Тепловой баланс котельного агрегата и определение валовых выбросов (на проектном топливе)

Теоретический объём воздуха для полного сгорания топлива:

V⁰ =0,0889-(С¹' + 0,375 -У)+ 0,265 -Н" -0,0333-0',м³ /кг;      (2.2)

V^о=0,0889(58,6+0,375•0,4)+0,2б5•4,2-0,033•9,7⁼6,01 м^кг. Объём дымовых газов:

^=^+¥^+¥^+(0-1)^^.     (2.3) ^{2    2    2}           кг

Теоретический объём азота:

<. = 0,79 • V⁰ + 0,8 ^- = 0,79 • 6,01 + 0,8 ^- = 4,7631 ^м . (2.4) 100   '            100        кг

Теоретический объём трёхатомных газов:

V⁰    ^йй^⁰'³⁷⁵-⁵¹'  ^й⁵⁸'⁶-^⁰'³⁷⁵-⁰'⁴  ШОЙ^       '       О-.Л

”иг> = 1->"66 ————————— == 1-о66 —————————— = 1,096 — .          (2.5)

^к02           100                100        '   кг    ^/ Теоретический объём водяных паров:

У^о =0,111^' +0,0124. \У' +0,0161-V⁰ =

м³    (^{2 6}) =0,111-4,2+0,0124-12+0,0161-6,01 =0,71—

кг Объём водяных паров при а=1,53 (в уходящих газах):

Vно=VI?о+⁽⁾,⁰¹бI•(а-I)•V^О=0,71+0,ОIб1•(1,53-1)•б,01=0,751^м-.      (2.7) ^{2     2}                                                    кг

Отсюда находим объем дымовых газов при а-1,53

Уг= 1,096+4,7631+0,751+(1,53-1)-6,01=9,7954 м^кг.

Тепловой баланс (2)

Энтальпия дымовых газов на 1кг топлива подсчитывается по формуле:

1=1о.г+(а-1)-1о.в                          (2.8) где   То.г. - энтальпия газов при коэффициэнте избытка а=\ и заданной температуре газов

1аг=У^(С )с.о2+У^(С )^+У^о(С )н,о.ккал/кг.       (2.9) 1о.в. - энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях,

1о.в-У°(С&)в                           (2.10)

Энтальпии 1м³ влажного воздуха (С&)в, углекислого газа(Сд)сч”, азота (С^з, водяных паров (Сд)нзо находим по таблице. Таблица 2.2. Энтальпия действительного объёма дымовых газов

д,°С	^ои ккал/кг	1<).в ккал/кг	1=1”г+(а-1)-1^
			1,2	1,4	1,53
100	218,09	190,23	258,43	296,48	315,5
200	441,77	382,87	523,15	599,72	638,01

Температура и энтальпия уходящих газов: &ух=^:140°С, 1ух=402,58 ккал/кг (при а=-1,4). Температура и энтальпия холодного воздуха: ^х-в^ЗОХ, Тха^^^ккал/кг. Общее уравнение теплового баланса имеет вид:

ор + об.вн + Оф ;= 01 + 02 + Оз + 04 + 05 + Об. ^ал/хг     (2.11)

./

где 0^ располагаемое тепло топлива, ккал/кг;

Ов.ВН ~ т^пло, внесённое в топку воздухом при его подогреве вне котла, Оввн⁼⁼®' Оф - тепло, внесённое в топку паровым дутьём, Оф =0;

0^ - полезно использованное тепло, ккал/кг;

Оз - потеря тепла с уходящими газами, ккал/кг;

03 - потеря тепла от химической неполноты сгорания, ккал/кг,

04 - потеря тепла от механической неполноты сгорания, ккал/кг;

О 5 — потеря тепла от наружного охлаждения, ккал/кг;

Об - потеря с теплом шлака, ккал/кг.

43=0.

где а , а - доли золы топлива в шлаке, провале и уносе;

^шл+пр^ун ~ содержание горючих в шлаке, провале и уносе, %.

|о,1.—'^—-ю^З-—²'²—1.7800.13,2

^,. ^_2⁰⁰^___¹⁰⁰2²^_____. -. 0,47%. ⁴⁴ 5450

п °2 щп ^^Iух-“ухIо.хв.!100-^4)

Я2=.—100=——————.———————,     (2.13)

Ор Ор

^^0^402.58-^.52^100-0,47), ² Ор 5450

Яз=0,3%

Ч, = °^ 100 = ^ашл^ ^^МА^,%       (2.14) ⁶ Ор 5450

где     апиг=1-аун ⁼ 1-0,9==0,1

        04^8^2 ⁴⁶    5450

2^^^:=^2⁺^з+^4+^5+^6 =5,91+0+0,47+0,3+0,03=6,72%. (2.15) КПД котла (брутто);

Лк = 100 - Е Ч ⁼ 100 - 6,72 = 93,28%.          (2.16) Полезно использованное тепло в агрегате:

Ока ^ Оде-Опн - 1 пв^ОпрОиш-^+ТУ^вт) , Ккал/Ч;         (2.17)

где,  Вце - количество перегретого пара, кг/ч; Вцр - расход воды на продувку котла; Вв. - расход вторичного пара 1иц - энтальпия перегретого пара; 1щ, - энтальпия питательной воды; \ющ - энтальпия кипящей воды в барабане, 1"вт, Гвт - энтальпии вторичного пара на входе и выходе котла.

0^=б70125-(824,97-253,96)+6696-(397,91-253,96)+593589-(852,2-742,04)=

=448,995-10⁶ ккал/ч (1880,66-Ю⁶ кДж/ч). Расход топлива, подаваемого в топку:

^0..^0,448.99^0^00,^16кг/ч=24532г/с.   (2.18) ОрЛ. 5450.93,28

Годовой расход топлива при работе 6 блоков и числе часов установленной мощности в год Пч =б000ч.

Вгод-В-б-бО^В^Згб-б-бОО^З^ЗР&г/год (2.19)

Максимальные выбросы одного энергоблока (3)

Объем сухих дымовых газов

^=^+(0-1)^-^20;  (2.20)

У^У^+У^+^нао-! ,096+4,763 1+0,71=6,569^/^;  (2.21)

Усг-б^^цз-^-б.ог-о^г^^м^кг

Суммарное количество твердых частиц (летучей золы и несгоревшего топлива)

дР

^^тп г ^О-^г/с; (2.21) ши-1 ун где Пз ~ ^ЩД золоулавливания, %,

Гун - содержание горючих в уносе, %;

<Хуа - доля золы уносимой газами из котла.

М =24532—¹³'²—0,9(1-0,986) =41,7г/с. 100-2,2 ' ^\ ' ^;

Количество летучей золы:

Мз = 0,01 • В • аудАР(1 - т^), г/с,    (2.22)

Мз=0,01-24532-0,9-13,2-(1-0,98б)=40,8г/с. Определение максимального количества 50г, выбрасываемого в атмосферу:

Мао, =0,028Р•В.(1-Л8о^1-л^”5о^1-480^1 г/с;      (2.23) где Л80” ^- КПД очистки газов от серы, %;

т]§о - доля летучей серы, связываемая летучей золой в котле, %;

т^О, ~ лоля 802, улавливаемая в мокром золоуловителе попутно с золой в зависимости от ^, %.

М^ = 0,02 • 24532 • 0,4 • (1 - 0,1)(1 - 0)(1 - О) = 176,63г/с.

Количество выбросов СО согласно проводимым на станции инструментальным замерам конентрации СО в дымовых газах не превышают 37 мг/м³. Что с большим запасом отвечает требованиям тома ПДВ

Количество выбросов оксидов азота (4)

М^=В.С№^,г/с;  (2.24)

где   К^=К^+К^\мг/м³;       (2.25)

V и ^^^{зд =} ——————'-^Аг————,мг/м³; - это уравнение справедливо в диапазоне

У^АГ

коэффициэнта избытка воздуха 1,05<(х"аг<1,4 и до температуры Т"аг = 2050 К. При Т"аг<1800 К величиной К'^озд^^о2 -можно пренебречь.

К^ =0,7.^ -Р^ -р„, -р, -ру -рсм,г/мДж, где   Т^т - содержание азота в топливе

N^р     19        г

Н=10——=10-—"——=0,832——; (2.26)

0^е     22,8355       МДж (Заг -- влияние коэффициента избытка воздуха в прямоточной горелке

Р^ = (0,53а, + 0,12)² = (0,53 • 0,925 + 0,12)² = 0,372;   (2.27)

Ра1 - влияние доли первичного воздуха в горелке р^ = 1,73а1 + 0,48 = 1,73 • 0,238 + 0,48 = 0,892; (2.28)

Рг - влияние рециркуляции дымовых газов в первичный воздух р^ = 1 - 0,016^ = 1 - 0,016^0 = 1;     (2.29)

ру - влияние максимальной температуры на участке образования топливных оксидов азота;

Р, = 0,11^-1100 = 0,11^1700-1100 = 0,93; (2.30)

Рем - влияние смесеобразования в корне факела прямоточных горелок

Р” =0,98^-0,47=0,98.2-0,47=1,49.                   (2.40)

"1

К^ = 0,7.0832 • 0,372 - 0,892 • 1 • 0,93 -1,49 = 0,3, г / мДж. М^ = 24,532 • 22,8355 • 0,3 =168,06 г/с.

Определение удельных выбр^ммм^, концентраций и “иловых выбросов по ТЭЦ в целом

Твердые частицы и зола.(З)

М ,=^{^1та}-=——⁴^⁷——^ОДВЗ-^^З^;      (2.41) "³ ВУ, 24,532.9,044      м³     м³

М^-^——^—— 0,1844 =184^;      (2.42) ВУ„  24,532-9,044       м³      м³

М^^, = М^ • 6 • 6000 • 3600 = 41,7 - 6 • 6000 • 3600 = 5404,32т / год=900,72т/год (1 бл) (2.43)

М з.эд = М з • 6 • 6000 • 3600 = 40,8 • 6 • 6000 • 3600 = 5287,68т / год -881,28т/год (1 бл) (2.44) Оксиды серы (З)

М„„     17663           1

Мзо э ⁼ -^ = —————— - 796,1 мг/м³ (2.45)

²   ВУрг  24,532-9,044

М8о2Iод⁼М8о2•6-6000•3600=22891 т/год=3815,17т/год(1 бл)     (2.46) Оксиды азота (4)

М„_   168,06   ^57мг/м³  (2.47) ^ж23  ВУ„  24,532.9,044

Мнсатод=М^о2-6-6000-3600-=21780,576т/год=3630т/год(1бл)     (2.46) 2.1.3. Тепловой баланс котельного агрегата и определение валовых выбросов

(на заданном топливе) Расчётные характеристики топлива

0"р=4700 ккал/кг =19,693 мДж/кг; ^=14%; АМб^о; С^р=54%; Н^р=4,0%;

^Р'=1,9%; О^р=9,5%; У^.б^о. Состав топлива:

^ +ДР +С^Р +НР +N^Р +ОР +5Р = 100%,   (2.1)

14+16+54+4,0+1,9+9,5+0,6=100%. Объёмы вочдуха и продуктов сгорания (2) Теоретический объём воздуха для полного сгорания топлива:

V^е = 0,0889- (С" + 0,375 - 5") + 0,265. Н" - 0,0333.0¹¹, м³ / кг;      (2.2)

V^О=0,0889(54+0,375•0,6>Ю,265•4-0,033-9,5=5,56м^э/кг. Объём дымовых газов:

V? = ^ + < + <о + (а-1). ^ ^мэ .                       (2.3) кг

Теоретический объём азота:

•\тр                    1 о       м³

V⁰ = 0,79 • V⁰ + 0,8 —— = 0,79 • 5,56 + 0,8 -'- = 4,4 — .       (2.4) ^N2                100                 100      кг

Теоретический объём трёхатомных газов:

V, ^1,866^°^^ ^бб⁵⁴^³⁷⁵-⁰-⁶ =1,01^. (2.5) ^Ros   '        100                100           кг

Теоретический объём водяных паров:

V^o ⁼ 0.111 • И" + 0.0124 • W^p + 0,0161 • V⁰ =

        (2.6)

= 0,111 • 4,0 + 0,0124 • 14 + 0,0161 • 5,56 = 0,71 — кг

Объём водяных паров при а—1,53 (в уходящих wax):

V„o =V^o + 0,0161-(а-l)-V° =0,71+0,0161 •(1,53-1). 5,56 =0,757"-.         (2.7)

^{2      2}                                                        кг

Отсюда находим объем дымовых газов при а=1,53

Vг⁼l,01+4,4+0,757+(l,53-l>5,56⁼=9,l 138 м^кг.

Тепловой, баланс (2)

Энтальпия дымовых газов на 1кг топлива подсчитывается по формуле:

1=1^+(а-1)-1е.в          ,  (2.8) где   1о.г. - энтальпия газов при коэффициэнте избытка а=1 и заданной температуре газов

lar-V^C )^+V^(C )^+<о(С )^,кк&л/кг.       (2.9) io.b. - энтальпия теоретически необходимого воздуха при нормальных условиях,

io.b-v^c^b (2.10)

Энтальпии 1м³ влажного воздуха (Сд)в, углекислого газа(С&)со2, азота (С&)м2, водяных паров (С9)н20 находим по таблице. Таблица 2.3 Энтальпия действительного объёма дымовых газов

д,°С	^г ккад/кг	^.в ккал/кг	I=Ie.r+(a-l)-Io.B
			1,2	1,4	1,53
100	202,966	175,696	240,8844	276,0236	298,86
200	411,111	353,616	481,6518	558,375	604,34

Температура и энтальпия уходящих газов: &ух=140°С, Гух=-421,052 ккал