Выбросы от теплоэнергетических установок в атмосферу
Необходимо выполнить расчет материальных потоков от теплоэнергетического агрегата при сжигании газообразного топлива: потребление кислорода в процессе горения с учетом α=1,03. Мощность установки определяется потреблением топлива и составляет согласно таблице 4 – 6,5 МВт. Определить при сжигании газа количество образующихся загрязняющих веществ в продуктах сгорания в выбросах в окружающую среду (см. [2] - методические указания, в разделе «Расход воздуха, необходимый для горения» и «Продукты сгорания топлива» и см. [1] - методические указания, раздел 4).
Исходные данные: В качестве расчетных и описательных исходных данных для примера расчета использованы материалы по котельной, работающей на газе с резервным топливом – мазутным (см табл. 1-табл. 5).
Таблица 1 - Технологические параметры котла по варианту
№ п/п Параметр Единицы измерения Значение
1. тепловая нагрузка МВт 6,5
2. разряжение перед дымососом Па 25
3. температура уходящих газов за котлом ℃
145
4. коэффициент расхода воздуха за котлом (α-уходящее)
1,09
Таблица 2 - Состав газа по газопроводу
№ варианта Газопровод СН4 % С2Н6 % С3Н8 % С4Н10 % С5Н12 % N2 % СО2 % Н2 %
7 Шебелинка-Брянск-Москва 94,1
3,1
0,6 0,2 0,8 1,2 - -
Таблица 3 - Расчетные характеристики природного газа
Вариант Газопровод Qpa6, ккал/ нм3 Qpa6, МДж/нм3 Vo
нм3/нм3
VRO2
нм3/нм3
VoN2
нм3/нм3
VOH2O
нм3/нм3
Vor
нм3/нм3
Плотность сухого газа кг/м3
7 Шебелинка-Брянск-Москва 9045 37,87 9,98 1,07 7,90 2,22 11,19 0,771
Решение
1. Расчет основных характеристик газа
1.1 Низшая теплота сгорания Низшая теплота сгорания для природного газа принимается по исходным данным из таблицы М.2 Приложения М, МДж/м3 .
Низшая теплота сгорания для природного газа
СН4
МДж/м3 С2Н6 МДж/м3 С3Н8
МДж/м3 С4Н10
МДж/м3
С5Н12
МДж/м3 N2
МДж/м3 СО2
МДж/м3 Н2
МДж/м3
35,88 64,36
93,18
123,57 156,63 - - -
1.2 Определяем количество воздуха и продуктов сгорания
1. Определим количество воздуха необходимого для горения:
Теоретическое количество воздуха , т. е. количество воздуха м3/м3, необходимое для полного сжигания 1 кг топлива при условии, что весь содержащийся в нем кислород прореагирует.
VO=0,0476(0,5Н2+0,5СО+1,5Н2S+2СH4+m+n4CmHn-O2
VO=0,0476(2×CH4+3,5×C2H6+10×C3H8+6,5×C4H10+8×C5H12)=0,04762×94,1+3,5×3,1+10×0,6+6,5×0,2+8×0,8=10,13м3/м3
2. Действительный объем воздуха, поступившего в топку, определяется по формуле:
Vв=∝×VO =1,09×10,13=11,04 м3 /м3
3. Определим количество продуктов сгорания:
Объем трехатомных газов
VRO2rO=0,01(СН4+2×С2Н6+3×С3Н8+4×С4Н10+5×С5Н12)=0,01(94,1+2×3,1+3×0,6+4×0,2+5×0,8)=10.69м3 /м3 .
Теоретический объем азота
VN2 r0=0,79×V0+N2100 =0,79 ×10,13+1,2100 =8,01 м3/м3
Теоретический объем продуктов сгорания
VН2 Оr0=0,012×CH4+3×C2H6+4×C3H8+5×C4H10+6×C5H12×0,124×d+0,0161×V0=0,01 2×94,1+3×3,1+4×0,6+5×0,2+6×0,8+0,0161×10,13= 2,22м3/м3
4
. Общее количество продуктов горения:
Общий объем продуктов сгорания разделяют на объем сухих газов и общий объем водяных паров. Объем сухих газов
VС.Г.=VRO2 +VN20+∝-1V0=10,69+8,01+(1,09-1)×10,13=19,03м3/кг
Объем водяных паров
VH2O=VH2 O0+0,0161(∝-1)×V0=2,22 + 0,0161 (1,09-1)×10,13=2,04 м3/кг
2. Расчет основных технологических параметров котельной
1. Мощность котельной при использовании мазута определяется исходя от мощности одного котла и потребностей потребителя:
Q=Qрн ×В×η
Q= 39,73× 0,546 ×0,9 =19,523МВт
Q =37,87 ×0,57× 0,91 = 19,643 МВт
Потребности потребителя 56 МВт.
Учитывая необходимую расчетную мощность одного котла выбираем 3 котла и 1 резервный типа:
номинальная теплопроизводительность – 6,5 МВТ;
топочный объем – 3,35 м3 ;
КПД при сжигании газа – 0,91;
КПД при сжигании мазута – 0,9.
2.Номинальная мощность котельной:
Qном = 3×Qк.ном = 3×6,5 = 19,5 МВт
3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
