Федеральное агентство по образованию РФ
Брянский Государственный Технический Университет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
Расчетно-графическая работа №2
Расчет пылеуловительной установки
Вариант 17
Студент группы 05-ПТЭ
Тимошенко О.С.
Преподаватель, к.т.н.,доц.
Лагерева Э.А.
Брянск 2009
Задание
: Рассчитать высоту дымовой трубы для ТЭЦ
Исходные данные
:
- ТЭЦ расположена в районе города Хабаровска;
- номинальная мощность ТЭЦ N
э
=30 МВт;
- ТЭЦ работает на угле Ургальского месторождения;
- максимальная выработка теплоты на ТЭЦ ;
- частные КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии и теплоты: ;
- средний коэффициент улавливания электрофильтров
- местность в районе ТЭЦ – равнинная;
- показатель А=200;
- средняя температура наиболее жаркого месяца
- температура газов на выходе из дымовой трубы .
Расчет:
1. Определяем расход условного топлива на ТЭЦ:
2. По справочнику для угля Ургальского месторождения определяем:
- теплота сгорания на рабочую массу топлива
- зольность Ар
=29,6%;
- содержание серы
- удельный объем продуктов сгорания без избытка воздуха:
3. Определяем расход натурального топлива на ТЭЦ:
4. Рассчитываем выход летучей золы:
5. Рассчитываем количество сжигаемой серы:
6. Определяем выход диоксида серы:
7. Рассчитываем выход диоксида азота:
- к
– коэффициент, характеризующий выход оксида азота, к
=3,5 кг/т усл. топл.;
- q
4
–
потеря от механической неполноты сгорания, для каменных углей q
4
=1%;
- b
1
– поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксида азота качества сжигаемого топлива, , где N
р
=0,6% (процентное содержание азота в топливе);
- b
2
– коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, b
2
=1 (для вихревых); b
2
=0,85 (для прямоточных);
- b
3
– коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, при жидком шлакоудалении b
3
=1,4
, в остальных случаях b
3
=1;
- e
1
– коэффициент, учитывающий рециркуляцию дымовых газов;
- r
– степень рециркуляции дымовых газов, принимаем r
=0;
8. Определяем ПДК вредных веществ:
9. Рассчитываем безразмерные комплексы :
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:
-F=2 для золы;
-F=1 для оксида серы и азота;
Дальнейший расчет высоты дымовой трубы производится по выбросу вредного вещества, для которого значение комплекса имеет наибольшее значение, т.е. диоксид серы.
10. Определяем полный объем продуктов сгорания:
где - коэффициент избытка воздуха, принимаем равным 1,5.
11. Определяем скорость газов на выходе из трубы:
, где D
– принимаем равным 4,2 м (по стандартному ряду диаметров дымовых труб на ТЭЦ)
12. Определяем среднюю температурную разность между газами и атмосферным воздухом:
13. Высоту дымовой трубы определяем по формуле:
, где
m
и n
- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника.
,
,
V
м
–
вспомогательная скорость, определяемая по формуле:
,
если то
n
=1
;
если
если .
Дальнейший расчет проводим табличным способом.
| Н, м | H, м | m | f | Vм | n |
| 40 | 65,43708 | 0,711092 | 3,951179 | 5,373173 | 1 |
| 50 | 68,26378 | 0,773854 | 2,528754 | 4,988012 | 1 |
| 60 | 70,4663 | 0,824596 | 1,756079 | 4,693899 | 1 |
| 70 | 72,24539 | 0,866759 | 1,290181 | 4,458801 | 1 |
| 72 | 72,56186 | 0,874369 | 1,2195 | 4,417128 | 1 |
| 80 | 73,721 | 0,902528 | 0,987795 | 4,26469 | 1 |
По полученным данным строим график. На этом же графике строим биссектрису координатного угла.
По графику определяем высоту дымовой трубы: Н=72,5 м. Я округляю значения Н=73м.
Для этой высоты пересчитываем значение коэффициентов: f
=1,18;
m
=0,878;
n
=1.
14. Проверяем правильность решения, определяем максимальную концентрацию золы, диоксида серы и азота в воздухе при высоте дымовой трубы 73 м:
,
,
ПДК для каждого вредного вещества обеспечена, следовательно высота дымовой трубы выбрана правильно.
15. Вычисляем опасную скорость ветра, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ:
V
м
–
рассчитывается по приведенной выше формуле, в которую подставляется выбранная высота дымовой трубы.
V
м
=4,39
следовательно .
16. Вычисляем безразмерный коэффициент d
:
В данном случае:
17. Определяем расстояние Хм
от источника выбросов, на котором приземная концентрация вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения:
18. Рассчитываем приземную концентрацию вредных веществ в атмосфере по основанию факела выбросов на различных расстояниях Х
от источника выбросов при опасной скорости:
Данные расчета представлены в таблицах:
| x | X/Xm | cSO2 | cNO2 | S1 |
| 100 | 0,031163 | 0,009575 | 5,40*10^-7 | 0,005587 |
| 200 | 0,062326 | 0,035489 | 5,00*10^-6 | 0,021415 |
| 500 | 0,155814 | 0,166098 | 7,00*10^-6 | 0,117174 |
| 800 | 0,249303 | 0,204064 | 9,00*10^-6 | 0,260542 |
| 1000 | 0,311628 | 0,243 | 1,10*10^-5 | 0,368862 |
| 1500 | 0,467442 | 0,314 | 1,27*10^-5 | 0,637146 |
| 2000 | 0,623256 | 0,396 | 1,40*10^-5 | 0,846544 |
| 3208 | 0,999703 | 0,4961146 | 1,60305*10^-5 | 1 |
| 3500 | 1,090699 | 0,321492 | 1,37195*10^-5 | 0,978651 |
| 5000 | 1,558141 | 0,202515 | 8*10^-5 | 0,858914 |
| 10000 | 3,116282 | 0,106427 | 2*10^-6 | 0,499457 |
| X | C З | X/Xm | S1 |
| 100 | 0,01010005 | 0,04155 | 0,009794 |
| 200 | 0,02000004 | 0,083101 | 0,036987 |
| 500 | 0,0290003 | 0,207752 | 0,19282 |
| 800 | 0,0380002 | 0,332403 | 0,405754 |
| 1000 | 0,0429999 | 0,415504 | 0,551407 |
| 1500 | 0,0540000 | 0,623256 | 0,846544 |
| 2000 | 0,0950001 | 0,831009 | 0,983142 |
| 2406 | 0,10345112 | 0,999703 | 1 |
| 2500 | 0,10000000 | 1,038761 | 0,990991 |
| 5000 | 0,04537985 | 2,077521 | 0,723852 |
| 10000 | 0,01161916 | 4,155043 | 0,348296 |
По полученным данным строим график зависимости приземной концентрации вредных веществ (диоксида серы, диоксида азота, золы) от расстояния от источника выбросов при опасной скорости.