 принимаем равной 20 м/с. Тогда требуемый диаметр устья дымовойтрубыбудетравен [см.формулу(3.27)]
62
Dу |
4 17,3 |
1м. |
|
3,14 20 |
|||
|
|
Суммарныйвыброс SO2 [см. формулу (3.30)]
MSO2 103 2 0,334 0,3 64 4 г/с. 100 32
Суммарный выброс окислов азота[см.формулу(3.32)]
MNO2 2 0,334 11,4 0,05 10,5 0,45 3,58 г/с.
Так как при сжигании мазута выбросов золы нет, то минимально допустимую высотутрубы определяемпосумме выбросов SO2 и NO2 :
FM |
|
FMSO2 |
|
FM NO2 |
|
1 4 |
|
1 3,58 |
62,12. |
ПDK |
ПDKSO2 |
ПDKNO2 |
|
|
|||||
|
|
0,5 |
0,085 |
|
Минимально допустимая высота трубы в первом приближении [см. формулу(3.34)]
|
|
|
H1 |
|
200 16,12 |
31,2 м, |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
17,3 120 |
|
|
здесь t tг |
tнар |
150 30 120°С. По найденному H1 |
уточняем тем- |
||||
пературугазов на выходеизтрубыи объемныйрасход газов: |
|||||||
|
t |
|
|
0,3H1 160 0,3 31,2 150,6 |
°С; |
||
|
г |
tг |
|||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
V1 2 0,334 16,73 273 150,6 17,34м3/с. 273
Далеенаходим
t1 tг1 tнар 150,6 30 120,6°С.
Затем подсчитываемвеличиныf1 и Vмi [см. формулы (3.35), (3.36)]:
|
3 |
|
202 1 |
|
|
|||
fi 10 |
|
|
|
|
3,4 м/с·К; |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
31,2 2 120,6 |
|
|
||||
Vмi 0,65 |
|
17,34 120,6 |
|
2,64м/с. |
||||
|
31,2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Находим коэффициентыm1 и n1 из формулы (3.37):
m1 |
|
1 |
|
0,732; |
n1=1. |
0,67 0,1 |
3,4 |
0,343 3,34 |
Вычисляем высоту трубы во втором приближении [см. формулу
(3.38)]
H2 31,2 |
0,732 1 |
26,7 м, |
здесь m0=n0=1. |
|
|||
|
1 1 |
|
63
Аналогично находим высоту трубы в третьем и четвертом приближении. Результаты расчета представлены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Результаты расчета высоты трубы
Приближение |
|
|
Расчетные величины |
|
|
|
|||
tг , |
V1, |
t , |
f |
Vм, м/с |
|
m |
n |
Н, м |
|
|
°С |
м3/с |
°С |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Третье |
152 |
17,4 |
122 |
4,60 |
2,79 |
|
0,69 |
1 |
25,9 |
Четвертое |
152,2 |
17,4 |
122,2 |
4,88 |
2,82 |
|
0,68 |
1 |
25,7 |
Результаты расчетов третьего и четвертого приближений практически не различаются. Ориентируясь на данные табл. 3.4, окончательнопринимаемк установке для котельной дымовую трубувысотой30 м.
3.6. Определение стоимости израсходованного топлива одним котельным агрегатом
Расход топлива, которое сжигается в одном котельном агрегате (при номинальной нагрузке), следует рассчитать для двух вариантов:
a)котельный агрегат оборудован водяным экономайзером; б) котельный агрегат работает без водяного экономайзера.
Для упрощения расчета затраты на топливо АТ приближенно можно определить из выражения
AT BГОД вТ руб./год, |
(3.39) |
где вТ стоимость топлива в руб./кг или руб/м3; ВГОД годовой расход топлива, кг/год.
Годовой расход топлива можно определить по соотношению
ВГОД 3600 6600 ВР кг/год.
64
Библиографический список
1. Мелентьев Л.А. Топливно-энергетический баланс СССР (основные вопросы экономики и планирования)/ Л.А. Мелентьев, М.А. Стырикович, Е.О. Штейнгауз. – М.: Госэнергоиздат, 1962.
2.Электрификация СССР / ред. П.С. Непорожний.– М.: Энергия, 1968.
3.Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий / Б.Н. Голубков, О.Л. Данилов, Л.В. Зосимовский и др.; ред.Б.Н. Голубков.– М.: Энергия, 1979.
4.Бузников Е.Ф. Производственные и отопительные котельные/ Е.Ф. Бузников, К.Ф. Роддатис, Э.Я. Берзиньш.– М.: Энергия, 1974.
5.Шубин Е.П. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных / Е.П. Шубин, Б.И. Левин.– М.: Энергия, 1970.
6.СНиП П-Г, 10-62. Тепловые сети, нормы проектирования.– М.: Стройиздат, 1964.
7.Соловьев Ю.П. Проектирование крупных центральных котельных для комплекса тепловых потребителей / Ю.П. Соловьев.– М.: Энергия, 1976.
8.СНиП П-А.6-72. Строительная климатология и геофизика.– М.: Изд-во литературы по строительству, 1973.
9.Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы/ Л.А. Рихтер.–М.: Энергия, 1975.
10.СНиП 350-66. Указания по проектированию котельных установок.– М.: Госстройиздат, 1967.
11.Вукалович М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара/ М.П. Вукалович.– М.: Энергия, 1965.
12.Тепловой расчет котельных агрегатов: нормативный метод/ ред.: Н.В. Кузнецов, В.В. Митор, И.Е. Дубовицкий и др.– М.: Энергия, 1973.
13.Ицкович А.М. Котельные установки малой мощности/ А.М. Ицкович.– М.: Машгиз, 1958.
14.Бахмачевский Б.И. Теплотехника / Б.И. Бахмачевский. – М.: Металлургиздат, 1963.
15.Соловьев Ю.П. Проектирование теплоснабжающих установок для промышленных предприятий / Ю.П. Соловьев.– М.: Энергия, 1978.
16.Гольстрем В.А. Справочник энергетика промышленных предприятий / В.А. Гольстрем, А.С. Иваненко.– Киев: Техника, 1977.
17.Федеральный закон №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ» 23.11.2009.– Режим доступа: www/rg/ru/2009/11/27/energodok.html
18.Роддатис К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности / К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий; ред. К.Ф. Роддатис.– М.: Энергоатомиздат, 1989.
65
Приложение 1
Образец бланка задания
1.Шифр задания ___________
Выполнить отдельные элементы теплового и гидравлического расчета производственной котельной, принципиальная схема которой задана шифром.
1.1.Таблица исходных данных
№ |
Наименование заданных величин |
Обозначение |
Размер- |
Числовое |
п/п |
ность |
значение |
||
|
|
|
|
|
1 |
Расход пара на технологические нужды |
Dтехн |
|
|
2 |
Давление пара в барабане |
Р1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Давление на выходе из РОУ и в колонке |
Р2 |
|
|
деаэратора |
|
|
||
4 |
Температура сырой воды |
tсв |
|
|
5 |
Температура воды перед экономайзером |
t′nв=tnв |
|
|
6 |
Степень сухости пара в барабане котла |
Х1 |
|
|
7 |
Степень сухости пара в расширителе |
Х2 |
|
|
непрерывной продувки |
|
|
||
8 |
Потери пара в котельной |
dут |
|
|
9 |
Потери воды с непрерывной продувкой |
dпр |
|
|
10 |
Температура продуктов сгорания |
t′1 |
|
|
11 |
Температура продуктов сгорания за |
t″1 |
|
|
экономайзером |
|
|
||
|
|
|
|
|
12 |
Топливо |
|
|
|
13 |
Стоимость топлива |
вm |
|
|
14 |
Величина присоса воздуха в газоходе |
э |
|
|
экономайзера |
|
|
||
15 |
Коэффициент избытка воздуха уходя- |
ух |
|
|
щих дымовых газов |
|
|
|
|
16 |
Коэффициент теплопередачи в эконо- |
к |
|
|
майзере |
|
|
||
17 |
КПД золоуловителя |
зу |
|
|
18 |
Температура окружающей среды |
tнар |
|
|
71
Исходные данные для расчета принципиальной тепловой схемы котельной
Таблица П.1
№ |
Показатель |
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
п/п |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Dтехн, кг/с |
14,8 |
13,3 |
12,2 |
11,1 |
10,0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Потери пара в котельной dут, % |
1,5 |
|
2,0 |
|
2,4 |
3,1 |
|
3,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Потери воды с продувкой dпв, % |
1,2 |
|
1,5 |
|
2,0 |
2,4 |
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Температура продуктов сгорания |
315 |
|
290 |
|
300 |
300 |
|
280 |
перед экономайзером t′1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Температура продуктов сгорания |
170 |
|
160 |
|
150 |
180 |
|
150 |
после экономайзера t″1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Топливо |
Антрацит |
Каменный |
уголь |
Бурый |
уголь |
Мазут |
Природ- |
ныйгаз |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Стоимость топлива вm, руб./кг |
0,0066 |
0,0105 |
0,0113 |
0,0286 |
0,0200 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
1,6 |
1,65 |
|
1,7 |
1,35 |
|
1,3 |
|
|
ух |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
К, кВт/м2К |
0,018 |
0,019 |
0,02 |
0,021 |
0,022 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
КПД золоуловителя зу |
95 |
|
90 |
|
65 |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Температура окружающей среды |
18 |
|
19 |
|
20 |
21 |
|
23 |
tв.вх, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Нст, м |
35 |
|
34 |
|
32 |
30 |
|
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Диаметр трубопровода d, мм |
40 |
|
42 |
|
45 |
48 |
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Расчетная длина участка трубо- |
60 |
|
59 |
|
58 |
56 |
|
- |
провода l, м |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. П.1
67
№ |
Показатель |
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
|
10 |
п/п |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Dтехн, кг/с |
8,3 |
|
6,9 |
|
5,6 |
3,3 |
|
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Потери пара в котельной dут, % |
4,2 |
|
5,0 |
|
5,5 |
6,1 |
|
6,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Потери воды с продувкой dпв, % |
3,5 |
|
4,0 |
|
4,5 |
5,0 |
|
6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Температура продуктов сгорания пе- |
330 |
|
320 |
|
325 |
310 |
|
310 |
ред экономайзером t′1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Температура продуктов сгорания по- |
165 |
|
160 |
|
175 |
170 |
|
155 |
сле экономайзера t″1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Топливо |
Антрацит |
Каменный |
уголь |
Бурый |
уголь |
Мазут |
Бурый |
уголь |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Стоимость топлива вm, руб./кг |
0,01 |
0,0115 |
0,0105 |
0,0266 |
0,011 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
1,55 |
|
1,6 |
|
1,7 |
1,35 |
|
1,7 |
|
ух |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
К, кВт/м2К |
0,023 |
0,021 |
0,024 |
0,025 |
0,026 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
КПД золоуловителя зу |
93 |
|
88 |
|
84 |
- |
|
62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Температура окружающей среды |
24 |
|
25 |
|
26 |
27 |
|
28 |
tв.вх, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Нст, м |
28 |
|
26 |
|
24 |
22 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Диаметр трубопровода d, мм |
51 |
|
53 |
|
54 |
56 |
|
57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Расчетная длина участка трубопро- |
52 |
|
50 |
|
48 |
46 |
|
45 |
вода l, м |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
68
Продолжение табл. П.1
№ |
Показатель |
11 |
|
12 |
|
13 |
14 |
|
15 |
п/п |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Dтехн, кг/с |
2,5 |
|
4,5 |
|
7,0 |
9,0 |
10,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Потери пара в котельной dут, % |
1,7 |
|
2,2 |
|
2,9 |
3,5 |
|
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Потери воды с продувкой dпв, % |
1,3 |
|
1,7 |
|
1,6 |
1,4 |
|
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Температура продуктов сгорания |
285 |
|
290 |
|
300 |
305 |
|
304 |
перед экономайзером t′1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Температура продуктов сгорания |
150 |
|
160 |
|
170 |
155 |
|
167 |
после экономайзера t″1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Топливо |
Антрацит |
Природ- |
ныйгаз |
Каменный |
уголь |
Мазут |
Каменный |
уголь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Стоимость топлива вm, руб./кг |
0,06 |
0,025 |
0,0105 |
0,0280 |
0,0105 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
8 |
|
1,55 |
1,35 |
1,65 |
1,4 |
1,65 |
|||
|
ух |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
К, кВт/м2К |
0,022 |
0,023 |
0,0218 |
0,0225 |
0,0210 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
КПД золоуловителя зу |
90 |
|
- |
|
85 |
- |
|
87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Температура окружающей среды |
32 |
|
25 |
|
30 |
20 |
|
26 |
tв.вх, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Нст, м |
19 |
|
19 |
|
18 |
18 |
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Диаметр трубопровода d, мм |
60 |
|
63 |
|
65 |
68 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Расчетная длина участка трубопро- |
44 |
|
43 |
|
42 |
41 |
|
39 |
вода l, м |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
69
Окончание табл. П.1
№ |
Показатель |
|
16 |
17 |
18 |
|
19 |
|
20 |
п/п |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
Dтехн, кг/с |
13,7 |
14,0 |
14,5 |
12,0 |
13,0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Потери пара в котельной dут, % |
|
5,2 |
6,4 |
5,0 |
|
3,0 |
|
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Потери воды с продувкой dпв, % |
|
1,9 |
2,0 |
2,5 |
|
2,3 |
|
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Температура продуктов сгорания |
|
312 |
313 |
315 |
|
320 |
|
318 |
перед экономайзером t′1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Температура продуктов сгорания |
|
170 |
165 |
155 |
|
180 |
|
175 |
после экономайзера t″1, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Топливо |
Бурый |
уголь |
Мазут |
Антрацит |
Каменный |
уголь |
Бурый |
уголь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Стоимость топлива вm, руб./кг |
0,011 |
0,015 |
0,009 |
0,0105 |
0,011 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
1,7 |
1,4 |
1,55 |
1,65 |
|
1,7 |
|
|
ух |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
К, кВт/м2К |
0,0205 |
0,0230 |
0,0225 |
0,0235 |
0,0240 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
КПД золоуловителя зу |
|
85 |
- |
92 |
|
90 |
|
87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Температура окружающей среды |
|
23 |
24 |
29 |
|
35 |
|
34 |
tв.вх, С |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Нст, м |
|
17 |
16 |
16 |
|
15 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Диаметр трубопровода d, мм |
|
73 |
75 |
76 |
|
78 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Расчетная длина участка трубо- |
|
37 |
35 |
33 |
|
31 |
|
30 |
провода l, м |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для всех вариантов заданий принять: Р1=13,7 бар; tсв=5 С; tк(c) =
= 40 80 С; tn.в=104 С; tр=10 40 С; х1=0,98; х2=0,99; =0,1; темпе-
ратуру воды перед химводоочисткой принять 25 30 С; Р2=1,8 бар.
70