«МЕТОДИ РОЗРАХУНКІВ ВИКИДІВ ТА СКИДІВ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН»




Оглавление:
1.Объем и задание по выполнению расчетов

2. Исходные данные для расчета

3. Выполнение расчетов

4. Очистка дымовых газов от окислов серы известняком

5. Очистка дымовых газов от золы

6. Расчет нефтеловушки

7.Список литературы

1.                Объем и задание по выполнению расчетов

В объем работы входят:

-                     расчет массы продуктов сгорания: частиц золы и недотопа;

-                     расчет окислов серы, азота и бензопропилена, выбрасываемых с продуктами сгорания;

-                     расчет окиси углерода, триоксида серы и пентаоксида ванадия (V₂ O₅)

-                     расчет высоты дымовой трубы с учетом ПДК;

-                     расчет и выбор батарейного циклона;

-                     расчет и выбор электрофильтра;

-                     расчет количества замазученных вод;

-                     расчет и выбор нефтеловушки и флотатора;

-                     расчет количества коммунальных сточных вод;

-                     расчет отстойника и аэротенка.

2.                Исходные данные для расчета

- марка топлива;

-                     элементный состав топлива;

-                     источник потребления топлива;

-                     единичная мощность источника;

-                     количество источников;

-                     расчетное число жителей поселка.

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 β₁ = 0,178 + 0,47 • N^г (для энергетических котлов, сжигающих твердое топливо); β₁ =1 при >1,05; β₁ =0,9 при =1,03  1,05 β₁ =0,75 при <1,03

(при сжигании мазута) – коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива; β₂ – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (β₂ =1 для вихревых; β₂ = 0,85 для прямоточных); β₃ - коэффициент, учитывающий вид шлакования (β₃ = 1,4 при жидком; β₃ = 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.

6                   Расчет нефтеловушки

В схемах очистки нефтесодержащих стоков основными сооружениями являются нефтеловушки, в которых улавливаются до 85 ч 90% нефти, используемую затем в качестве топлива.

Нефтеловушки рассчитывают, исходя из объема сточных вод и 2-х часового пребывания воды в ней. Расчет сводится к определению геометрических размеров нефтеловушки, эффективности ее работы и уточнения остаточной концентрации частиц нефтепродуктов в сточных водах после нефтеловушки.

Определяют предельный размер частицы нефтепродукта, которая всплывает при ламинарном режиме движения среды, м
,

,

где  - кинематическая вязкость воды;

 - плотность нефтепродуктов;  - плотность воды; g – ускорение свободного падения, м/с².

Скорость всплывания частицы нефтепродукта, м/с
,
,

Расход воды, проходящей через отстойную зону нефтеловушки, состоит из расхода пара, затраченного на разогрев мазута в цистернах и расхода мазута, оставшегося после его слива из цистерн. Зная единичную мощность блока [N в МВт], их количество (n) и приняв удельный расход мазута b_м = 328 г/кВт·ч, определяют расход топлива на ТЭС, т/ч
,
,

Расход пара на разогрев мазута в цистернах, т/ч
G_п =0,15· В_м .
G_п =0,15· 820=123

Количество цистерн мазута, поступивших на ТЭС, шт/ч


,
шт ,

где V_ц = 60 т V_ц = 90 т – емкость цистерн.

Принимая поверхность цистерн F₆₀ = 93,0 м² или F₉₀ = 142,0 м² и среднюю толщину пленки мазута на внутренней поверхности цистерны после слива

 = 3,0 мм, определяют расход мазута, поступившего в сточные воды, т/ч



Расход сточных вод, проходящих через отстойную зону нефтеловушки, м³/с

Q_b =  ,
Q_b =  ,

где  = 0,982 т / м³ - плотность нефтесодержащих стоков.

Исходя из 2-х часового пребывания воды в нефтеловушке ( τ = 7 200 с) и скорости воды в отстойной зоне V_в = 2 ч 4 мм/с, глубина нефтеловушки (Н) определяется из соотношения, м
 , a= 0.38*10^-3

=0.003/0.00367=0.81;
7200= ; Н=7200*0,38*10^-3*0,81=2,21(м)
где а =  - коэффициент, учитывающий турбулентность потока, определяемый из соотношения горизонтальной () и вертикальной () скоростей

	2,3	1,3	1,02	0,576	0,383	0,205
a

Ширина нефтеловушки, м
В =
В =

Длина нефтеловушки, м
L =
L =

Начальная концентрация частиц мазута в сточной воде


С_о =  мг/мг
С_о =  мг/мг

Остаточная концентрация частиц мазута в сточной воде после прохождения нефтеловушки, мг/мг



Эффективность работы нефтеловушки



где К – экспериментальный коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды на практике (при ламинарном режиме К=1)

ПДК нефтепродуктов в сточных водах допускается 0,05 мг/л. В случае, когда остаточная концентрация частиц мазута С > 0,05 мг/л, необходимо дополнительно оборудовать систему очистки флотационными установками или механическими фильтрами.

Список литературы

1.                 Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). - М.: Энергия, 1973. – 296 с.

2.                 Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 625 с.

3.                 Рихтер Л.А. и др. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 625 с.

4.                 Яковлев С.В., Ласков Ю.М. Канализация (водоотведение и очистка сточных вод).- М.: Стройиздат, 1987.- 319 с.