Математика Курсовая по Термеху Примеры решения задач Интеграл Физика Атомная физика Контрольная по физике Электроника Электротехника Электроэнергетика Тепловая и атомная энергетика Контрольная Школы дизайна Дизайн квартир Чертежи

Тепловая и атомная энергетика

Расчет удельных выбросов или концентраций при совместном сжигании угля с мазутом или газом

При проектировании новых котлов, рассчитанных на сжигание угля и природного газа или угля и мазута, расчет выбросов оксидов азота должен выполняться для случая работы котла с номинальной нагрузкой полностью на худшем в экологическом отношении топливе. Приведенное содержание азота на 1 ГДж у всех марок углей выше, чем у мазута, а у природного газа связанный азот вообще отсутствует.

В действующих котлах часто сжигаются одновременно уголь и мазут или уголь и газ. В этом случае расчет концентрации оксидов азота  (г/м3) проводится по формулам (для твердого топлива, а затем полученную концентрацию  нужно умножить на поправочный безмерный коэффициент:

– при сжигании газа вместе с углем:

  

– при сжигании мазута вместе с углем:

где  и  – доля газа или мазута по теплу.

Доли газа и мазута по теплу рассчитывают по формуле

где  – расчетный расход газа или мазута, м3/с (кг/с);  – теплота сгорания газа или мазута, МДж/м3 (МДж/кг); Вру и  – то же, для угля, кг/с и МДж/кг.

Объем сухих дымовых газов и теплоту сгорания при сжигании угля с мазутом рассчитывают по формулам

где  – доля мазута по теплу; , соответственно, объем сухих дымовых газов (нм3/кг), образующихся при полном сгорании мазута при α =1,4 и теплота сгорания мазута (МДж/кг).

При сжигании угля совместно с газом расчет выполняется условно на 1 кг твердого топлива с учетом количества газа, приходящегося на 1 кг yгля:

где х - количество газа на 1 кг твердого топлива, м3/кг.

Если смесь топлив задана долями тепловыделения каждого топлива (δу и δг ), то количество газа, приходящееся на 1 кг твердого топлива, составляет:


Методика определения валовых выбросов оксидов азота

в атмосферу от котельных установок ТЭО (РД34.02-305-98)

Настоящая методика распространяется на паровые котлы паропроиз-водительностью от 30 до 75 т/ч и водогрейные котлы мощностью от 35 до 58 МВт (или от 30 до 50 Гкал/ч).

Суммарный массовый выброс оксидов азота NОх в пересчете на NO2 (г/с или т), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котла при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива, рассчитывается по соотношению:

 

где В – расход условного топлива т.у.т/ч (или т.у.т.); – коэффициент, характеризующий удельный выход оксидов азота на 1 т у.т. сжигаемого топлива, кг/т у.т.; q4 – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, %;  – коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива; – коэффициент, учитывающий конструкцию горелок и равный:

– для вихревых горелок – 1,0;

– для прямоточных горелок – 0,85;

β3 – коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления и равный:

– при твердом шлакоудалении – 1,0;

– при жидком шлакоудалении – 1,6;

ε1 – коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов на выход оксидов азота в зависимости от условий подачи их в топку; ε2 – коэффициент, характеризующий уменьшение выбросов оксидов азота (при двухступенчатом сжигании) при подаче части воздуха δв помимо основных горелок при условии сохранения общего избытка воздуха за котлом, определяется по рис. 1.2; r – степень рециркуляции дымовых газов, %; ηаз – доля оксидов азота, улавливаемых в азотоочистной установке; nо, nк – длительность работы соответственно азотоочистной установки и котла, ч/год; kп - коэффициент пересчета:

– при валовых выбросах в граммах в секунду kп = 0,278;

– при расчете выбросов в тоннах kп = 10-3.

Коэффициент KNO2 вычисляется по следующим эмпирическим формулам:

– для паровых котлов паропроизводительностью 30–75 т/ч:

 

где Dн и Dф – соответственно номинальная и фактическая паропроизводительность котла, т/ч;

– для водогрейных котлов мощностью 125–210 ГДж\ч (30–50 Гкал/ч):

где  и  – соответственно номинальная и фактическая тепловая мощность котла, ГДж/ч.


Примечание: в случае сжигания твердого топлива Dф и  подставляются соответственно Dн и .

Значения коэффициента β1 принимаются:

– при сжигании твердого топлива:

при αт≤1,25 β1 = 0,178 + 0,47·Nр; 

при αт>1,25 β1 = (0,178 + 0,47·Nг)·αт/1,25, 

где Nг – содержание азота в топливе на горючую массу, %,

– при сжигании жидкого и газообразного топлива:

при αт>1,05 β1 = 1,0; 

при 1,03≤ αт ≤1,05 β1 = 0,9; 

при αт<1,03  β1 = 0,75. 

При одновременном сжигании двух видов топлива и расходе одного из них более 90 % значение коэффициента β1 следует принимать по основному виду топлива. В остальных случаях коэффициент β1, определяют как средневзвешенное значение для двух видов топлива:

 

где  и  – соответственно коэффициенты и расходы топлива каждого вида на котел.

Значения коэффициента ε1, при номинальной нагрузке и степени рециркуляции дымовых газов r менее 20 % принимают равными:

– при сжигании газа и мазута в вводе газов рециркуляции:

– в под топки (при расположении горелок на вертикальных экранах) - 0,0025;

– через шлицы под горелками – 0,015;

– по наружному каналу горелок – 0,025;

– в воздушное дутье и в рассечку двух воздушных потоков - 0,035;

– при высокотемпературном сжигании твердого топлива и вводе газов рециркуляции:

– в первичную аэросмесь – 0,010;

– во вторичный воздух – 0,005;

– при низкотемпературном сжигании твердого топлива ε1 = 0.

Под высокотемпературным сжиганием понимают сжигание всех углей в топках с жидким шлакоудалением, а также с низшей теплотой сгорания, равной или более 23,05 МДж/кг, в топках с твердым шлакоудалением при температуре факела, равной или более 1500 °С.

Под низкотемпературным сжиганием понимают сжигание твердого топлива с низшей теплотой сгорания менее 23,05 МДж/кг в топках с твердым шлакоудалением при температуре факела менее 1500 °С.

При нагрузке меньше номинальной коэффициент ε1 умножают на коэффициент f определяемый по соотношению:

 

Эта формула справедлива при выполнении условия 0,5≤≤1.

Расчет выбросов оксидов азота от газотурбинных установок

(РД 34.02.305-98)

Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на NO2, поступающих в атмосферу с отработавшими газами газотурбинных установок, МNО2, г/с или т, вычисляют по соотношению:

 ,

где СNO2 – концентрация оксидов азота в отработавших газах в пересчете на NO2, мг/нм3 (определяется экспериментально или принимается по табл. 1.6).

Таблица 1.6

Тип ГТУ, завод

Тип камеры сгорания

Вид

топлива

αот

Содержание О2 в продуктах сгорания, %

Концентрация оксидов азота СNO2, мг/м3

 

Без усовершенствования

С изменением конструкции

ГТ-100, 750, ЛМЗ

регистровая,

блочная

газотурбинное

4,1

15,9

275

-

 

ГТ-35-770, ХТЗ

регистровая,

выносная

газ

газотурбинное

4,6

4,7

16,4

16,5

225

200

-

-

 

ГТ-25-770-П, ЛМЗ

регистровая, выносная

газ

5,5

17,0

135

-

 

ГТГ-12

высокофорсированная,

блочная

дизельное

5,1

16,9

190

-

 

ГТН-25, НЗЛ

микрофакельная,

кольцевая

газ

4,1

15,9

58

-

 

ГТЭ-150, ЛМЗ

высокофорсированная,

блочная

газ

газотурбинное

3,5

3,5

15,0

15,0

220

270

150

210

 

ГТЭ-45, ХТЗ

регистровая,

кольцевая

газ

дизельное

газотурбинное

4,0

4,0

15,8

15,8

220

240

100

150

 

Vсг – объем сухих дымовых газов за турбиной, нм3/кг топлива (нм3/нм3 топлива), вычисляемый по формуле:

 

где Vг° – теоретический объем газов, нм3/кг топлива (нм3/нм3 топлива); Vв° – теоретический объем воздуха, нм3/кг топлива (нм3/нм3 топлива); αот – коэффициент избытка воздуха в отработавших газах за турбиной; VоНО2 – теоретический объем водяных паров, нм3/кг топлива (нм3/нм3 топлива); В – расход топлива в камере сгорания, т/ч (тыс. нм3/ч) или т(тыс. нм3), при определении выбросов в граммах в секунду В берется в т/ч (тыс. нм /ч), при определении выбросов в тоннах В берется в т (тыс. нм3); kп – коэффициент пересчета; kп = 0,278·10-3 – при определении выбросов в г/с; kп = 10-6 – при определении выбросов в т.


На главную