Отопительно-производственная котельная с котлами типа КЕ для закрытой системы теплоснабжения

(25)

Расчет выбросов углерода (сажи), кг/с (т/год), произведен по формуле:

,

(26)

где В - определяется из формулы (20);

    - потери теплоты от механической неполноты сгорания, связанные с уносом угольной пыли, %;

-доля твердых  частиц, улавливаемых в золоуловителях.

Расчет  выбросов диоксида серы, г/с(т/год), производят по формуле:

(27)

где  – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле.

          - доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц; для сухих золоуловителей принимается равной 0;

Расчет выбросов оксида углерода, г/с(т/год), производят по формуле:

,

(28)

где  В – расход натурального топлива, г/с(т/год);

С_СО – выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг, определяемый по формуле:

(29)

где  q₃ – потеря теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, %.

R- коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода.

Расчет выбросов бензапирена, г/с(т/год), производят по формуле:

,

(30)

где С_БП – массовая концентрация загрязняющего вещества при α=1,4 и нормальных условиях, мг/нм³.

V_СГ – объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1 кг топлива при α=1,4, нм³/кг топлива;

В_р – расчетный расход топлива, т/ч(т/год)

К_п – коэффициент пересчета;

Концентрацию  бензапирена в сухих дымовых газах котлов малой мощности при слоевом сжигании твердыъ топлив, мг/, приведенную к избытку воздуха в газах при рассчитывают по формуле:

,

(31)

где А –  коэффициент, характеризующий тип  колосниковой решетки и вид топлива.

R - коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов.

К_Д – коэффициент, учитывающий нагрузку котла.

К_ЗУ - коэффициент, учитывающий степень улавливания бензапирена золоуловителем и определяемый по соотношению:

(32)

где z - коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности золоуловителем бензапирена, температура газов перед золоуловителем 160⁰С.

Для определения  выбросов бензапирена согласно описанной методике необходимо вычислить объемы сухих газов при α=1,4 нм³/кг топлива:

(33)

где V⁰_H2O – теоретический объем водяных паров, нм³/кг

V⁰_Г – теоретический объем газов, нм³/кг

V₀ – теоретический объем воздуха, нм³/кг

Расчет выбросов золы, г/с, производят по формуле:

(34)

где а_ун – доля золы топлива в уносе.

 

Расчет  приземных концентраций вредных  веществ выполнили на компьютере с помощью специальной программы. На рисунке 8 приведена схема карты  рассеивания, сумма диоксида сери и  диоксида азота.

Диаметр выходного отверстия рассчитывается так:

,

(35)

где  - объем газов в дымовой трубе,

- скорость газов на выходе в атмосферу

Принимаем диаметр трубы d=1м и высоту Н=31м

 

Подбор дымососа

 

Для подбора  дымососа вычисляют сопротивление  газового тракта:

(36)

где  Dh^ГТ – сопротивление газового тракта котельного агрегата, Па;

Dh^ДТ– сопротивление дымовой трубы, Па;

h_Т– разрежение в топке, Па

Сопротивление дымовой трубы:

(37)

Сопротивление трения металлической дымовой трубы:

(38)

Сопротивление выхода в атмосферу:

(39)

2373+243,46)(=2641Па

 

Перепад давлений в газовом тракте:

(40)

Самотяга  дымовой трубы без поправки на барометрическое давление:

,

(41)

где  g - ускорение свободного падения. Равное 9,81 м/;

  - принимается 1,293;

- соответственно  плотность атмосферного воздуха  и газов, кг/

Расчетное полное давление дымососа:

(42)

где - коэффициент запаса по давлению (независимо от мощности котла 1,1);

- перепад полного давления в тракте при номинальной нагрузке, Па.

 

Приведенное расчетное полное давление:

(43)

где  - плотность перемещаемых газов при нормальных условиях, кг/;

- температура газов перед машиной,  ;

t - температура воздуха, при которой составлена характеристика,

Расчетная производительность дымососа:

(44)

где - коэффициент запаса по производительности;

Q - расход дымовых газов при номинальной нагрузке котла и абсолютном барометрическом давлении 101,3 кПа.

По полученным данным подбираем дымосос:

ДН10у  N=30кВт   n=1500об/мин   h=83%

4  Расчет воздушного  тракта с выбором вентилятора

 

Для определения аэродинамических сопротивлений воздушного тракта и  подбора вентилятора проводится аэродинамический расчет котельной установки. При этом известными являются скорости, температуры, расходы воздуха по отдельным элементам тракта.

Схема воздушного тракта приведена на рис. 8.

Рисунок 9 - Схема воздушного тракта котла КЕ-10-14С с экономайзером

Экономическая скорость w_ж=8-12м/с.

Количество холодного воздуха, м³/ч, забираемого дутьевым вентилятором, определяют по формуле:

,

(45)

где В_р – расчетный расход топлива, кг/ч;

a_т – коэффициент избытка воздуха в конце топки;

Da_т – коэффициент подсоса воздуха в топке.

Расчетная скорость воздуха, м/с определяется по формуле:

,

(46)

где Q – объем воздуха, м³/ч;

F – площадь живого сечения, м².

Динамическое  давление:

,

(47)

где w - расчетная скорость воздуха;

r - плотность воздуха.

Коэффициент сопротивления для  всех поворотов в канале подсчитывается так же, как для газового тракта.

Коэффициент сопротивления в несимметричных тройниках находят по рис.9 [4].

Коэффициент сопротивления в патрубки для забора воздуха:

при отсутствие заслонки ζ=0,2

при ее наличии ζ=0,3

Потери давления в местных сопротивлениях находим так же, как для газового тракта.

Расчет воздушного тракта сводим в  табл. 4.

Таблица 4 – Расчет воздушного тракта без воздухоподогревателя

 

N участка	Наименование участка	Объем газов Q, м3/ч	Площадь сечения F, м2	Скорость газов w, м/с	Динами-ческое давление, Па	Коэф-т сопротивления ζ	Поправочный коэф-т k	Сопро-тивление участка ∆h, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Воздухоприемный патрубок	9799	0,32	8,5	42	0,3	1	13
2	колено 90 с острыми кромками	9799	0,31	8,8	45	1,4	1	63
3	вентилятор	-	–	-	-	-	–	-
4	колено 90,r/в=1	9799	0,19	14,3	79	0,414	1	33
5	колено 90,r/в=1	9799	0,32	8,5	42	0,23	1	10

 

Окончание таблицы 4

6	то же	9799	0,32	8,5	42	0,23	1	10
7	тройник на проход	8819	0,32	7,7	38	0,0	1	0
8	то же	5879	0,32	5,1	17	0,1	1	2
9	то же	2939	0,32	2,6	4	0,4	1	2
10	колено 90 с острыми кромками	2939	0,15	5,4	19	0,65	1	12
11	колено 90,r/в=1	2939	0,15	5,4	19	1,4	1	27
								S=172

Подбор вентилятора к воздушному тракту

 

Для воздушного тракта перепад давления вычисляется по формуле:

(48)

где - потери давления в воздушном тракте, Па;

- требуемое давление  воздуха от колосниковой решетки, 800 Па;

- разрежение в нижней части топки.

Разрежение в нижней части топки находим по формуле:

(49)

где - разрежение в топке (20-30 Па)

Н - расстояние от середины окна для выхода газов  из точки до середины

отверстия, подающих воздух под топку (2,1м)

Расчетную производительность вентилятора, определяем по формуле:

(50)