- •4. Выбор вспомогательного оборудования котельного и турбинного цехов
- •4.1 Выбор питательных насосов
- •4.2 Выбор деаэраторов питательной воды
- •4.3 Выбор циркуляционных насосов
- •4.4. Выбор сетевых насосов
- •4.5. Выбор дренажных насосов сетевых подогревателей
- •4.6 Выбор конденсатных насосов
- •4.7 Выбор дренажных насосов пнд
- •4.8 Выбор редукционно-охладительной установки
- •4.9 Газовое хозяйство тэц
- •4.10 Выбор воздуходувных машин
- •4.11. Расчет дымовой трубы
- •4.12 Выбор системы водоснабжения
- •4.13.Выбор градирен
4.11. Расчет дымовой трубы
Расчет дымовой трубы заключается в правильном выборе ее конструкции и подсчете высоты, обеспечивающей допустимую концентрацию вредных веществ в атмосфере.
Рассчитаем минимальную высоту дымовой трубы.
Диаметр устья дымовой трубы D0, м, определяется по формуле:
, /12/ (72)
где N – предполагаемое число дымовых труб (принимаем N = 1);
w0 – скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с
(принимаем w0 = 22 м/с /8/);
V – объемный расход дымовых газов, м3/с,
V = VГ*B, (73)
где В – суммарный расход топлива на станцию, кг/с;
VГ – удельный объем дымовых газов, м3/кг,
, (74)
где - удельный объем дымовых газов, соответствующий теоретически необходимому объему воздуха, м3/кг,
, (75)
Объемы продуктов сгорания подсчитываются по формулам:
, (76)
м3/м3;
, (77)
м3/м3;
, (78)
где dГ – влагосодержание топлива (при температуре топлива 20 0С
dГ = 19,4 );
м3/м3;
Тогда действительный объем газов:
м3/м3;/10/
С учетом плотности топлива имеем:
м3/кг.
Суммарный расход топлива всеми котлами:
В = ВР*n, (79)
где ВР – расчетный расход топлива на один котел, кг/с;
n – число котлов.
В = 7,9*4 = 31,6 кг/с.
Тогда объемный расход дымовых газов:
V = 19*31,6 = 600,4 м3/с.
Диаметр устья дымовой трубы:
м.
Высота дымовой трубы Н, м, определяется по формуле :
, (80)
где F – поправочный коэффициент, учитывающий содержание примесей в дымовых газах (для газообразных примесей F = 1);
A – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (для данного региона А= 200);
m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из трубы;
ПДК – предельно допустимая концентрация какого-либо элемента в атмосфере, мг/м3;/4/
CФ – фоновая концентрация вредных веществ, обусловленная внешними источниками загазованности, мг/м3;/14/
М – массовый выброс вредных веществ в атмосферу, г/с;
- разность температур уходящих газов и атмосферного воздуха, 0С.
Разность температур определяется формулой:
, (81)
Т – температура воздуха самого жаркого месяца в 13 часов дня
(Т=30 0С );/13/
=150-30 = 1200С.
Фоновая концентрация СФ зависит от промышленной развитости района сооружения станции. Поскольку город Тобольск является крупным промышленным центром, то фоновая концентрация велика: СФ = 0,01 мг/м3./14/
Поскольку в топливе отсутствует сероводород, будем вести расчет только по выбросам диоксида азота NO2. ПДК по содержанию в воздухе этого элемента составляет 0,2 мг/м3.
Массовый выброс диоксида азота определяется пол формуле:
, (82)
где q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива (при сжигании газообразного топлива q4 = 0 %);
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (для газообразного топлива, при отсутствии содержания в нем N, =0,9 );
- коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок =1);
- коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления (= 1);
- коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку (=0);
r – степень рециркуляции дымовых газов (r = 0 %);
- коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (=1).
К – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т;
, /12/ (83)
где D – паропроизводительность котла, т/ч;
кг/т.
Итак массовый выброс оксида азота:
МNO2 = 0,034*7,67*0,9*31,96*34,32 = 254,54 г/с.
Для того, чтобы определить коэффициенты m и n, необходимо знать высоту трубы. Поэтому расчет ведется методом последовательных приближений.
Задаемся высотой трубы H = 120 м.
Коэффициент m определяем по формуле:
, (84)
где f – безразмерный параметр, определяемый по формуле:
, (85)
;
.
Коэффициент n зависит от параметра VМ, который определяется по формуле:
VM = , (86)
VM = = 15,9;
Поскольку VM>2, то n = 1.
Итак определяем высоту дымовой трубы по формуле 80:
м.
Принимаем ближайшее к полученному значение высоты дымовой трубы из стандартного ряда Н = 90 метров, что совпадает с ранее принятым значением. Выбираем железобетонную конструкцию дымовой трубы с естественно-вентилируемым зазором.
Определим максимально возможную приземную концентрацию диоксида азота по формуле :
, (87)
где КР – безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (для ровной местности КР = 1 );
мг/м3.
Проверим соблюдения условий экологической безопасности по концентрации вредных веществ в атмосфере. Проверить можно с помощью двух формул:
СМ + СФ <= ПДК, (88)
0,137+0,01 = 0,147;
0,147<0,2, условие соблюдается;
, (89)
;
0,74<1, условие соблюдается.
Таким образом, сооружение дымовой трубы высотой 90 метров позволит обеспечить содержание диоксида азота в рамках ПДК.
Расстояние от дымовой трубы, на котором достигается это значение максимальной приземной концентрации определим по формуле:
, (90)
где d – безразмерный коэффициент, определяемый по формуле:
, (91)
.
Тогда
м.