Определяют уменьшение температуры продуктов сгорания на 1 м трубы из за их охлаждения, °С:
Для кирпичных и железобетонных труб.
где: D- паропроизводительность всех котлов, кг/с.
Температура продуктов сгорания на выходе из трубы, °С:
tвых=tух - ∆t
где: tух – температура уходящих газов за котлами, °С.
tвых=155-0,17*30=149,9
Диаметр основания трубы,м:
Dосн =2Нтрi+
где: i = 0,02-0,03 конусность железобетонных и кирпичных труб; для стальных труб i=0;
Dосн =2*30*0,02+1,2=2,4
Средний диаметр дымовой трубы, м:
Dср=0,5(Dосн +)
Dср=0,5(2,4+1,2)=1,8
Средняя температура дымовых газов в трубе, °С:
tср = 0,5(tух+tвых)
tср = 0,5(155+149,9)=152,45
Площадь сечения дымовой трубы, рассчитанная по среднему диаметру, м2:
Fср=0,785(Dср)2
Fср=0,785(1,8)2=2,54
Средняя скорость газов в дымовой трубе, м/с:
Средняя плотность дымовых газов в трубе, кг/м3:
где: = 1,34 кг/м3- плотность дымовых газов среднего состава при нормальных физических условиях.
Потери давления на трение в дымовой трубе, Па:
где: значение коэффициента трения, для кирпичных труб применяется 0,04.
Потери давления на выходе из дымовой трубы, Па:
Суммарные потери давления в дымовой трубе равны:
Определяем самотягу дымовой трубы Нс, м:
Нс=9,81Н(1,2-
где: Н-высота дымовой трубы, м.
- плотность дымовых газов, кг/м3.
Нс=9,81*30(1,2-0,64)=164,8
11. Охрана окружающей среды
При работе энергоустановок должны приниматься меры для предупреждения или ограничения прямого и косвенного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов сточных вод в водные объекты, звукового давления в близ лежащих районов и минимального потребления воды из природных источников.
В настоящее время разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания вредных элементов в атмосфере. Это необходимо для установления безвредности определённых концентраций элементов для человека, животных и растений.
Основными элементами, загрязняющими атмосферный воздух, являются СО, оксид азота, оксид серы и твёрдые частицы. Основным источником выбросов СО является автомобильный транспорт, значительное место занимают и отопительные котельные, которые вырабатывают в атмосферу СО в двадцать раз больше, чем промышленные. Источником выбросов оксидов азота в первую очередь является котельные установки, на которые приходится более половины всех технологических выбросов. До 80% выбросов оксидов серы и около 50% твёрдых частиц также приходятся на долю выбросов котельных установок. Причём для выбросов твёрдых частиц малыми котельными значительна.
Существует четыре направления борьбы с загрязнителями приземной атмосферы:
1. оптимизация процесса сжигания топлива;
2. очистка топлива от элементов, образующихся при сжигании загрязняющих веществ;
3. очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;
4. рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе.
Большое влияние на снижение вредных выбросов в атмосферу оказывает обеспечение процесса горения с оптимальным количеством воздуха. При неправильном забросе топлива или проникания через не плотности обмуровки воздух проходит через слой топлива по пути наименьшего сопротивления. В результате повышается химическая неполнота сгорания топлива, что приводит к повышению концентрации СО и сажи.
Установлено, что на оксид азота влияет не производительность котла, а тепловое напряжение топочного объема, от которого, в свою очередь зависит температурный уровень в топке. Снижение выбросов оксидов азота можно обеспечить при работе котлов с 50-60% загрузкой. Зависимость оксидов азота определяется типом горелочного устройства и единичной теплопроизводительности котла. Радикальным методом для котла является замена устаревших конструкций горелок более современными.
Повышение КПД котла и снижение вредных выбросов достигается исключением цикличности в работе механизированной топки, что ликвидирует пик работы выбросов в период расгорания топлива.
Огромное значение в оздоровлении атмосферы имеет перевод малых отопительных котельных с твёрдого на жидкое, а в лучшем случае – на газообразное топливо.
На снижение выбросов влияют различные присадки к мазутам, которые получили широкое применение в энергетике, но практически не используются в промышленных и отопительных котельных, из-за отсутствия достаточного количества присадок и необходимого для их ввода оборудования. Основное действие присадок – повышение качества сжигания, снижение загрязнения и коррозии поверхностей нагрева.
Все котельные работающее на твёрдом топливе, должны быть оборудованы системой газоочистки. В качестве золоуловителей используются: блоки циклонов ЦТКИ; батарейные циклоны с коэффициентом очистки не ниже 85-92%.
Для рассеивания вредных выбросов в атмосферном воздухе используются дымовые трубы. Трубы обеспечивают распространение загрязняющих веществ в окружающем воздухе, тем самым снижают их опасное воздействие в приземной зоне. Дымовые трубы не снижают количество выбросов, а позволяют разбросать на большую площадь, уменьшая концентрацию. Это мероприятие должно использоваться после того когда, исчерпаны все возможные способы уменьшения выбросов загрязнителей. На эффективность рассеивания влияют следующие факторы: состояние атмосферы, скорость ветра, мощность выбросов их скорость и состав, высота дымовой трубы. Необходимым условием должно быть то, что скорость выхода дымовых газов было в два раза выше скорости ветра.
12. Энергосберегающие мероприятия
В настоящее время перед человечеством стоит одна из важнейших проблем – проблема экономного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.
Для уменьшения потерь тепла в котельных агрегатах и достижения расчетных значений КПД важное значение имеет содержание в чистоте поверхностей нагрева путем своевременной их очистки от наружных и внутренних загрязнений, качественное ведение топочных процессов и поддержание оптимальных значений коэффициента избытка воздуха, соблюдение установленного водного режима, содержание в исправности обмуровки и гарнитуры и т.д. Для определения и последующего анализа тепловых потерь рекомендуется проводить регулярные балансовые испытания котлов.
Так как КПД котлов меняется в зависимости от нагрузки, то на экономичность работы котельной влияют также режим работы котлов и распределение нагрузки между ними.
На тепловой экономичности котельных сказываются потери топлива при транспортировке и хранении, потери тепла от продувок и растопок и т.д. Экономное расходование топлива в котельных связано с уменьшением потерь тепла у потребителей в первую очередь путем улучшения технического состояния отопляемых зданий и сооружений. При эксплуатации котельной необходимо постоянно контролировать расходы топлива, тепла и пара, а также нормировать удельные расходы топлива.
Нормирование расхода тепла и топлива является важным фактором в рациональном планировании и использовании энергетических ресурсов. Обоснованные нормы расхода позволяют обеспечить необходимый технико-экономический контроль за состоянием использования топлива.
Под нормой расхода понимается количество условного топлива или тепла, которое расходуется совершенно исправным устройством, эксплуатированным с соблюдением нормальных параметров в соответствии с установленным технологическим режимом.
Удельные нормы расхода тепла и топлива устанавливаются в килограммах условного топлива или в гигакалориях.
Тепловая экономичность работы котельной за отчетный период оценивается по отношению действительно израсходованного количества к фактически выработанному котельной тепла.
Экономия тепла должна обусловливаться совершенствованием технологических процессов и эксплуатационных режимов.
Получение экономии за счет несоблюдения нормальных параметров теплоносителя или нарушения утвержденной технологии недопустимо.
Отсюда следуют выводы: за котлом устанавливается экономайзер для уменьшения потери тепла с уходящими газами. Для использования теплоты непрерывной продувки паровых котлов в котельных устанавливаются расширители и теплообменники непрерывной продувки.
Основными направлениями снижения себестоимости пара являются:
А) снижение удельного расхода топлива за счет повышения КПД агрегатов и исключения потерь топлива;
Б) уменьшение расхода энергии на собственные нужды парогенераторов путем устранения вредных сопротивлений в системе пылеприготовления, пароводяного и газовоздушного трактов, а также поддержание оптимального режима работы оборудования;
В) уменьшение численности обслуживающего персонала за счет комплексной механизации и автоматизации всех процессов;
Г) уменьшение первоначальной стоимости парогенераторных установок за счет уменьшения количества агрегатов при большей их единичной мощности, изготовления агрегатов на заводе укрупненными блоками, применения сборных строительных конструкций зданий и сооружений и т.д.
Е) применение рациональных конструкций топочных устройств, систем пылеприготовления и тягодутьевых установок, что снижает тепловые потери парогенераторов и расходы электроэнергии на собственные нужды.
Ж) использование более совершенных систем золоуловителей и в дальнейшем установок для очистки продуктов сгорания от окислов серы и азота, что дает возможность уменьшить вредные выбросы атмосферу.
З) дальнейшее развитие применения систем с ЦВМ для комплексной автоматизации работы парогенераторов, что способствует повышению их надежности и экономичности работы.
При использовании первых интеллектуальных приборов учёта автоматизация позволяет, кроме того, дистанционно производить их настройку и конфигурацию с учётом измерений характеристик измеряемых энергоносителей.
Одним из главных рычагов энергосбережения является:
1. организация учёта потребляемой энергии;
2. внедрение нормирования потребляемой энергии;
3. внедрение передовых технологий и материалов для производства продукции;
4. оптимальная загрузка работающих машин и механизмов;
5. грамотное руководство распределением нагрузки по времени суток и по времени года.
В настоящие время на энергосбережение в целом и развитие нетрадиционных источников энергии (гидроэнергетика, солнечная энергия, ветроэнергетика) направляется достаточно большой капитал.
В Республике Беларусь функционирует три ветроэнергетические установки, две из которых поставлены немецкой стороной, а третья сделана у нас.
Список используемых источников
1. «Котельные установки курсовое и дипломное проектирование» - Р. И. Эстеркин. Ленинград энергоатомиздат 1989.
2. «Промышленные парогенерирующие установки» - Р.И. Эстеркин. Ленинград Энергия 1980.
3. «Справочник по котельным установкам малой производительности» - К. Ф. Раддатис , А. Н. Полтарецкий.
4. «Теоретические основы теплотехники» - Ф. М. Костерев, В. И. Кушнырев. Москва, Энергия 1978.
5. «Основы проектирования котельных установок» - Ю. Л. Гусев. Москва 1973.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
