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 А^р=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.;

• q₄ – потеря от механической неполноты сгорания, для каменных углей q₄=1%;

• ₁ – поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксида азота качества сжигаемого топлива, , где N^р=0,6% (процентное содержание азота в топливе);

• ₂ – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, ₂=1 (для вихревых); ₂=0,85 (для прямоточных);

• ₃ – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, при жидком шлакоудалении ₃=1,4, в остальных случаях ₃=1;

• 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 Х_м 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.