3. Выполнение расчетов

Из [1] и [2] в соответствии с заданными условиями необходимо выбрать марку топлива, его элементный состав, техническую характеристику источника потребления топлива и его марку.

Располагая физико-химической характеристикой топлива, определяем следующие величины:

Высшую и низшую теплоты сгорания, кДж/кг

;

;

=25,9 МДж

где - содержание компонентов в топливе, %.

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

объемный расход, м³/кг

;

массовый расход, кг/кг

Полный объем продуктов сгорания, м³/кг

где - объем сухих трехатомных газов;

- объем азота;

- объем сухих газов;

- теоретический объем водяных паров;

-избыток воздуха, не использованный при горении топлива при известном

Теоретический объем продуктов сгорания, м³/кг

Действительный объем продуктов сгорания, м³/кг

Действительный объем водяных паров, м³/кг

Полный объем сухих газов, м³/кг

Содержание СО₂ в сухих газах, %

Содержание SО₂ в сухих газах, %

В случае отсутствия в дымовых газах продуктов неполного сгорания топлива ( при ), то:

- количество избыточного кислорода

, м³/кг;

, м³/кг; %;

- количество избыточного азота

, м³/кг;

, м³/кг; %;

- количество 3-х атомных газов

%

Топливная характеристика

Коэффициент избытка воздуха для данной марки топлива

Масса продуктов сгорания на 1 кг топлива, кг/кг

Масса золы, выбрасываемой в атмосферу, с учетом улавливания ее в золоуловителе, г/с

a_ун=0,950,6 - доля твердых частиц, уносимых из топки;

q₄=0,52,0 - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;

- теплотворная способность топлива, мДж/кг;

- степень улавливания твердых частиц в золоулавливателях =0,8-0,99

Масса окислов серы, выбрасываемых в атмосферу, г/с

где =0,10,2 (твердое топливо) - доля окислов серы, улавливаемых летучей золой; = 0,02 - при сжигании мазута;

- доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителе, = 0 в сухих золоуловителях; = 0,0150,03 - в мокрых.

Теоретическая концентрация сернистого ангидрида в уходящих газах при условии окисления всей серы топлива до SO₂

, м³/кг

, м³/кг

Масса окислов азота в пересчете на NO₂, выбрасываемых в атмосферу, г/с

где в₁ = 0,178 + 0,47 * N^г (для энергетических котлов, сжигающих твердое топливо); в₁ =1 при >1,05; в₁ =0,9 при =1,03 1,05 в₁ =0,75 при <1,03

(при сжигании мазута) - коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива; в₂ - коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (в₂ =1 для вихревых; в₂ = 0,85 для прямоточных); в₃ - коэффициент, учитывающий вид шлакования (в₃ = 1,4 при жидком; в₃ = 1 - в остальных случаях); В - полный расход топлива, кг/с;

- коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1т сожженного условного топлива;

Д_ф и Д_н - фактическая и номинальная производительность котла, т/ч; r=0 ч 0,25 - степень рецеркуляции дымовых газов.

Концентрация бенз(о)пирена (С₂₀ Н₁₂ ) при сжигании твердого топлива

; мг/м³

; мг/м³

где - теплота сгорания, МДж/кг;

= 1,25ч1,30 - коэффициент избытка воздуха за пароперегревателем;

- степень улавливания бензопирена в золоуловителях

= 60ч80% - для электрофильтров; = 60ч70% - мокрые золоуловители.

Концентрация бензопирена при сжигании мазута, мг/м³

где - тепловое напряжение объема топки, ;

q_v= 165ч175 при сжигании твердого топлива; q_v= 291 - мазут;

= 1,1 ч 1,15.

Для случая неполного сгорания топлива, когда в дымовых газах из продуктов неполного сгорания содержится только окись углерода, справедливо уравнение, %

,

где - содержание избыточного кислорода.

Примечание: расчеты СО выполнить при значениях = 1,15; = 1,10;

= 1,05; = 1,0; = 0,95

Содержание триоксида серы (SO₃), образующееся в зоне горения топлива, в %

где - объемная доля диоксида серы,

- номинальное тепловое напряжение сечения топки, МВт/м²;

( a_т и b_т - ширина и глубина топки, м).

Масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, г/с

М = М_золы+ М_SO2 + М_NO2

M = 989.9 + 702 + 239 = 1930,

Объем дымовых газов, проходящих через дымовую трубу, м3 /с

,

,

где n - число котлоагрегатов, подсоединенных к одной трубе,

В - расход топлива на котел, кг/с;

= 1,45 ч 1,50 - коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой;

t_д.т = t_р + (15 ч 20)= 184+15=148.8 єС - температура газов перед дымовой трубой;

t_р = 50 + = 50 + - температура точки росы продуктов сгорания, єС;

- - приведенная сернистость топлива;

- приведенная зольность топлива;

Р_б = (97 ч 98)· 10³ - барометрическое давление воздуха в Па.

Проверка высоты дымовой трубы с учетом ПДК, м

,

,

где А = 160 - коэффициент стратификации атмосферы; F = 1,0 - коэффициент, учитывающий скорость сгорания вредных веществ в воздухе ( для газообразных примесей); m = 0,7ч 0,9; K = 1 ч 3 - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья трубы; n - количество котлов; ПДК_SO2= 0,5 мг/м³, ПДК_NO2 = 0,085 мг/м³ - предельно допустимые концентрации для двуокиси серы и двуокиси азота; Z - число дымовых труб; ?t - разность между температурой газов на выходе из дымовой трубы и температурой окружающего воздуха самого жаркого месяца в 14.00.