2.4. Анализ затрат на рециркуляцию дымовых газов

По данным таблицы 2.4 на рис. 2.1 представлены зависимости затрат на рециркуляцию дымовых газов от степени рециркуляции при различных нагрузках котла.

Зависимости Z(r) при фиксированной D имеют нелинейный характер; затраты существенно зависят от нагрузки. Так, при r = 0.15 рост нагрузки от 0.5D₀ до D₀ приводит к возрастанию затрат в 5.2 раза. Нелинейность зависимости Z(r) вызвана квадратичным возрастанием гидравлических сопротивлений от расхода дымовых газов и воздуха и соответствующим возрастанием мощности ТДУ.

На рис. 2.2 приведена структура затрат на рециркуляцию при номинальной нагрузке котла. Топливная составляющая Z_т зависит от r линейно вследствие принятой в расчете линейной зависимости Δt_ух(r). В структуре затрат преобладает электрическая составляющая, причем с ростом степени рециркуляции отношение Z_э/Z_т возрастает. Так, при r = 0.05

Z_э/Z_т = 2.2; при r = 0.25 соответственно 3.1.

Рис. 2.1. Зависимость затрат на рециркуляцию дымовых газов от нагрузки

котла

В составе электрической составляющей основная доля приходится на привод ДРГ, затем следует догрузка дымососов и в меньшей степени дутьевых вентиляторов. При r = 0.15 соотношение Z_э^дрг : Z_э^д : Z_э^дв составляет 0.57 : 0.28 : 0.15; при этом с ростом степени рециркуляции относительная доля затрат на привод ДРГ возрастает.

Следует отметить, что указанные здесь соотношения между составляющими затрат относятся только к рассмотренной схеме реализации рециркуляции дымовых газов на данном котле; на других котлах с другой аэродинамикой, с другим способом ввода рециркулирующих газов в топку эти соотношения будут другими и затраты должны определяться по другим расчетным формулам, учитывающим конкретику котла.

Рис. 2.2. Структура затрат на рециркуляцию дымовых газов для котла

ТП-87 при номинальной нагрузке (топливо – газ)

2.5. Расчет массового выброса оксидов азота

Располагая результатами промежуточных расчетов по алгоритму (табл. 2.2), а именно расходом топлива В и количеством дымовых газов на выходе из котла V_г, по формулам (1.2), (1.3), (1.4) и значениям коэффициентов (1.5) полученной ранее модели зависимости С_NOx(D,r) можно рассчитать значения массового выброса оксидов азота m при любых D и r.

В качестве произведения ВV_г принимается расход дымовых газов на всасе дымососов Q_д (формула 3.9 в табл. 2.2). Ниже, в табл. 2.6 приведены результаты расчета.

Для удобства дальнейшего моделирования ЭЭХ необходимые данные сведены в таблицу 2.7. На этом завершается подготовка исходных данных для определения эколого-экономической характеристики котла.

Таблица 2.6

Исходные данные и результаты расчета массового выброса оксидов азота

(котел ТП-87, топливо – газ)

r	0	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3
D = 210 т/ч
CNOx, г/м3	0.305	0.265	0.241	0.224	0.210	0.199	0.190
Qд, м3/с	54.15	54.21	54.26	54.32	54.37	54.43	54.49
m, г/с	16.54	14.40	13.09	12.15	11.43	10.85	10.38
D = 280 т/ч
CNOx, г/м3	0.536	0.450	0.396	0.355	0.324	0.298	0.277
Qд, м3/с	71.24	71.32	71.40	71.48	71.56	71.64	71.72
m, г/с	28.60	24.39	21.79	19.88	18.40	17.20	16.22
D = 340 т/ч
CNOx, г/м3	0.483	0.407	0.360	0.324	0.297	0.275	0.257
Qд, м3/с	85.86	85.96	86.06	86.16	86.26	86.36	86.47
m, г/с	41.44	34.99	30.95	27.96	25.63	23.74	22.18
D = 380 т/ч
CNOx, г/м3	0.536	0.450	0.396	0.355	0.324	0.298	0.277
Qд, м3/с	95.60	95.72	95.84	95.95	96.07	96.19	96.30
m, г/с	51.29	43.08	37.91	34.08	31.09	28.66	26.64
D = 420 т/ч
CNOx, г/м3	0.590	0.493	0.431	0.386	0.350	0.321	0.297
Qд, м3/с	105.35	105.48	105.61	105.75	105.88	106.02	106.15
m, г/с	62.16	51.99	45.56	40.79	37.05	34.02	31.50

Таблица 2.7

Исходные данные для получения ЭЭХ

r	0	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3
D = 210 т/ч
m, г/с	16.54	14.40	13.09	12.15	11.43	10.85	10.38
Z, руб/ч	0	48.48	100.01	155.25	214.84	279.47	349.83
D = 280 т/ч
m, г/с	28.60	24.39	21.79	19.88	18.40	17.20	16.22
Z, руб/ч	0	88.11	183.82	288.66	404.26	532.28	674.46
D = 340 т/ч
m, г/с	41.44	34.99	30.95	27.96	25.63	23.74	22.18
Z, руб/ч	0	139.28	292.76	463.42	654.28	868.49	1109
D = 380 т/ч
m, г/с	51.29	43.08	37.91	34.08	31.09	28.66	26.64
Z, руб/ч	0	184.54	389.67	619.61	878.76	1172	1503
D = 420 т/ч
m, г/с	62.16	51,99	45.56	40.79	37.05	34.02	31.50
Z, руб/ч	0	240.65	510.04	814.15	1159	1551	1997

На рисунке 2.3 представлен график зависимости Z(r, D), построенный по данным табл. 2.7.

Представленное на рис. 2.3 семейство кривых наглядно описывает возможности котла в экологическом плане во всем диапазоне нагрузок и уровней атмосфероохранного воздействия с указанием цены достигаемого уровня выбросов. Но табличного или графического представления зависимости Z(m,D) недостаточно для эффективного использования полученной характеристики в рамках АСУ ТП для определения и автоматического поддержания оптимальных эколого-экономических режимов. Необходимо представление зависимости Z(m,D) в аналитической форме, что дает возможность записать полученную ЭЭХ в память ЭВМ (контроллеров, расчетных станций), получать значение затрат на

Рис. 2.3. Графическое представление исходных данных

для моделирования ЭЭХ

рециркуляцию при любой нагрузке и любом уровне выброса и использовать ее как полноценный инструмент для оптимизации атмосфероохранной деятельности.