Котлы-утилизаторы в сажевом производстве
Определение расходов горючих газов и воздуха
Теплота сгорания смеси газообразных топлив
Определение теоретической температуры продуктов сгорания
Коэффициент использования теплоты
Виды эксергии, используемые при анализе эффективности котла-утилизатора
Эксергетический баланс котла-утилизатора
Эксергетический КПД котла-утилизатора
Расчет экономии топлива
Навигация
Эксергетический КПД котла-утилизатора
Термодинамический анализ эффективности агрегатов энерготехнологических систем
39638
знаков
6
таблиц
0
изображений
7.3 Эксергетический КПД котла-утилизатора
Эксергетический КПД 
характеризует долю полезно использованной эксергии
, (7.27)
где 
, 
– соответственно затраченная и использованная эксергии;
– транзитная эксергия, то есть эксергия, которая проходит от входа в установку до выхода из нее, не участвуя в процессах преобразования энергии. Для котла-утилизатора в данном случае к транзитной эксергии относятся эксергии потоков питательной воды 
и воздуха 
, а также физическая эксергия потока отходящих газов сажевого производства.
В случае, когда отсутствует “вторичная” утилизация, т. е. не используются потенциалы работоспособности продуктов сгорания, уходящих из котла, 
, теплоты наружного охлаждения 
и теплоты сгорания продуктов неполного окисления 
, последние могут рассматриваться как потери эксергии. Тогда формула (7.27) преобразуется к виду
. (7.28)
8. РАСЧЕТ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Продукты сгорания удаляются из котла в атмосферу через дымовую трубу. Необходимая высота дымовой трубы при естественной тяге должна обеспечивать решение двух задач – достижение определенной скорости движения продуктов сгорания по газоходам котла, от которой зависит эффективность теплообмена в элементах котла, и вынос продуктов сгорания в более высокие слои атмосферы.
В современных промышленных котельных установках с помощью трубы решается, как правило лишь вторая задача, поскольку для получения требуемых скоростей потоков в газовых и воздушных трактах могут использоваться дутьевые вентиляторы и дымососы. Выбор последних осуществляется на основе результатов аэродинамического расчета котельной установки, который в данной работе не рассматривается.
При эвакуации продуктов сгорания из высотных дымовых труб их концентрация может быть снижена до нормативных значений за счет турбулентного перемешивания с большими объемами окружающего воздуха.
Особую опасность представляют вредные (токсичные) примеси. Для газообразного топлива при полном сгорании основными токсичными составляющими являются оксиды серы SО2, SО3 и оксиды азота NО, NО2. Около 99% оксидов серы составляет SО2 и в расчетах выбросов условно принимается, что вся сера переходит в SО2.
Оксиды азота образуются в зоне высоких температур (в ядре факела пламени) в предтопке в результате окисления азота, входящего в состав как смеси горючих газов, так и подаваемого воздуха. На выходе из дымовой трубы NО составляет до 95% от суммы NО + NО2. Однако в процессе распространения дымового факела в атмосфере происходит доокисление NО в NО2 кислородом воздуха. Поэтому массовый выброс оксидов азота из котлов рассчитывается по NО2.
Высота дымовой трубы должна обеспечивать такое рассеивание токсичных веществ в атмосфере, при котором их концентрация у поверхности земли будет меньше предельной допускаемой санитарными нормами. Разовая предельно допускаемая концентрация (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест не должна превышать по SО2 – 0,5 мг/м3, по NО2 – 0,085 мг/м3.
Минимально допустимая высота трубы, при которой выполняется указанное выше требование, рассчитывается по формуле (без учета фоновой загазованности от других источников):
Нmin ³ 
, (8.1)
где 
– коэффициент, учитывающий характер атмосферных течений ( для Нижнего Поволжья принимают = 200); 
– безразмерный коэффициент, учитывающий скорость осаждения загрязняющих веществ в атмосфере (для газообразных веществ =1); 
, 
– безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода дымовых газов из устья трубы; 
, 
– массовые выбросы вредных веществ, г/с; 
– максимальная разовая предельно допускаемая концентрация диоксида серы, мг/м3; 
– объем всех выбрасываемых продуктов сгорания, м3/с: 
; 
– разность между температурой выбрасываемых из трубы продуктов сгорания и температурой атмосферного воздуха.
Массовый выброс окислов азота в г/с (в пересчете на NО2) рассчитывается по приближенной формуле
, (7.2)
где 
– низшая теплота сгорания смеси горючих газов, КДж/м3; 
– суммарный расход указанной смеси, м3/с; b – поправочный коэффициент, учитывающий вид топлива и особенности сжигания (в данном случае принимается b=1); 
– выход NО2 на 1МДж теплоты, выделяющейся при сгорании, г/МДж. Значения при сжигании газообразного топлива определяются по формулам:
для котлов паропроизводительностью 
= 20 … 265 кг/с
, (7.3)
для котлов паропроизводительностью = 8 … 20 кг/с
, (7.4)
При сжигании газового топлива SО2 образуется в ходе реакции окисления Н2S. В данном случае последний компонент присутствует только в составе отходящих газов, поэтому объем 
в расчете на 1м3 смеси отходящих газов с природным составляет
, (7.5)
Объемный выброс диоксида серы в единицу времени 
, м3/с:
. (7.6)
Массовый выброс диоксида серы , г/с:
, (7.7)
где 
– атмосферное давление; 
– универсальная газовая постоянная; 
– молекулярная масса SO2.
Похожие работы
... на параметры и профиль ППТУ осуществляется с использованием ЕС ЭВМ и системы математических моделей, имитирующих функционирование энерготехнологических блоков. Проведено несколько серий расчетов на ЕС ЭВМ, которые отличаются по дискретным признакам типов и схем энерготехнологических блоков (с плазмопаровой и плазмокислородной газификацией, с плазмотермической газификацией, с внутрицикловой ...
... биогеохимический кругооборот. В социально-экономических системах около 90% материальных ресурсов переходит в отходы, а основное количество энергии используется в производстве и потреблении. Поэтому главной задачей промышленной экологии является нахождение путей для рационального использования природных ресурсов, предотвращения их исчерпания, деградации и загрязнения окружающей среды, а в конечном ...
... по энерготехнологической схеме. Потребность в энергии (пар) обеспечивается, в основном, за счет утилизации тепла реакций. 2.1 Технологический процесс фирмы “Kellogg” Предлагаемый технологический процесс предусматривает производство 1360 т/сутки жидкого безводного аммиака из природного газа. Проектом предусмотрена выдача продукционного аммиака при (+5)°С или (-33)°С. Основные стадии процесса ...
... пыли, °С до 100 Диаметр корпуса, мм 200 Число оборотов ротора, об/мин 350 Мощность привода, кВт 5,5 Габаритные размеры, LxBxH, мм 1300x744x554 3. Использование твердых отходов в качестве вторичных энергетических ресурсов и вторичных материальных ресурсов Термические методы уничтожения твердых BMP позволяют использовать энергетический потенциал отходов, а в случае комплексной переработки ...
0 комментариев