Энергетика: Паровые котлы ДКВР (двухбарабанные водотрубные реконструированные) (стр. 6 из 8)

При выбросе сернистого ангидрида и двуокиси серы учитывается их совместное действие на атмосферу. В этом случае выброс приводится к выбросу по сернистому ангидриду по выражению : М = МSO₂ + 5.88 ´ МNO₂

и, таким образом формула 1), для определения высоты дымовой трубы, принимает следующий вид:

2). H=

,

Для определения коэффициентов и значений, используемых в формуле 2), необходимо произвести расчет теоретически необходимого для полного сгорания топлива воздуха ( V₀ ), теоретического объема азота ( VN₂), объема трехатомных газов ( VRO₂), теоретического объема водяных паров ( VH₂O ) исходя из того, что к одной дымовой трубе подключены 3 котла ДКВР 10-13 и 1 котел ПТВМ - 30.

· V⁰ = 0.0889 ( С^р + 0.375 ´ S^p ) + 0.265 ´ H^p - 0.0333 ´ O^p = 0.0889 ´ ( 83.8 + 0.375 ´ 1.07 ) + 0.265 ´ 11.2 - 0.0333 ´ 0.2 = 10.44 м³ / кг

· VN₂= 0.79 ´ V⁰ + 0.8 ´ ( N^p / 100 ) = 0.79 ´ 10.44 + 0.8 ´ ( 0.31 / 100 ) = 8.25 м³ / кг

· VRO₂ = 1.866 ´ (( C^p + 0.375 ´ S^p ) / 100 ) = 1.866 ´ (( 83.8 + 0.375 ´ 1.07 ) / 100 ) = 1.571 м³ / кг

· VH₂O = 0.111 ´ H^p + 0.0124 W^p + 0.0161 V⁰ = 0.111 ´ 11.2 + 0.0124 ´ 1.41 + 0.0161 ´ 10.44 = 1.43 м³ / кг

Расчет объема дымовых газов при a> 1 ( т.к. у ДКВР 10 -13 a = 1.7, а у ПТВМ - 30 - a = 1.2 ) определяется по формуле:

· V_г = VRO₂ + VN₂ + VH₂O + (a - 1 ) ´ V⁰ + 0.0161 (a - 1 ) ´ V⁰.

Для котлов ДКВР 10 - 13:

· V_г = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.7 -1 ) ´ 10.44 + 0.0161 ´ ( 1.7 - 1 ) ´ 10.44 = 18.7 м³ / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· V_г = 1.571 + 8.25 + 1.43 + ( 1.2 -1 ) ´ 10.44 + 0.0161 ´ ( 1.2 - 1 ) ´ 10.44 = 13.5 м³ / кг.

Расчет объема дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу, определяется по формуле :

· V₁ = B ´ ( 1 - 0.01 ´ q₄ ) ´ V_г´ ( Т_г / 273 ) = В_р´ V_г ´ ( Т_г / 273 ).

Для котлов ДКВР 10-13:

· V_д = 0.5583 ´ 18.7 ´ ( 467 / 273 ) = 17.86 м³ / кг.

Для котлов ПТВМ - 30:

· V_п = 0.625 ´ 13.5 ´ ( 473 / 273 ) = 14.62 м³ / кг.

· V₁ = V_д + V_п = 32.48 м³ / кг.

По данным, полученным из предыдущей формулы, считается температура газов в устье дымовой трубы:

· Т_г = (V_д´ T_д + V_п´ Т_п ) / ( V_д + V_п ) = ( 17.86 ´ 467 + 14.62 ´ 473 ) / ( 17.86 + 14.62 ) = 469.7 К » 197 ⁰С;

Разность температур выбрасываемых дымовых газов Т_г и окружающего атмосферного воздуха Т_в, К.

·DТ = Т_г - Т_в = 197 - 27 = 170.

Т_в - температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Иркутска = 27 ⁰С;

Средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с;

·w₀= ( 4 ´ ( В_р ´ V_г[1]+ В_р ´ V_г[2] ) ´ Т_г ) / p´ D²´ 273 = ( 4 ´ ( 0.5583 ´ 18.7 + 0.625 ´ 13.5 ) ´ 470 ) / 3.14 ´ 1.8²´ 273 = 12.8 м/с;

Безразмерные коэффициенты m и n определяются в зависимости от параметров f и n_м :

· f = 1000 ´ ((w²´ D ) / ( H²´DT )) = 1000 ´ (( 12.8²´ 1.8 ) / ( 45²´ 170 ) = 0.8566, где:

- w² - средняя скорость дымовых газов в устье дымовой трубы, м/с ;

- D - диаметр устья дымовой трубы, м.

·n_м = 0.65 ´

= 0.65 ´ = 3.23 Þ n = 1

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле:

· m =

= 0.92 .

Коэффициент n в случае если n_м³ 2 , равен 1.

Т.о., подставляя найденные значения в формулу 2), получим следующие результаты:

· H=

= 44.6 м

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ К ПРОЕКТУ :“ Разработка и испытание каталитического активатора горения жидкого топлива(мазута) для снижения содержания вредных веществ в промвыбросах котельных установок “.

ОЦЕНКА ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО АКТИВАТОРА ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА ( КАГТ ):

Одним из основных источников загрязнения воздушного бассейна городов России являются топочные устройства ТЭЦ, технологических котельных и печей, сжигающих газовое, жидкое и твердое топливо. Их газовые выбросы характеризуются большими объемами, сильной запыленностью, невысокими температурами, содержанием сажи, оксидов углерода, азота, серы, ванадия и других. Установка каталитических фильтров в этих случаях технически и экономически нецелесообразна. В этом случае, на наш взгляд необходим другой подход. Он состоит в том, что в топочное устройство непосредственно с топливом вводятся микроскопические количества КАГТ - ультрадисперсных каталитических материалов ( УДКМ ), прошедших предварительную специальную обработку. УДКМ, благодаря очень малым размерам частиц ) менее 0.01 мкм ), большой удельной поверхности (50 - 500 м² / г ) и особому фазовому состоянию, обладают высокими каталитическими и химическими свойствами. Введение в топливо КАГТ позволит иметь в каждой капле распыленного топлива и в каждой точке топочного устройства большое количество каталитически и химически активных частиц УДКМ и даст возможность с самого начала управлять механизмами горения топлива, а так же образования и ликвидации вредных веществ. Применение КАГТ обеспечит более полное сгорание топлива, позволит реализовывать взаимодействие между собой различных вредных соединений с образованием безвредных или значительно менее вредных веществ, что в обычных условиях неосуществимо. Так в присутствии КАГТ возможно взаимодействие между собой оксидов углерода и азота с образованием безвредных углекислого газа и молекулярного азота. Выполнив свою каталитическую роль КАГТ будет связывать окислы серы с образованием значительно менее вредных сульфатов металлов.

Данный подход может быть применен и для ликвидации вредных веществ топочными устройствами ТЭЦ, котельных установок и технологических печей работающих на угле и газе.

В таблице 1. приведены расчетные значения дополнительных тепловых эффектов от сгорания ( взаимодействия ) вредных веществ в топочных устройствах в присутствии КАГТ в пересчете на теплотворную способность мазутного топлива марки М-100.

Таблица 1.

РЕАКЦИИ	ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ В ПЕРЕСЧЕТЕ НА МАЗУТ МАРКИ М - 100
1. С + 0.5 О2 = СО	1 т. С эквивалентна 0.24 т. М-100
2. СО + 0.5 О2 = СО2	1 т. СО эквивалентна 0.58 т. М-100
3. С + О2 = СО2	1 т. С эквивалентна 0.82 т. М-100
4. СО + 2NО = N2О + СО2
5.СО + N2О = N2 + СО2
6. 2СО + 2NO = N2 + 2 CO2	1 т. СО + 1.1 т NO эквивалентна 0.33 т. М-100
7. SO2 + О2 + Ме = МеSO4где Ме - Fe, Ni, Cu, Al, Ca и др.

В таблице 2. приведены расчетные значения содержания вредных веществ в промвыбросах котельных установок ряда предприятий г. Томска, а также расчетные значения экономии топлива за счет применения КАГТ.

Таблица 2.

ПРЕДПРИЯТИЯ	РАСХОД МАЗУТА	ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, всего т. / на 1 т. мазута, кг						РАСЧЕТНАЯ ЭКОНОМИЯ
М-100, т/год		С	СО	Nox	SO2	ТОПЛИВА, т/ %
Завод ДСП	16558		16.56 1.0	215.8 13.03	53.38 3.22	279.1 16.85	217.7 / 1.3
ТЗРО	21000		9.00 0.428	275.1 13.1	91.67 4.365	526.0 25.40	312.9 / 1.5
Сибкабель	2500		0.875 0.35	32.5 13.0	11.13 4.45	58.8 23.52	36.2 / 1.45

Это расчетные данные для условий, когда осуществляется качественное распыление топлива и выдерживается оптимальное соотношение воздух / топливо. При реальных условиях эксплуатации эти выбросы ( особенно сажи и окиси углерода ) могут быть значительно выше. Следовательно выше будет и экономия топлива.

В настоящее время плановые платежи в местный бюджет за природопользование составляют около одного процента от стоимости 1 тонны топлива. Таким образом, в идеальном случае применение КАГТ даст потребителю экономии. с каждой тонны топлива около 2.5 %.

Следует также иметь ввиду, что плановые платежи за природопользование растут из года в год. Например, в г. Томске эти платежи по сравнению с 1993 г. возросли в 1994 г. в 10 раз, а в 1995 - в 17 раз.

Проведем оценку удорожания одной тонны топлива за счет применения КАГТ. Как видно из таблицы 3, удорожание 1 т. топлива составляет менее 2 % при соотношениях мазут / КАГТ более 20 т. / кг

Таблица 3.