Расчет рассеивания вредных примесей и выбор высоты дымовой трубы
Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере производится при неблагоприятных метеорологических условиях, а именно при опасной скорости ветра. Под опасной скоростью ветра понимают скорость, при которой концентрация вредных примесей на уровне обитания человека достигает максимальных значений.
В современных производственных и отопительных котельных дымовая труба служит не для создания тяги, а для отвода продуктов сгорания на определенную высоту, при которой обеспечивается рассеивание вредных веществ до допустимых санитарными нормами концентраций в зоне нахождения людей (ПДК).
С целью определения минимальной высоты дымовой трубы предварительно определяются выбросы вредных компонентов с уходящими газами.
Определяется выброс твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива), г/с
 ,
| (7.4) |
где B – расход топлива, г/с; Aр – зольность топлива на рабочую массу, %; q4 – потери теплоты из-за механической неполноты сгорания топлива, %; 
– низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; aун – доля золы, уносимой газами из котла; ηзу – степень улавливания золы в золоуловителе.
Степень улавливания золы в золоуловителе определяется по формуле
 ,
| (7.5) |
где Cвх и Cвых – концентрация золы на входе и выходе золоуловителя.
Определяется выброс оксидов серы (по сернистому ангидриду), г/с
 ,
| (7.6) |
где Sр – содержание серы в топливе, %; 
– доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; 
– доля оксидов серы, улавливаемых в мокрых золоуловителях (зависит от расхода и общей щелочности орошающей воды, а также от приведенной сернистости топлива); 
– доля оксидов серы, улавливаемых в установках сероочистки дымовых газов; nо, nк – длительность работы установки сероочистки и котла соответственно, ч/год.
|
|
|
Определяется выброс оксидов азота. Приведенная ниже формула для расчета выбросов оксидов азота эмпирическая и приемлема для паровых котлов паропроизводительностью более 30 т/ч и водогрейных котлов тепловой производительностью более 35 МВт.
Суммарное количество оксидов азота 
, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива, вычисляют по формуле, г/с
 ,
| (7.7) |
где B – расход топлива, г/с; K – коэффициент, характеризующий выход оксидов азота в зависимости от номинальной и фактической производительности котла, кг/т у.т.; β1 – коэффициент, учитывающий влияние на выход оксида азота качества сжигаемого топлива (содержание Nг); β2 – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; β3 – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления; ε1 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов на снижение NOx в зависимости от условий подачи их в топку; ε2 – коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании); r – степень рециркуляции дымовых газов; ηаз – доля оксидов азота, улавливаемых в азотоочистной установке; nаз, nк – длительность работы азотоочистной установки и котла, ч/год.
|
|
|
С учетом трансформации монооксида азота в диоксид в атмосферном воздухе доля NO2 и NO в приземном слое атмосферы составляет, г/с
 ,
| (7.8) |
| (7.9) |
Где 
, 
– молекулярные массы NO и NO2.
При наличии в дымовых газах диоксида серы и диоксида азота необходимо учитывать их совместное воздействие на атмосферу. В этом случае количество вредных примесей определяется по формуле, г/с
 .
| (7.10) |
Высота дымовой трубы определяется из выражения, м
 ,
| (7.11) |
где A – коэффициент, учитывающий условия рассеивания (принимается в зависимости от климатических условий района размещения ТЭС или котельной от 120 до 240); M – суммарное количество вредных примесей, г/с; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания (для газообразных примесей F = 1, для пыли F = 2); m – безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода дымовых газов из устья трубы; cф – фоновая концентрация вредных примесей в атмосфере, мг/м3; N – число дымовых труб одинаковой высоты; ΔT – разность между температурой дымовых газов на выходе из трубы и средней температурой воздуха, К; Vтр – объемный расход дымовых газовчерез трубу при температуре их в выходном сечении, м3/с.
|
|
|
Диаметр устья трубы, м
 ,
| (7.12) |
где w0 – скорость газов в устье, м/с (принимается от 15 до 45 м/с в зависимости от высоты трубы).
Если в дымовых газах имеются вещества, отличающиеся значениями ПДК, высоту трубы принимают по наибольшему значению, определяемому из соотношения (7.11).
Наилучшее рассеивание вредных веществ в атмосфере достигается при отводе всех дымовых газов котельной или ТЭС через одну трубу.
Дымовая труба представляет собой сложное и дорогостоящее сооружение. Ее конструкция зависит от высоты, агрессивности дымовых газов, мощности источника выброса дымовых газов, свойств золы и способа золоулавливания.
При слабоагрессивных и неагрессивных дымовых газах применяются, как правило, необслуживаемые дымовые трубы с коническим газоотводящим стволом и с вентилируемым воздушным зазором или без него. При сжигании сернистых мазутов или углей, образующих агрессивные дымовые газы, целесообразна установка обслуживаемых дымовых труб высотой более 240 м с газоотводящим стволом постоянного сечения из стали или кислотоупорного материала. Трубы с противодавлением в зазоре рекомендуется сооружать высотой 240 м и ниже.
|
|
|
Дымовые трубы с отдельными газоотводящими стволами могут выполняться одноствольными и многоствольными. В железобетонной оболочке многоствольной трубы размещается несколько металлических стволов с наружной теплоизоляцией. Между стволами сооружаются лестницы и площадки обслуживания.
Основное требование, предъявляемое к дымовым трубам, – это их высокая надежность. В течение всего срока эксплуатации (30 – 50 лет) труба должна обеспечивать работу ТЭС или котельной без проведения ремонтов. Такая надежность достигается при выполнении всех требований расчета, проектирования и строительства труб с учетом теплового, агрессивного и механического воздействия газов и окружающей среды.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 529; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!