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%;
§     b₁ – поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксида азота качества сжигаемого топлива, , где N^р=0,6% (процентное содержание азота в топливе);
§     b₂ – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, b₂=1 (для вихревых); b₂=0,85 (для прямоточных);
§     b₃ – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, при жидком шлакоудалении b₃=1,4, в остальных случаях b₃=1;
§     e₁ – 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

По полученным данным строим график зависимости приземной концентрации вредных веществ (диоксида серы, диоксида азота, золы) от расстояния от источника выбросов при опасной скорости.