Экологические показатели работы паровой котельной (тип котла - Е-50-14, количество котлов - 4)

Министерство образования Российской Федерации

Архангельский Государственный Технический Университет

Факультет промышленной энергетики

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетно-графическое задание

по курсу: «Защита окружающей среды

при работе теплоэнергетической системы»

Экологические показатели работы паровой котельной

Выполнил студент

IV курса, 2 группы

Проверил преподаватель

Архангельск 2003

Содержание:

стр.

Исходные данные                                                                                                                         3

1 Основные характеристики котла, топлива, климатологические показатели                          3

2 Расчет расхода топлива на котельную                                                                                        4

3 Расчет и выбор золоуловителя                                                                                                     4

4 Расчет вредных выбросов котельной                                                                                          6

4.1 Определение выбросов твердых частиц                                                                      6

4.2 Выбросы оксидов серы в пересчете на SO₂                                                                 7

4.3 Выбросы оксидов углерода                                                                                           7

4.4 Выбросы оксидов азота                                                                                                 7

5 Определение высоты дымовой трубы по условиям рассеивания                                            8

6 Расстояние от источника до координаты максимума концентрации вредных веществ          10

Список литературы                                                                                                                     11

Исходные данные

Тип котла                                          Е-50-14

Количество котлов                          4

Температура уходящих газов:        170°С

Топливо                                            Ленгерское месторождение (класс Б3)

Место строительства                       г. Павлодар

1 Основные характеристики котла, топлива, климатологические показатели

Состав топлива находим по таблице 2.1 [1].

Класс Б3

- влага на рабочую массу                           W^Р=29,0%

- углерод на рабочую массу                       С^Р=45,0%

- водород на рабочую массу                      Н^Р=2,6%

- азот на рабочую массу                             N^Р=0,4%

- кислород на рабочую массу                    О^Р=9,9%

- зольность на рабочую массу                   А^Р=11,4%

- сера на рабочую массу                             =1,2%,  =0,5%

- приведенная зольность                            А^ПР=2,96%

- объем в продуктах сгорания:

оксидов азота                                   =3,50 м³/кг трехатомных газов                           =0,85 м³/кг водяных паров                                  =0,72 м³/кг

- объем воздуха для сжигания топлива    =4,42 м³/кг (при )

- низшая теплота сгорания топлива          Q=3650 ккал/кг (15,28 МДж/кг).

Основные характеристики котла Е-50-14 находим по таблице 4.27 [1] и сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 Основные характеристики котла Е-50-14 (К-50-14)

Основные климатологические показатели находим по таблице 2 [3]:

- температура жаркого месяца 28°С.

2 Расчет расхода топлива на котельную

Расход топлива на 1 котел, кг/ч:

, где       – паропроизводительность котла, кг/ч;

 - энтальпия питательной воды, кДж/кг, при температуре питательной воды =100°С таблице II-II [2] принимаем          =420,07 кДж/кг;

 – энтальпия перегретого пара, кДж/кг, при температуре перегретого пара =250°С таблице II-II [2] принимаем          =2927,9 кДж/кг;

 - КПД котельного агрегата.

                         кг/ч =2,614 кг/с =2614 г/с.

Расход топлива на котельную:

, где      п – количество котлов в котельной.

 кг/ч =10,456 кг/с =10456 г/с.

3 Расчет и выбор золоуловителя

Коэффициент избытка воздуха перед золоуловителем:

, где       – коэффициент избытка воздуха в топке, по таблице XVII [5] принимаем =1,2;

 -присосы воздуха в топку, по таблице XVI [5] принимаем =0,1;

 - присосы воздуха в котельный пучок, по таблице XVI [5] принимаем =0,05;

 - присосы воздуха в пароперегреватель, по таблице XVI [5] принимаем =0,03;

 - присосы воздуха в водяной экономайзер, по таблице XVI [5] принимаем =0,1;

 - присосы воздуха в воздухоподогреватель, по таблице XVI [5] принимаем =0,06.

.

Коэффициент избытка воздуха в дымовой трубе:

, где       – присосы воздуха в золоуловителе, по таблице XVI [5] принимаем =0,05;

 - присосы воздуха в воздухоподогреватель, по таблице XVI [5] принимаем =0,05.

.

Объем водяных паров перед золоуловителем:

.

 м³/кг.

Объем водяных паров перед дымовой трубой:

.

 м³/кг.

Объем уходящих газов перед золоуловителем:

.

 м³/кг.

Объем уходящих газов перед дымовой трубой:

.

 м³/кг.

Общий объем дымовых газов, на входе в золоуловитель:

, где       – температура уходящих газов °С.

 м³/с=113871 м³/ч.

Объем дымовых газов на входе в дымовую трубу:

,

 м³/с=120621 м³/ч.

Расчет циклонов:

Согласно СНиП II.35-76 «Котельные установки» принимаем к установке батарейные циклоны типа БЦ.

Принимаем диаметр циклонного элемента =254 мм, тогда расход газа, при котором обеспечивается оптимальная работа одного циклонного элемента составит:

где       - оптимальная скорость, м/с, для батарейных циклонов =4,5 м/с.

 м³/с.

Оптимальное число циклонных элементов:

.

 штук.

По таблице 11.9 [1] принимаем батарейный циклон типа БЦ 2´8´9 с числом циклонных элементов п=144, количество секций – 2.

Тогда расхождение по числу циклонных элементов не должно превышать 10%:

.

Условие выполняется.

Действительная скорость в циклонном элементе:

.

 м/с.

Потери давления в батарейном циклоне:

, где       - коэффициент сопротивления циклона, для батарейного циклона принимаем =90;

 - плотность уходящих газов, кг/м³,

,

=1,34 кг/м³ - плотность уходящих газов при 0°С.

 кг/м³.

Па.

4 Расчет вредных выбросов котельной

            4.1 Определение выбросов твердых частиц

, где       - доля золы в уносе, по таблице 8. [1] принимаем =0,95;

 - потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания, %, по таблице 8. [1] принимаем =2%;

 - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителе, согласно СНиП II.35-76 принимаем =0,88.

 г/с.

4.2 Выбросы оксидов серы в пересчете на SO₂

, где       - содержание серы на рабочую массу, %;

 - доля оксидов серы, связываемых летучей золой в газоходах котла, при факельном сжигании топлива для заданного топлива =0,1;

 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц, принимаем для сухого золоуловителя =0.

 г/с.

4.3 Выбросы оксидов углерода

, где       – выход оксидов углерода при сжигании топлива,

,

 – потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, по таблице XVII [5] принимаем = 0,5%;

 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, по таблице XVII [5] принимаем =2%;

 - коэффициент, учитывающий долю потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания, обусловленный содержанием СО в продуктах сгорания, для твердых топлив принимаем =1.

 мг/кг.

 г/с.

            4.4 Выбросы оксидов азота

, где       - коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива, при :

;

 - коэффициент, учитывающий конструкцию горелок, для вихревых горелок =1;

 - коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления, при твердом шлакоудалении принимаем =1;

 - коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов на выход оксидов азота в зависимости от условий подачи их в топку,=0;

 - степень рециркуляции дымовых газов, %, при отсутствии рециркуляции принимаем =0;

 - коэффициент, характеризующий уменьшение выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании при подаче части воздуха помимо основных горелок, принимаем =1;

 - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота на 1 т условного топлива, кг/т, для котлов с паропроизводительностью D=30¸75 т/ч определяется по формуле:

,

 - фактическая паропроизводительность котла, т/ч, принимаем =50 т/ч;

 - номинальная паропроизводительность котла, т/ч.

.

.

 г/с.

5 Определение высоты дымовой трубы по условиям рассеивания