Разработка схемы ГРУ и разводки газа по котлам при работе котельной на газообразном топливе, страница 7

С_СО= Э_СОЩ_ОВ β (σ₁ + σ) _,                    

где :Э_СО=22 мг/мг-экв – эквивалентная масса СО₂;

 s₁ = 0,4 – доля разложения NaHCO₃ в котле (остальное разлагается ещё в деаэраторе);

s = 0,7– доля разложения  Na₂CO₃  в котле.

С_СО= Э_СОЩ_ОВ β (σ₁ + σ) =22•3,8•0,367(0,4+0,7)=33,1 мг/дм³

         Расчет ограничивается выбором размеров и числа фильтров для духступенчатой схемы Na-катионирования.

Требуемая площадь фильтрования:

, м²

где: – максимальнодопустимая скорость фильтрования (при останове одного из фильтров на регенерацию), м/ч.

Для фильтров 1-й ступени  м/ч, для фильтров 2-й ступени  м/ч.

Отсюда считается  диаметр фильтра  d = (4F/p)^0,5, м

По найденному диаметру по каталогу подбирается фильтр со стандартным диаметром.

Число фильтров определяется по формуле:

n=F/f+1, где:  f – площадь стандартного фильтра, м²;

f=πd² _ст/4 м².

1)  Требуемая площадь фильтрования для фильтров первой ступени:

=6,926/25=0,277 м²;

d = (4F/p)^0,5=(4•0,277/3,14)^0,5=0,594 м;

Принимаем фильтр ФИПа | -0,7-0,6Na с диаметром 700мм.

f=πd² _ст/4=3,14•0,7²/4=0,385 м²;

n=F/f+1=0,277/0,385+1=2.

Два фильтра первой ступени.

2)  Требуемая площадь фильтрования для фильтров второй ступени:

=6,926/50=0,139 м²;

d = (4F/p)^0,5=(4•0,139/3,14)^0,5=0,420 м;

Принимаем фильтр ФИПа || -0,7-0,6Na с диаметром 700мм.

f=πd² _ст/4=3,14•0,7²/4=0,385 м²;

n=F/f+1=0,139/0,385+1=2.

Два фильтра второй ступени.

5. Аэродинамический расчет котельной установки. Выбор тягодутьевого оборудования.

1.Расчет высоты дымовой трубы из учета рассеяния выбросов вредностей.

1)Определим массу выбрасываемого оксида углерода:

М_со=Вq₃RQ_н^р ,г/с , где: М_со – масса выбрасываемого оксида углерода, г/с;

                                        В – суммарный со всех работающих котлов расход топлива, м³/с;             q₃ ,%– потери от химической неполноты сгорания топлива, принимаются равными 0,5%;

R – коэффициент, зависящий от вида сжигаемого топлива, для газа принимается равным 0,5;

 Q_н^р – низшая теплота сгорания топлива, МДж/м³.

 В =4•291м³/ч=0,3232м³/с%;

Q_н^р =35,6, МДж/м³;

М_со=Вq₃RQ_н^р=0,3232•0,5•0,5•35,6=2,88 г/с.

2)Определим массу диоксида азота:

М_NO2=C_NO2BV_г ,г/с , где: М_NO2 - масса выбрасываемого диоксида азота, г/с;

                                         C_NO2 – концентрация NO₂ в продуктах сгорания, г/м³, принимается равным 0,2 г/м³;

                                         V_г -  действительный объем продуктов сгорания топлива от одного работающего котла, м³/м³, вычисляется по формуле:

  V_г= V⁰_г+1,0161(α-1) V⁰ м³/м³, где: V⁰_г – теоретический объем продуктов сгорания топлива, м³/м³;                   α – коэффициент избытка воздуха, принимается равным 1,4;                  V⁰-  теоретически необходимый объем воздуха, подаваемый на горение, м³/м³.

V⁰_г=10,9 м³/м³ , V⁰ = 9,75 м³/м³,

V_г= V⁰_г+1,0161(α-1) V⁰ = 10,9+1,0161(1,4-1)9,75=14,863 м³/м³.

М_NO2=C_NO2BV_г=0,2•0,3232•14,863=0,961 г/с.

3)Высота дымовой трубы вычисляется по формуле:

H=,

где:  – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, принимается равным 160;

        - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовой смеси из устья трубы. Вычисляются по формулам:

 ,  ,

  - скорость дымовых газов в оголовке трубы в первом приближении, м/с, принимается равной 6-20 м/с, для уточнения скорость рассчитывается по формуле:w =4 V_г∙B∙(273 + t_ог) / (π∙² 273) ,м/с; 

  – выходной диаметр выходной трубы в первой приближении, м;                 Н – высота дымовой трубы в первом приближении, м;                                 

  - температурный перепад, определяется по формуле, ⁰С:

=t_ог- ,⁰С  ,

t_ог – температура уходящих газов в оголовке трубы ,⁰С;

  - температура наружного воздуха в летний период,⁰С , по справочнику принимается равной 16⁰С;

t_ог=t_ух-∆t₁, ∆t₁ – табличный перепад температур, зависящий от типа дымовой трубы, для кирпичной трубы принимается равным 5⁰С.

        - коэффициент, зависящий от приведенной скорости, вычисляющейся по формуле:

.

        – расход продуктов сгорания через дымовую трубу, м³/с, определяется по формуле:

, м³/с.

      , - коэффициенты, учитывающие скорость оседания вредных веществ в воздухе, для газов принимаются равными 1.

       - значение предельно допустимой концентрации NO₂, равное 0,085 мг/м³;

        - значение предельно допустимой концентрации СО, равное 1 мг/м³.

4)После расчета высоты дымовой трубы выходной диаметр и скорость в оголовке трубы уточняются.

В первом приближении принимаем скорость, равную 15м/с.

t_ог=t_ух-∆t₁=164-5=159 ⁰С,

=t_ог- =,159-16=143⁰С .

Тогда диаметр трубы в первом приближении будет равным:

 =(4 V_г∙B∙(273 + t_ог) / (π w 273))^1/2=

=(4•0,3232•14,863(273+143)/((3,14•15•273))^1/2=0,788 м.

Примем стандартную кирпичную трубу диаметром 1,2 м, высотой 30м.

Скорость дымовых газов во втором приближении будет равна:

w =4 V_г∙B∙(273 + t_ог) / (π∙² 273)=4•14,863•0,3232(273+143)/((3,14•1,2²•273))=

=6,72 м.

 ==0,421;

==1,01;

=0,3232•14,863(159+273)/273=7,601 м³/с;

=0,65(7,601•143/30)^1/3=2,15;

>2, следовательно =1;

H===15 м.

Принимаем стандартную трубу высотой 20 м, диаметром 1,2 м, скорость дымовых газов в оголовке трубы 6,72 м/с.

5)Кирпичные трубы проверяются на фильтрацию дымовых газов.

Залог отсутствия избыточного давления в оголовке дымовой трубы выражается следующим соотношением:

   <1  , где: λ – коэффициент сопротивления трению, принимается равным 0,04;              i – уклон внутренней поверхности трубы, принимается равным 0,02;             g– ускорение свободного падения , м/с²;

                                     – плотность воздуха при температуре t_хв ,кг/м³ , вычисляется по формуле:

=1,293•273/(273+ t_хв)=1,293•273/(273+20)=1,204 кг/м³;