Грибанов А.И.
РАСЧЕТ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по дисциплине
«Вопросы экологии при эксплуатации теплоэнергетического оборудования»
для студентов специальности «Промышленная теплоэнергетика»
Челябинск
1. Расчет количества токсичных веществ,
содержащихся в дымовых газах
Рабочая масса органического топлива состоит из углерода Ср, водорода Нр, кислорода Ор, азота NР, серы SР, влаги WР и золы АР.
В процессе полного сгорания топлива в дымовых газах образуются углекислый газ СО2, водяные пары Н2О, азот N2, окислы серы SО2 (сернистый ангидрид), SО3 (серный ангидрид) и зола. Из них к числу токсичных относятся окислы серы SО2 и SО3 и зола. При высоких температурах в ядре факела топок котлов большой мощности происходит частичное окисление азота, содержащегося в воздухе и топливе. Образуются окислы азота NО (окись азота) и N02 (двуокись азота).
При неполном сгорании топлива в топках могут образовываться окись углерода СО, углеводороды СН4, С2Н4 и другие, а также канцерогенные вещества. Продукты неполного сгорания топлива являются вредными компонентами. Но при современной технике сжигания топлива образование этих компонентов можно исключить или свести к минимуму.
При расчете влияния токсичных компонентов на окружающую среду исходным показателем является выброс данного компонента в единицу времени.
а) расчет выбросов золы
Наибольшую зольность имеют горючие сланцы, бурые угли и некоторые сорта каменных углей (например, экибастузские). Жидкое топливо имеет небольшую зольность. Природный газ является беззольным топливом.
Современные золоуловители имеют высокую степень улавливания твердых частиц. Это позволяет значительно снизить выбросы золы.
Выброс золы в окружающую среду в единицу времени, г/с, с учетом улавливания ее в золоуловителе для энергетических котлов определяется по формуле:
, (1.1)
Для котлов малой мощности:
Мз = В∙Ар∙χ∙(1-η), (1.2)
где: В – расход топлива, г/с;
аун – доля твердых частиц, уносимых из топки с дымовыми газами;
Ар – зольность топлива на рабочую массу, %;
q4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;
Qрн – низшая теплота сгорания топлива МДж/кг;
32,7 МДж /кг - средняя теплота сгорания горючих в уносе;
η – степень улавливания твердых частиц в золоуловителях;
χ – вспомогательная величина.
χ = аун/(100- Гун), (1.3)
аун- доля золы топлива в уносе, %;
Гун- содержание горючего в уносе, %;
Доля твердых частиц, уносимых из топки энергетических котлов, зависит от типа топки и определяется по табл. 1.1
Таблица 1.1
| Тип топки | аун |
| Камеры с твердым шлакоудалением | 0,95 |
| Открытые с жидким шлакоудалением | 0,7-0,85 |
| Полуоткрытые с жидким шлакоудалением | 0,6-0,8 |
| Двухкамерные топки | 0,5-0,6 |
| Топки с вертикальными предтопками | 0,2-0,4 |
| Горизонтальные циклонные топки | 0,1 -0,15 |
Для котлов малой мощности значения аун и Гун принимаются по фактическим средним показателям, величина χ - по табл. 1.2.
Таблица 1.2
Значения коэффициентов χ и Ксо
| Тип топки | Топливо | χ | Ксо, кг /ГДж |
| С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива | Бурые и каменные угли Антрациты: АС и АМ АРШ | 0,0023 0,0030 0,0078 | 1,9 0,9 0,8 |
| С пневматическими забрасывателями и неподвижной решеткой | Бурые и каменные угли Антрацит АРШ | 0,0026 0,0088 | 0,7 0,6 |
| С цепной решеткой прямого хода | Антрацит АС и АМ | 0,0020 | 0,4 |
| С забрасываемой решеткой | Бурые и каменные угли | 0,0035 | 0,7 |
| Шахтная | твердое топливо | 0,0019 | |
| Шахтно-цепная | Торф кусковой | 0,0019 | |
| Наклонно-переталкивающая | Эстонские сланцы | 0,0025 | 2,9 |
| Слоевые топки бытовых теплоагрегатов | Дрова Бурые угли Каменные угли Антрацит, тощие угли | 0,0050 0,0011 0,0011 0,0011 | |
| Камерные топки | Мазут | 0,010 | 0,32 |
| Паровые и водогрейные котлы | Газ природный, попутный и коксовый | — | 0,25 |
| Бытовые теплогенераторы | Газ природный легкое жидкое(печное топливо) | 0,010 | 0,08 0,16 |
б) расчет выбросов окислов серы
Основное количество серы (около 99%) сгорает до SО2. Поэтому выброс серы, г/с, определяется по этому окислу
, (1.4)
где: S - содержание серы на рабочую массу, %;
и 
- доля окислов серы, улавливаемых соответственно, летучей золой в газоходах котла и в золоуловителе.
Коэффициент 2 учитывает отношение молекулярных масс SО2 (64 кг/кмоль) и S (32 кг/кмоль).
Доля окислов серы, улавливаемых летучей золой в газоходах котла определяется по
таблице 1.3 – в зависимости от вида топлива.
Таблица 1.3
| Топливо | 
|
| Горючие сланцы | 0,5 |
| Канско-ачинский бурый уголь | 0,2 |
| Торф | 0,15 |
| Экибастузский каменный уголь | 0,02 |
| Прочие твердые топлива | 0,1 |
| Мазут | 0,02 |
В сухих золоуловителях (циклонах, электрофильтрах) окислы серы практически не улавливаются (
=0)
В мокрых золоуловителях, орошаемых нейтральной водой = 0,015, орошаемых щелочной водой (щелочность 5-10 мг-экв/л) = 0,02-0,03
в) расчет выбросов окислов азота
В топочной камере образуется в основном окись азота NО (более 95%). Образование двуокиси азота NО2 за счет окисления NО происходит при низких температурах и требует значительного времени. Выброс окислов азота, г/с, рассчитывается по NО2.
Для энергетических котлов:
. (1.5)
Для котлов малой мощности:
, (1.6)
здесь β1 - безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива, (содержание Nр) и способа шлакоудаления, принимается по табл. 1.4;
β2 - коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку, принимается по таблице 1.5;
r - степень рециркуляции инертных газов (дымовых газов, сушильного агента и т.п.) в процентах расхода дутьевого воздуха;
β3 – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; β3 = 1 для вихревых горелок,
β3 = 0,85 для прямоточных горелок;
k – коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1т сожженного условного топлива, кг/т.
Для котлов паропроизводительностью свыше 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также для котлов сжигающих твердое топливо при tф ≤ 1500°С и при нагрузках выше 75% номинальной
, (1.7)
где: Dн и Dф - номинальная и фактическая паропроизводительность котла, т/ч.
Для котлов паропроизводительностью менее 70 т/ч
k = 
. (1.8)
Для водогрейных котлов β1 = 1 и
, (1.9)
где: Qн и Qф - номинальная и фактическая теплопроизводительность котла Гкал/ч.
При сжигании твердого топлива с нагрузками котла ниже 75% номинальной, в формулы вместо Dф и Qф подставляются 0,75 Dн и 0,75 Qн.
При сжигании твердого топлива с tф < 1500° С во всем диапазоне нагрузок вместо Dф и Qф подставляются Dн и Qн.
При сжигании топлива не указанного в табл. 1.4 значение коэффициента β1 принимать по виду топлива и содержанию азота в горючей массе.
При одновременном сжигании на котле двух видов топлива с расходом одного из них (В) не менее 10% по теплу, значение коэффициента β1 должно приниматься по превалирующему виду топлива. В остальных случаях коэффициент β1определяется по формуле:
, (1.10)
где: β′1 и β′′1 - значение коэффициентов для каждого вида топлива;
В', В" - расход каждого вида топлива.
Таблица 1.4
Значение коэффициента β1
| Топливо | Содержание азота, % | β1 | |
| Природный газ Мазут при коэффициенте избытка воздуха в топочной камере α1 ≥ 1.05 α1 < 1.05 | - 0,3 - 0,6 0,3 – 0,6 | 0,85 0,8 0,7 | |
| Твердое топливо | - | при твердом шлакоудалении | при жидком шлакоудалении |
| Угли: ангренский Б2, березовский Б2, назаровский Б2, иршабородинский, харанорский Б1, реттиховский Б1, чихезский Б1, нерюнгрнский СС, донецкий АШ, башкирский Б1, бабаевский, канско-ачинский, ургальский, итатский, горючие сланцы | < 1,0 | 0,55 | 0,8 |
| Угли: веселовский, богословский, черемховский, сучанский, нижне-аркагалинский, верхне-аркагалинский, анадырский, донецкий Т, ПАШ, карагандинский ПрП, подмосковный Б2, львовско-волынский Г, егоршинский ПА, гусиноозерский, халбольэжинский, райчихинский, куучиненский СС | 1-1,4 | 0,7 | 1,0 |
| Угли: донецкий Д, Г, ГСШ, ПрПр, экибастузский СС, печорский(воркутинский Ж), бикинский Б2, азейский БЗ, кузнецкий ГРОК, южно-сахалинский | 1,4 - 2,0 | 1,0 | 1,4 |
| Угли: кузнецкий Д, Г, 2СС, 1СС, интинский Д, печорский, томьусинский, фрезерный торф | > 2,0 | 1,4 | 2,0 |
Таблица 1.5
Значение коэффициента β2 при рециркуляции 0 < r ≤ 25%
| Способ ввода в топку газов рециркуляции | β2 |
| Газ-мазут при вводе: | |
| в под топки(при расположении горелок на вертикальных экранах) | 0,002 |
| через шлицы под горелками | 0,015 |
| по наружному каналу горелок | 0,020 |
| в воздушное дутье | 0,025 |
| в рассечку двух воздушных потоков | 0,030 |
| Твердое топливо (при tф > 1400 °С) при вводе: | |
| в первичную аэросмесь | 0,010 |
| во вторичный воздух | 0,005 |
β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов окислов азота в результате применяемых технических решений.
- параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на МДж теплоты, кг/МДж.
Значение определяется по графикам (рис 1.1) для различных видов топлива в зависимости от номинальной нагрузки котлов. При нагрузке котла, отличающейся от номинальной, нужно умножить на (QФ / Он)0,25 или на (Dф/ Dн)0,25.
Рис. 1.1 Зависимость от тепловой мощности (а) и паропроизводительности (б) котла.
1 – природный газ, мазут; 2 – антрацит; 3 – бурый уголь; 4 – каменный уголь.
Если есть данные о содержании окислов азота в дымовых газах (%), то выброс (кг/год) определяется по формуле:
, (1.11)
где: 
- содержание окислов азота в дымовых газах, %; ориентировочно для котлов малой мощности можно принять по табл. 1.6;
V - объем продуктов сгорания топлива м3/кг, при известном α.
Таблица 1.6
Концентрация токсичных веществ в продуктах сгорания котлов малой мощности (до 85 кВт)
| Тип котла | Топливо | Режим горения | С26Н18, мг/100м3 | NO2, мг/м3 | NO, мг/м3 | CO, % |
| КС-2 | Каменный уголь | Начало выгорания Основной период горения | 8,97 33,5 | - - | ||
| КЧМ-3 (7 секций) | Антрацит | Розжиг дров Начало погрузки угля Конец погрузки Основной период горения | 111,2 13,6 53,6 17,2-13,4 | 6-8 | - 0,11 0,28 0,08 | |
| КС-2 | Дрова | Разгорание дров Догорание дров | 97,4 214,6 | 8-10 25-45 | 90-110 60-80 | - - |
| КЧМ-3 (7 секций) | Природный газ | Горение при α 1,2 1,4 1,8 2,2 2,8 | 8-2 - - - - | 2,5 | 0,008 - - - 0,065 | |
| КС-3 | ТПБ (легкое жидкое топливо) | 1,25 1,4 | 0,075 0,02 |
г) расчет выбросов окиси углерода
Выброс окиси углерода, г/с, рассчитывается по формуле:
, (1.12)
где: Ссо - выход окиси углерода при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива, кг/т, кг/тыс.м3 определяется по формуле:
, (1.13)
q3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;
R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива: R=1 для твердого топлива, R=0,5 для газа, R=0,65 для мазута;
q4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %.
Значения q3 и q4 принимаются по эксплутационным данным или на основе теплового расчета котла.
Если отсутствуют эксплутационные данные, то значения q3 и q4 для топок котлов малой мощности принимают по табл. 1.7.
Таблица 1.7
Характеристика процессов горения в топках котлов малой мощности
| Тип топки котла | Топливо | α | q3 | q4 |
| С цепной решеткой | Донецкий антрацит | 1,5-1,6 | 0,5 | 13,5/10 |
| Шахтно-цепная | Торф кусковой | 1,3 | ||
| С пневматическими забасывателями и цепной решеткой прямого хода | Угли типа донецких Бурые угли | 1,3-1,4 1,3-1.4 | 0.5-1 0,5-1 | 6/3,5 6/4,5 |
| С пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой | Донецкий антрацит Бурые угли типа подмосковных Бурые угли типа бородинских Угли типа кузнецких | 1,6-1,7 1,4-1,5 1,4-1,5 1,4-1,5 | 0,5-1 0,5-1 0,5-1 0,5-1 | 13,5/10 9/7,5 6/3 5.5/3 |
| Шахтная с наклонной решеткой | Дрова, дробленые отходы, опилки, торф кусковой | 1,4 | ||
| Скоростного горения | Дрова, щепа, опилки | 1,3 | 4/2 | |
| Слоевая котла паропроизводительностью более 2 т/ч | Эстонские сланцы | 1,4 | ||
| Камерная топка с твердым шлакоудалением | Каменные угли Бурые угли Фрезерный торф Мазут Газ (природный, попутный) Доменный газ | 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1 | 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,5 | 5/3 3/1,5 3/1,5 0,5 0,5 0,5 |
Примечание: Меньшие значения. α для парогенераторов производительностью более 10 т/ч, значения q4 в числителе даны при отсутствии средств уменьшения уноса, в знаменателе при остром дутье и наличии возврата уноса, а также для котлов производительностью 25-35 т/ч.
Ориентировочно выбросы окиси углерода в котлах малой мощности, г/с, можно рассчитать по формуле:
, (1.14)
где: Ксо - количество окиси углерода на единицу теплоты, выделившейся при горении топлива,
кг/МДж, принимается по таблице 1.2.
Расчет циклонов
Циклоны получили наибольшее распространение среди аппаратов сухой очистки газов. Они имеют относительно высокие значения коэффициента очистки (η = 0,7-0,95) при умеренных значениях газодинамического сопротивления аппаратов. Осаждение частиц золы и пыли в циклонах происходит за счет центробежных сил при вращательном движении потока газа, который тангенциально поступает через входной патрубок. Газ движется сверху вниз в кольцевом пространстве между внешней поверхностью выхлопной трубы и внутренней поверхностью цилиндрической части циклона. Вместе с газом приобретают вращательные движения содержащиеся в нем частицы пыли. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к внутренней поверхности циклона. Газ вместе с пылью образует в циклоне нисходящий кольцевой вихрь. Пройдя коническую часть, газ выходит в бункер циклона, вынося в него пыль. В бункере поток газа теряет скорость и из него выпадают частицы пыли. Освобожденный от пыли поток газа поворачивает на 180°. В центральной части циклона возникает разрежение, и поток газа всасывается в выхлопную трубу, образуя внутренний вихрь. По мере движения газа к выхлопной трубе к нему присоединяются потерявшие скорость порции газов, не попавшие в бункер. Эти порции не вызывают значительного увеличения выноса пыли в выхлопную трубу. Очищенный от пыли газ выводится из аппарата через улитку, преобразующую винтообразное движение потока в прямолинейное, или через патрубок,
который располагается за выхлопной трубой. Внизу на бункере устанавливается пылевой затвор, через который пыль удаляется из бункера.
Рис.2.1 - Схема осевых и радиальных течений в корпусе и бункере циклона.
1 - входной патрубок;
2 - корпус циклона;
3 - пылевой бункер;
4 - выхлопная труба.
При очистке большого количества газа используют одновременно несколько циклонов. Эти циклоны объединяют общим входным патрубком и общим пылевым бункером. Во входном патрубке запыленный газ разделяется на параллельные потоки, которые направляются в отдельные циклоны. Пыль осаждается в бункере, а очищенный газ отводится через общий выхлопной патрубок, выполненный в виде сборника или улитки.
Для расчета циклонов необходимы следующие исходные данные:
1) количество очищаемых газов при рабочих условиях Vр, м3/с;
2) плотность газа при рабочих условиях, кг/м3;
3) динамическая вязкость газа при рабочей температуре μт, Па∙с;
4) дисперсный состав пыли, задаваемый двумя параметрами: медианным размером частиц dm, мкм, и среднеквадратичным отклонением в функции данного распределения lgσч;
5) запыленность газа Свх, г/м3;
6) плотность частиц ρч, кг/м3;
7) требуемая эффективность очистки газов η.
Расчеты могут показать, что при заданных условиях невозможно обеспечить требуемое значение коэффициента очистки газа или это связано с чрезмерными потерями давления. В этом случае только экономический расчет различных схем пылеулавливания поможет выбрать оптимальные аппараты.
Расчет циклонов проводится методом последовательных приближений в следующем порядке.
1. Задаваясь типом циклона по таблице 2.1 и 2.2 определяют оптимальную скорость газа в аппарате ωопт.
Таблица 2.1
Параметры, определяющие эффективность циклонов НИИОГАЗ
| Параметры | ЦН-24 | ЦН-15У | ЦН-15 | ЦН-11 | СДК-ЦН-33 | СК-ЦН-34 | СК-ЦН-34М |
 , мкм
| 8,500 | 6,000 | 4,500 | 3,650 | 2,310 | 1,950 | 1,130 |
| lg σТη | 0,308 | 0,283 | 0,352 | 0,352 | 0,364 | 0,308 | 0,340 |
| ωопт, м/с | 4,500 | 3,500 | 3,500 | 3,500 | 2,000 | 1,700 | 2,000 |
Примечание: Значения (диаметр частиц осаждаемых с эффективностью 50%), приведенные в таблице, соответствуют следующим условиям работы циклонов: средняя скорость газа в циклоне ωопт = 3,5 м/с; диаметр циклона Dт = 0,6 м; плотность частиц ρчт = 1930 кг/м3; динамическая вязкость газа μт = 22,2∙10-6 Па∙с.
2. Определяют необходимую площадь сечения циклона, м2:
(2.1)
3. Определяют диаметр циклона, задаваясь количеством циклонов N:
. (2.2)
Диаметр циклона округляем до величины, рекомендуемой таблицей 2.2.
Таблица 2.2
Рекомендации по компоновке циклонов ЦН в группы
| Диаметр циклона, мм | Количество циклонов в группе, шт. | ||||||
| Группы прямоугольной компоновки | Группы круглой компоновки | ||||||
| П | П | П | П | - | - | - | |
| О | О | О | О | - | - | - | |
| П | П | П | П | - | - | - | |
| О | О | О | О | - | - | - | |
| П | П | П | П | П | П | П | |
| О | О | О | О | - | - | - | |
| П | II | П | П | П | П | П | |
| П | П | П | П | - | - | - | |
| П | П | П | П | П | П | П | |
| П | П | — | _ | - | - | - | |
| П | П | - | - | - | - | - | |
| П | П | - | - | - | - | - | |
| П | II | - | - | - | - | - |
Примечание: П - группы, рекомендуемые для преимущественного применения; О - группы ограниченного применения (по возможности не применять).
4. Вычисляют действительную скорость газа в циклоне, м/с:
. (2.3)
Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.
5. Принимают по таблицам 2.3 или 2.4 коэффициент сопротивления, соответствующий заданному типу циклона. Для циклонов НИИОГаз (одиночных или групп) вводят уточняющие поправки по формуле:
, (2.4)
где 
- коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм, принимаемый по таблице 2.4; индекс «с» означает, что циклон работает в гидравлической сети, а «п» - без сети, т.е. прямо на выхлоп в атмосферу;
К1 - поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяемый по табл. 2.5;
К2 - поправочный коэффициент на запыленность газа, определяемый по табл. 2.6;
К3 - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу, определяемый по табл. 2.7; для одиночных циклонов К3 = 0.
Таблица 2.3
Параметры, определяющие эффективность циклонов конструкции
ВЦНИИОТ и Гидродревпром
| Параметр | Марка циклона | |||
| СИОТ | ВЦНИИОТ | Ц | «Клайпеда» | |
| , мкм
| 2,60 | 8,60 | 4,12 | 3,10 |
| lg σТη | 0,28 | 0,32 | 0,34 | 0,25 |
| ωопт, м/с | 1,00 | 4,00 | 3,30 | 1,10 |
| ξ |
Примечания:
1. Значение , приведенное в таблице, соответствует следующим условиям работы циклона: средняя скорость газа в циклоне ωопт = 3,5 м/с; диаметр циклона D = 0,6 м; плотность частиц ρч = 1930 кг/м3; динамическая вязкость газа μт = 22,2∙10-6 Па∙с.
2. Значение коэффициента гидравлического сопротивления циклона «Клайпеда» относится к нижнему положению подвижного конуса под выхлопной трубой.
Таблица 2.4
Значения коэффициентов сопротивления циклонов (D = 500мм, ωопт =3 м/с)
| Марка циклона | d/D | Без дополнительных устройств | С
выходной улиткой
| С отводом 90° R/d = 1,5 | ||
|
| 
| l/d ≤ 12 
| l/d > 12
| |||
| ЦН-11 | 0,59 | |||||
| ЦН-15 | — | |||||
| ЦН-15У | — | |||||
| ЦН-24 | — | |||||
| СДК-ЦН-33 | 0,33 | — | ||||
| СК-ЦН-34 | 0,34 | — | — | — | ||
| СК-ЦН-34М | 0,22 | - | - | - | - |
Таблица 2.5
Поправочный коэффициент К1 на влияние диаметра циклона.
| D, мм | Марка циклона | ||
| ЦН-11 | ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 | СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М | |
| 0,94 | 0,85 | 1,0 | |
| 0,95 | 0,90 | 1,0 | |
| 0,96 | 0,93 | 1,0 | |
| 0,99 | 1,00 | 1,0 | |
| 1,00 | 1,00 | 1,0 |
Таблица 2.6
Значения поправочных коэффициентов К2 на запыленность газов(D = 500 мм).
| Марка циклона | Запыленность 10-3 кг/м3 | ||||||
| ЦН-11 | 0,96 | 0,940 | 0,92 | 0,900 | 0,87 | 0,850 | |
| ЦН-15 | 0,93 | 0,920 | 0,91 | 0,900 | 0,87 | 0,860 | |
| ЦН-15У | 0,93 | 0,920 | 0,91 | 0,890 | 0,83 | 0,870 | |
| ЦН-24 | 0,95 | 0,930 | 0,92 | 0,900 | 0,87 | 0,860^ | |
| СДК-ЦН-33 | 0,81 | 0,785 | 0,78 | 0,770 | 0,76 | 0,745 | |
| СК-ЦН-34 | 0,98 | 0,947 | 0,93 | 0,915 | 0,91 | 0,900 | |
| СК-ЦН-34М | 0,99 | 0,970 | 0,95 | - | - | - |
Таблица 2.7
Значения поправочных коэффициентов К3 для групп циклонов ЦН.
| Характеристика группового циклона | К3 |
| Круговая компоновка, нижний организованный подвод | |
| Прямоугольная компоновка, циклонные элементы расположены в одной плоскости. Отвод из общей камеры чистого газа | |
| То же, но улиточный отвод из циклонных элементов | |
| Прямоугольная компоновка. Свободный подвод потока в общую камеру |
6. Определяют потери давления в циклоне:
. (2.5)
Если потери давления Δр оказались приемлемыми, переходят к расчету полного коэффициента очистки газа в циклоне. Считается, что коэффициент очистки газов в одиночном циклоне и в группе циклонов одинаков. В действительности коэффициент очистки газов в группе циклонов несколько ниже, чем в одиночном циклоне. Это объясняется возможностью возникновения перетоков газа через общий бункер.
7. Приняв по табл. 2.1 или 2.3 два параметра и lg σТη, характеризующих эффективность выбранного типа циклона, определяют значение параметра d50 при рабочих условиях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газа) по уравнению:
. (2.6)
8. Определяем параметр X по формуле
. (2.7)
9. Определяют по табл. 2.8 значение Ф(х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа η, выраженный в долях.
Таблица 2.8
Значения нормальной функции распределения.
| X | Ф(х) | X | Ф(х) | X | Ф(х) | X | Ф(х) |
| -2,70 | 0,0035 | -1,06 | 0,1446 | 0,00 | 0,5000 | 1,08 | 0,8599 |
| -2,60 | 0,0047 | -1,04 | 0,1492 | 0,02 | 0,5080 | 1,10 | 0,8643 |
| -2,50 | 0,0062 | -1,02 | 0,1539 | 0,04 | 0,5160 | 1,12 | 0,8686 |
| -2,40 | 0,0082 | -1,00 | 0,1587 | 0,06 | 0,5239 | 1,14 | 0,8729 |
| -2,30 | 0,0107 | -0,98 | 0,1635 | 0,08 | 0,5319 | 1,16 | 0,8770 |
| -2,20 | 0,0139 | -0,96 | 0,1685 | 0,10 | 0,5398 | 1,18 | 0,8810 |
| -2,10 | 0,0179 | -0,94 | 0,1736 | 0,12 | 0,5478 | 1,20 | 0,8849 |
| -2,00 | 0,0228 | -0,92 | 0,1788 | 0,14 | 0,5557 | 1,22 | ,08888 |
| -1,98 | 0,0239 | -0,90 | 0,1841 | 0,16 | 0,5636 | 1,24 | 0,8925 |
| -1,96 | 0,0250 | -0,88 | 0,1894 | 0,18 | 0,5714 | 1,26 | 0,8962 |
| -1,94 | 0,0262 | -0,86 | 0,1949 | 0,20 | 0,5793 | 1,28 | 0,8997 |
| -1,92 | 0,0274 | -0,84 | 0,2005 | 0,22 | 0,5871 | 1,30 | 0,9032 |
| -1,90 | 0,0288 | -0,82 | 0,2061 | 0,24 | 0,5948 | 1,32 | 0,9066 |
| -1,88 | 0,0301 | -0,80 | 0,2119 | 0,26 | 0,6026 | 1,34 | 0,9099 |
| -1,86 | 0,0314 | -0,78 | 0,2177 | 0,28 | 0,6103 | 1,36 | 0,9131 |
| -1,84 | 0,0329 | -0,76 | 0,2236 | 0,30 | 0,6179 | 1,38 | 0,9162 |
| -1,82 | 0,0344 | -0,74 | 0,2297 | 0,32 | 0,6255 | 1,40 | 0,9192 |
| -1,80 | 0,0359 | -0,72 | 0,2358 | 0,34 | 0,6331 | 1,42 | 0,9222 |
| -1,78 | 0,0375 | -0,70 | 0,2420 | .0,36 | 0,6406 | 1,44 | 0,9251 |
| -1,76 | 0,0392 | -0,68 | 0,2483 | 0,38 | 0,6480 | 1,46 | 0,9279 |
| -1,74 | 0,0409 | -0,66 | 0,2546 | 0,40 | 0,6554 | 1,48 | 0,9306 |
| -1,72 | 0,0427 | -0,64 | 0,2611 | 0,42 | 0,6628 | 1,50 | 0,9332 |
| -1,70 | 0,0446 | -0,62 | 0,2676 | 0,44 | 0,6700 | 1,52 | 0,9357 |
| -1,68 | 0,0465 | -0,60 | 0,2743 | 0,46 | 0,6772 | 1,54 | 0,9382 |
| -1,66 | 0,0485 | -0,58 | 0,2810 | 0,48 | 0,6844 | 1,56 | 0,9406 |
| -1,64 | 0,0505 | -0,56 | 0,2877 | 0,50 | 0,6915 | 1,58 | 0,9429 |
| -1,62 | 0,0526 | -0,54 | 0,2946 | 0,52 | 0,6985 | 1,60 | 0,9452 |
| -1,60 | 0,0548 | -0,52 | 0,3015 | 0,54 | 0,7054 | 1,62 | 0,9474 |
| -1,58 | 0,0571 | -0,50 | 0,3085 | 0,56 | 0,7123 | 1,64 | 0,9495 |
| -1,56 | 0,0594 | -0,48 | 0,3156 | 0,58 | 0,7190 | 1,66 | 0,9515 |
| -1,54 | 0,0618 | -0,46 | 0,3228 | 0,60 | 0,7257 | 1,68 | 0,9535 |
| -1,52 | 0,0643 | -0,44 | 0,3300 | 0,62 | 0,7324 | 1,70 | 0,9554 |
| -1,50 | 0,0668 | -0,42 | 0,3372 | 0,64 | 0,7389 | 1,72 | 0,9573 |
| -1,48 | 0,0694 | -0,40 | 0,3446 | 0,66 | 0,7454 | 1,74 | 0,9591 |
| -1,46 | 0,0721 | -0,38 | 0,3520 | 0,68 | 0,7517 | 1,76 | 0,9608 |
| -1,44 | 0,0749 | -0,36 | 0,3594 | 0,70 | 0,7580 | 1,78 | 0,9625 |
| -1,42 | 0,0778 | -0,34 | 0,3669 | 0,72 | 0,7642 | 1,80 | 0,9641 |
| -1,40 | 0,0808 | -0,32 | 0,3745 | 0,74 | 0,7703 | 1,82 | 0,9656 |
| -1,38 | 0,0838 | -0,30 | 0,3821 | 0,76 | 0,7764 | 1,84 | 0,9671 |
| -1,36 | 0,0869 | -0,28 | 0,3897 | 0,78 | 0,7823 | 1,86 | 0,9686 |
| -1,34 | 0,0901 | -0,26 | 0,3974 | 0,80 | 0,7881 | 1,88 | 0,9699 |
| -1,32 | 0,0934 | -0,24 | 0,4052 | 0,82 | 0,7939 | 1,90 | 0,9713 |
| -1,30 | 0,0968 | -0,22 | 0,4129 | 0,84 | 0,7995 | 1,92 | 0,9726 |
| -1,28 | 0,1003 | -0,20 | 0,4207 | 0,86 | 0,8051 | 1,94 | 0,9738 |
| -1,26 | 0,1038 | -0,18 | 0,4286 | 0,88 | 0,8106 | 1,96 | 0,9750 |
| -1,24 | 0,1075 | -0,16 | 0,4364 | 0,90 | 0,8159 | 1,98 | 0,9761 |
| -1,22 | 0,1112 | -0,14 | 0,4443 | 0,92 | 0,8212 | 2,00 | 0,9772 |
| -1,20 | 0,1151 | -0,12 | 0,5422 | 0,94 | 0,8264 | 2,10 | 0,9821 |
| -1,18 | 0,1190 | -0,10 | 0,4602 | 0,96 | 0,8315 | 2,20 | 0,9861 |
| -1,16 | 0,1230 | -0,08 | 0,4681 | 0,98 | 0,8365 | 2,30 | 0,9893 |
| -1,14 | 0,1271 | -0,06 | 0,4761 | 1,00 | 0,8413 | 2,40 | 0)9918 |
| -1.12 | 0,1314 | -0,04 | 0,4840 | 1,02 | 0,8461 | 2,50 | 0,9938 |
| -1,10 | 0,1357 | -0,02 | 0,4920 | 1,04 | 0,8508 | 2,60 | 0,9953 |
| -1,08 | 0,1401 | -0,00 | 0,5000 | 1,06 | 0,8554 | 2,70 | 0,9965 |
Расчет дымовой трубы
Даже после очистки в дымовых газах остаются вредные вещества, особенно газообразные, количество которых может значительно превосходить предельно допустимую концентрацию (ПДК) этих веществ в атмосфере. Основным методом сниженияконцентрации выбросов на уровне земли является рассеивание их через высокие дымовые трубы. Из дымовых труб поток газов выбрасывается в высокие слои атмосферы, перемешивается с воздухом, за счет чего концентрация вредностей на уровне дыхания снижается до нормативного значения. К тому же окислы азота и серы, попавшие в атмосферу, там не накапливаются, т.к. под действием ультрафиолетового излучения сравнительно быстро происходит самоочищение.
Расчет рассеивания выбросов ведется в соответствии с СН-369-74, согласно которым минимальная высота трубы определяется из условия, что максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое См не превосходит максимально разовую ПДК этого вещества в атмосферном воздухе.
См ≤ ПДК (3.1)
В соответствии с уравнением (3.1) минимально допустимая высота трубы Н, м, при которой обеспечивается значение См, равное ПДК, при наличии Zтруб одинаковой высоты и выброса при температуре выбрасываемых газов большей температуры атмосферного воздуха
(ΔТ > 0), может быть рассчитана по формуле:
(3.2)
где М – расход выбрасываемого в атмосферу вещества, г/с;
ΔТ – разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха;
V1 – полный расход дымовых газов на срезе (устье) трубы, м3/с;
А, F, n, m, η - коэффициенты, определение которых приводится ниже.
Значения максимально разовых и среднесуточных ПДК, утвержденные Минздравом, для наиболее часто встречающихся веществ, приведены в таблице 3.1. Для веществ, для которых установлены только среднесуточные ПДК, максимально разовую можно рассчитать:
ПДКмр = 10∙ПДКСС
Таблица 3.1
| Загрязняющее вещество | ПДК, мг/м3 | |||
| Максимально-разовая | Среднесуточная | |||
| Пыль нетоксичная | 0,50 | 0,150 | ||
| Сернистый ангидрид (SО2) | 0,50 | 0,050 | ||
| Углерода окись (СО) | 3,00 | 1,000 | ||
| Азота окись (NО) | 0,60 | 0,060 | ||
| Азота двуокись (NО2) |
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2019-10-17 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |