Определение количества отсасываемого воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчетная часть

1.1 Определение количества отсасываемого воздуха

Газы, выделяющиеся в процессе плавки через загрузочные окна, зазоры между электродами и сводом и другие неплотности, поступают непосредственно в помещение цеха. Решением данного вопроса является отсос газов с помощью зонта. Над печью выше электродов расположен зонт, охватывающий все места пыле- и газовыделений.

Однако на производстве столкнулись с проблемой выбивания газов из под крышки зонта.

Наиболее экономически выгодным и эффективным способом будет замена действующего дымососа.

Совершенствование системы заключается в замене действующего дымососа на новый дымосос с большей мощностью. Задача заключается в том, чтобы рассчитать такое количество отсасываемого газа, которое обеспечит отсос без выбивания газа в атмосферу цеха. При существующих проемах мы подбираем дымосос удовлетворяющий новому расходу газа.

Определяем часовое количество воздуха, которое обеспечит отсос без выбивания газа в атмосферу цеха по формуле [1; ]:

V = F • Wн • 3600,

где F - площадь свода по нижней части равная 12,346м2;

Wн - скорость нагретого газового потока над тепловым источником на уровне приемного отверстия, м/с.

Определяем скорость нагретого газового потока над тепловым источником на уровне нижнего среза зонта по формуле [1; ]:



где Ср - теплоемкость воздуха, равная 1,3 кДж/кг оС;

Т - абсолютная температура в помещении, равная 303К;

Н - условная высота, через которую происходит просос воздуха, 0,2м;

с - плотность воздуха, равная 1,29 кг/м3;

Q - количество тепла, выделяемого источником, кДж/с.

Определяем количество выделяемого тепла посредством конвекции по формуле [1; ]:

Qк = F • бк • (tп - tв) ,

где бк - коэффициент конвективной теплоотдачи, кДж/м2чоС, определяем по формуле [1; ]:

где tп и tв - соответственно температура нагретой поверхности и температура воздуха. Принимаем tп = 1600оС, tв = 30оС.

Коэффициент конвективной теплоотдачи равен:

Количество выделяемого тепла посредством конвекции составляет:

Qк = 12,346 • 63,11 • (1600 - 30) = 1 223 275кДж/ч

Определяем теплоотдачу лучеиспусканием по формуле [1; ]:

Qл = F • q

где q - интенсивность теплового излучения из открытого проема печи, оценить ее можно по диаграмме [1; ]. Интенсивность теплового излучения составляет 225МДж/м2ч.

Теплоотдача лучеиспусканием составит:

Qл = 1 223 275 • 225 = 2 777МДж/ч = 2 777 000кДж/ч

Суммарное количество тепла определяем по формуле [1; ]:

Q = Qк + Qл

Q = 1 223 275 + 2 777 000 = 4 000 275кДж/ч = 1 111кДж/с

Скорость нагретого газового потока над тепловым источником на уровне нижнего среза зонта составит:

Часовое количество воздуха, которое обеспечит отсос без выбивания газа в атмосферу цеха равно:

Vакос = 12,346 • 0,81 • 3600 = 36 000нм3/ч = 10,0нм3/с

К полученному объему добавляем объем газа необходимого на отсос от бункеров загрузки и выгрузки сыпучих материалов. Объем газа на обработку сыпучих составляет Vс = 6 000нм3/ч = 1,66нм3/с.

Общее количество воздуха определяем по формуле:

V = Vакос + Vс

V = 36 000 + 6 000 = 42 000 нм3/ч = 11,6нм3/с

Проверяем условие удовлетворения температурой газа по формуле:

ДТ = Q' / (V • ср)

где Q' - количество выделяемого тепла при прежнем расходе воздуха равном 28 710нм3/ч;

ср - теплоемкость воздуха, равная 1,3 кДж/м3 оС;

V - часовое количество воздуха, которое обеспечит отсос без выбивания газа в атмосферу.

Количество выделяемого тепла при прежнем расходе воздуха равном 28 710нм3/ч рассчитываем по формуле:

Q' = V' • ср • ДТ

где V' - первоначальный расход воздуха равный 28 710нм3/ч;

ДТ - разность температур газа и окружающей среды: ДТ=187 - 30=157оС

Q' = 1,3 • (187 - 30) • 28 710 = 4 552 544 кДж/ч

Находим разность между температурой газа и окружающей среды:

ДТ = 4 552 544/ (1,3 • 41 894) = 107оС

Тогда температура газа будет равна Т = ДТ + Ток.среды. Т=107 + 30=137оС

Приведем расход газа к рабочим условиям по формуле:



1.2 Система отвода газов от от АКОСа и аспирации

Расчет рабочих параметров газа после ковша

После ковша и до дымососа находится первый участок газового тракта установки.

Практически в состав отводимого газа от агрегата ковш-печь входит только воздух. Кинематический коэффициент вязкости принимаем 17,5 ·10-6Па·с при н.у.

Плотность газа при нормальных условиях принимаем равной плотности воздуха 1,29кг/м3

Определим плотность газа при рабочих условиях[1; стр 8]:

где Рбар - барометрическое давление, Па. Принимаем 101325Па;

Р1 - избыточное давление газа при выходе из ковша, Па. Принимаем 100Па;

Т1 - температура газов при выходе газа из ковша, оС.

Определим объем газов при рабочих условиях [1; стр 8]:



где Vр - объем газа при нормальных условиях.

Компоновка установки

Компоновка установки осуществляется на чертеже, располагая аппараты и устройства в соответствии с их назначением, размерами и ситуационным планом цеха. Аппараты последовательно, учитывая существующие нормативы, соединяя газоходами согласно выбранной схеме.

Для нахождения сечения газоходов и расчета их гидравлического сопротивления необходимо сначала определить расход и плотность газа при рабочих условиях на каждом участке.

После дымососа принимаем избыточное давление равным Ризб = 0Па. Плотность газа и его расход рассчитываем по формулам [1; стр18]:

Определяем реальное значение скорости газа на данном участке по формуле [1; стр18]:

щг = Vр/0,785 · Dг2

Первый участок: щг = 17,4/0,785 · 1,342 = 12,3м/с

Второй участок: щг = 17,6/0,785 · 1,342 = 12,5м/с

Таблица - Длины газоходов на каждом участке

	Участок	Длина, м	Диаметр, м
I	1-2	3	1,34
	2-3	1,9
	3-4	1,5
	4-6	11
	6-7	1,5
	7-9	7,5
	11-12	2,7
	12-13	3
	13-15	2,5
II	15-16	1,8
	16-17	3
	17-18	4,2
	18-19	3
	19-20	10,2
	20-21	5,4
	21-22	16,8
	22-23	12

Расчет гидравлического сопротивления газового тракта

Гидравлическое сопротивление всего газового тракта определяем по формуле [1; стр19]:

Рр = Рт + Робор + Рсопр + Рд

где Рт - разряжение на выходе из технологического агрегата;

Робор - гидравлическое сопротивление установленного оборудования;

Рсопр - потери давления в газоходах на трение и местные сопротивления с учетом геометрического напора;

Рд - сопротивление дымовой трубы минус величина самотяги.

Потери на местных сопротивлениях и на трение подсчитываем по формулам [1; стр19]:

Рм = жм · щг2 · сг/2

где жм - коэффициент местного сопротивления;

л - коэффициент трения, для металлических газоходов равен 0,02;

L - длина рассматриваемого участка газохода, м;

щг - скорость газа на рассматриваемом участке, м/с;

сг - плотность газа на рассматриваемом участке, кг/м3;

Dг - диаметр газохода, м.

Величину геометрического напора нагретых газов определяем по формуле [1; стр20]:

Рс =Н · g · (св - сг)

где Н - расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений, м.

I: Участок 1-2

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм1-2 = 0,06 · 12,32 · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.



Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0м.

Рс 1-2= 0 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 0Па.

Участок 2-3

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 30о);

Рм2-3 = 0,09 · 12,32 · 0,86/2 = 7 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,9м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,1м.

Рс 2-3= 1,1 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 5Па.

Участок 3-4

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,29 (поворот на 90о);

Рм3-4 = 0,29 · 12,32 · 0,86/2 = 20 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,9м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,7м.

Рс 3-4= 0,4 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 1,7Па.

Участок 4-6

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм4-6 = 0,06 · 12,32 · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 11м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 9,5м.

Рс 4-6= 9,5 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 40Па.

Участок 6-7

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 60о);

Рм6-7 = 0,145 · 12,32 · 0,86/2 = 10 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,5м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 9,5м.

Рс 6-7= 9,5 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 40Па.

Участок 7-9

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм7-9 = 0,06 · 12,32 · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 7,5м.



Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 6м.

Рс 7-9= 6 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 25Па.

Участок 11-12

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм11-12 = 0,06 · 12,32 · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 2,7м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 4,8м.

Рс 11-12= 4,8 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 20Па.

Участок 12-13

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,29 (поворот на 90о);

Рм12-13 = 0,29 · 12,32 · 0,86/2 = 20 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0,3м.

Рс 12-13= 0,3 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 1,3Па.

Участок 13-15

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм13-15 = 0,06 · 12,32 · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 2,5м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0,5м.

Рс 13-15= 0,5 · 9,81 · (1,29 - 0,86) = 2Па.

II: Участок 15-16

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм15-16 = 0,06 · 12,52 · 0,85/2 = 5 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,8м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0,7м.

Рс 15-16= 0,7 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 3Па.

Участок 16-17

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 30о);

Рм16-17 = 0,09 · 12,52 · 0,85/2 = 6 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.



Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,2м.

Рс 16-17= 1,2 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 5Па.

Участок 17-18

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм17-18 = 0,06 · 12,52 · 0,85/2 = 5 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 4,2м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,2м.

Рс 17-18= 1,2 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 5Па.

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 60о);

Рм18-19 = 0,145 · 12,52 · 0,85/2 = 10 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,2м.

Рс 18-19= 1,2 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 5Па.

Участок 19-20

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм19-20 = 0,06 · 12,52 · 0,85/2 = 5 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 10,2м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 7,2м.

Рс 19-20= 7,2 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 31Па.

Участок 20-21

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 600);

Рм20-21 = 0,145 · 12,52 · 0,85/2 = 10 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 5,4м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 4,8м.

Рс 20-21= 4,8 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 21Па.

Участок 21-22

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 300);

Рм21-22 = 0,09 · 12,52 · 0,85/2 = 6 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 16,8м.



Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 11,4м.

Рс 21-22= 11,4 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 49Па.

Участок 22-23

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 300);

Рм22-23 = 0,09 · 12,52 · 0,85/2 = 6 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 12м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 4,8м. технологический газ дымосос фильтр

Рс 22-23= 4,8 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 21Па.

УРм = 274,8 Па

УРтр = 188,5 Па

УРс = 275 Па

Рсопр = УРм + УРтр - УРтр

Рсопр = 274,8 + 188,5 - 275 = 188,3Па

Рр = 100 + 188,3 = 288,3Па

Выбор дымососа

Дымосос выбирают из источника [4; стр 393] на основе аэродинамического расчета. Выбираем дымосос марки ДН-19, опираясь на полное давление в системе, которое составляет 288,3 Па. Производительность на последнем участке 126 720м3/ч.

Требуемую производительность дымососа принимаем с запасом 10% по отношению к расчетному количеству газов у дымососа с поправкой на барометрическое давление [1; стр 20]:

Vд = 1,1 · V3 · 101325/Рбар

Vд = 1,1 · (17,6·2) · 101325/101325 =38,72 м3/с=139 392м3/ч

Создаваемое дымососом давление, приведенное к условиям каталога принимаем равным [1; стр 20]:

Ркат = 1,2 · Рр · К

Ркат = 1,2 · 288,3 · 1 = 346 Па

К = (273 + Т3)101325 · сг/((273 + Ткат)Рбар · сов

К = (273 + 137)101325 · 1,34/((273 + 100)101325 · 1,29 = 1

Технические характеристики дымососа ДН-19:

Частота вращения, об/мин 1000

Производительность, тыс. м3/ч 102

Полное давление, Па 2648

Потребляемая мощность, кВт 200

Расчетная температура, оС 100

Масса (без электродвигателя),кг 4130

1.3 Система отвода газа от печи

Расчет рабочих параметров газа

Система улавливания и очистки технологических газов на ОАО «НКМК» разделена и представляет собой две взаимодополняющие системы. Первая - это система отвода газов от установки внепечной обработки. Вторая - непосредственно система отвода газа от печи и зонта.

Кроме газов, отсасываемых из рабочего пространства печей, очистке подлежат и газы, удаляемые от зонта. Оба запыленных потока смешивают и предусматривают одну совмещенную систему газоочистки.

Находим плотность газа по формуле [1; стр12]:

Принимаем Ризб= 0 Па

Определяем расход газа по формуле [1; стр12]:

Температуру смеси газа от АКОСа и газа от электросталеплавильной печи определяем по формуле [4; стр20]:

Тсм=(Мг·Тг + Мв·Тв)/(Мг +МВ)

где Мг - объемный расход газа от АКОСа, 11,6м3/с;

Мв - объемный расход газа от электросталеплавильной печи, 165м3/с.

Тсм=(11,6·137 + 165·80)/(11,6 + 165) = 85оС

Находим общий объем газа приведенного к нормальным условиям по формуле [1; стр12]:

Vосм= Vп + Vо

Vосм= 165 + 11,6 =176,6м3/с

Находим плотность смеси при нормальных условиях по формуле [1; стр12]:

сосм = аг·сог + ав·сов

где сог, сов - плотность газа и воздуха при нормальных условиях;

аг, ав - объемные доли газа и воздуха в смеси находим по формуле [1; стр12]:

аг = Vосм

аг = 11,6/176,6=0,0657

ав = 1 - 0,0657=0,934

сосм = 0,0657·1,29 + 0,934·1,29 = 1,29кг/м3

Рассчитываем удельную газовую нагрузку на фильтр по формуле [1; стр13]:

qф = qп·С1·С2·С3·С4·С5

где qп - нормативная удельная газовая нагрузка. qп = 1,7 [3; стр 64];

С1 - коэффициент, учитывающий способ регенерации. При обратной продувке он равен 0,7;

С2 - коэффициент, учитывающий начальную запыленность газа. С2=1,08 [3; стр 64];

С3 - коэффициент, учитывающий дисперсный состав пыли. С3=0,9 [3; стр 64];

С4 - коэффициент, учитывающий температуру газа. С4=0,78 [3; стр 64];

С5 - коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки. Если запыленность на выходе 10мг/м3, то С5=0,95.

qф =1,7·0,7·1,08·0,9·0,78·0,95=0,88м3/м3/мин

Рассчитываем скорость фильтрации по формуле [1; стр13]:

щф = qф/60

щф = 0,88/60 = 0,015м/с

Рассчитываем полный расход газа на входе в фильтр при рабочих условиях по формуле [1; стр13]:

При полном технологическом расчете тканевого фильтра находим гидравлическое сопротивление фильтра и время межрегенерационного периода.

Полное гидравлическое сопротивление рукавного фильтра вычисляем по следующей формуле [1; стр14]:

ДРРФ=ДРк+ДРф

где ДРк - гидравлическое сопротивление корпуса аппарата, Па;

ДРф - гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, Па.

Определяем гидравлическое сопротивление корпуса аппарата по формуле [1; стр14]:

ДРк = ж·Wp2·сp/2

где ж - коэффициент сопротивления корпуса, отнесенный к скорости во входном патрубке. Принимаем его значение равное 2;

Wp - скорость газа во входном патрубке. Принимаем ее значение 10м/с.

ДРк = 2·102·0,97/2=97Па

Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки по формуле [1; стр14]:

ДРф = ДР1 + ДР2

где ДР1 - постоянное гидравлическое сопротивление ткани с задержавшейся в ней пылью, Па;

ДР2 - переменное сопротивление, зависящее от толщины лобового слоя пыли на ткани, Па. Для мелкой пыли значение ДР2 принимаем равным 700Па.

Постоянное гидравлическое сопротивление определяют по формуле [1; стр14]:

ДР1 = А·мр·щф

где А - коэффициент, зависящий от свойств ткани и пыли. Выбираем ткань -лавсан. Значение коэффициента А=2300·106м-1.

ДР1 = 2300·106·17,5·10-6·0,015=603,75Па

ДРф = 603,75 + 700 = 1303,75Па

ДРРФ = 97 + 1303,75 = 1400,75Па

Время межрегенерационного периода определяют по формуле [1; стр15]:

где мр - коэффициент динамической вязкости газа в фильтре.

Zвх - запыленность газа при рабочих условиях определяют по формуле [1; стр15]:

Zвх = Z01·Vг/ V2

Zвх = 0,002·232/25,44=0,019кг/м3

Коэффициент В =80·109м/кг.



Определяем количество регенераций в течении одного часа по формуле [1; стр16]:

np = 3600/ (tф + tp)

где tф - время межрегенерационного периода, с;

tр - продолжительность процесса регенерации, задают 40с.

np = 3600/(118,64 + 40) = 22,7

Рассчитываем расход воздуха на регенерацию, принимая, что скорость обратной продувки равна скорости фильтрации [1; стр16]:

Vоп' = Vг· nр· tр/3600

Vоп' = 232 · 22,7 · 40/3600 = 58м3/с

Предварительно определяем необходимую фильтровальную площадь по формуле [1; стр16]:

F'ф = (Vг + Vоп') /щф

F'ф = ( 232 + 58)/0,015 = 19 333м2

Выбираем фильтр ФРО-24000-3 [6; стр 85].

Рассчитываем поверхность фильтрования одной секции по формуле [1; стр16]:

Fс = Fф / Nс

Fс = 24624/12=2052м2

Определяем площадь фильтрования, отключаемую на регенерацию в течении одного часа по формуле [1; стр16]:

Fр = Nс · Fс · np · tр/3600

Fр = 10 · 2052 · 22,7 · 40/3600 = 5175м2

Находим уточненное количество воздуха, расходуемое на обратную продувку по формуле [1; стр17]:

Vоп = щр · np · tс · Nс · Fс/3600

Vоп = 0,015 · 22,7 · 40 · 12 · 2052/3600 = 93,2м3/с

Рассчитываем окончательную площадь фильтрования по формуле [1; стр17]:

F = (240 + 93,2 + 5175)/0,015 = 27 388 м2

Продолжительность периода фильтрования должна быть выше суммарного времени регенерации остальных секций [1; стр17]:

tф > (Nс - 1) · tр

tф > (12 - 1) · 40=440с

Фактическая скорость фильтрации определяется по формуле [1; стр17]:



Таблица - Техническая характеристика фильтра ФРО-24000-3

Наименование	ФРО-2400-3
Площадь поверхности фильтрации, м2	24624
Количество рукавов, шт	2592
Количество секций, шт	12
Высота рукава, м	10
Гидравлическое сопротивление фильтра, кПа	300
Габаритные размеры, мм:	0,1 - 0,2
- длина	36400
- ширина	18800
- высота	23480
Масса, т

Компоновка установки. Определение размеров газоходов

Компоновка установки осуществляется на чертеже, располагая аппараты и устройства в соответствии с их назначением, размерами и ситуационным планом цеха. Аппараты последовательно, учитывая существующие нормативы, соединяя газоходами согласно выбранной схеме.

Сечение газоходов находим из условия, что скорость газа при рабочих условиях на данном участке находится в пределах щр = 15-20 м/с. Принимаем щр = 17,5 м/с. Расход газа перед фильтром составляет 180м3/с при н.у.

Плотность газа и его расход после фильтра рассчитываем по формулам [1; стр18]:



После дымососа принимаем избыточное давление равным Ризб = 0Па. Плотность газа и его расход после дымососа рассчитываем по формулам [1; стр18]:

Определяем реальное значение скорости газа на данном участке по формуле [1; стр18]:

щг = Vр/0,785 · Dг2

Первый участок: щг = 177,6/0,785 · 3,92 = 15м/с

Второй участок: щг = 238/0,785 · 3,92 = 20м/с

Третий участок: щг = 234/0,785 · 3,92 = 19,6м/с

Расчет гидравлического сопротивления газового тракта

Гидравлическое сопротивление всего газового тракта определяем по формуле [1; стр19]:

Рр = Рт + Робор + Рсопр + Рд

где Рт - разряжение на выходе из технологического агрегата;

Робор - гидравлическое сопротивление установленного оборудования;

Рсопр - потери давления в газоходах на трение и местные сопротивления с учетом геометрического напора;

Рд - сопротивление дымовой трубы минус величина самотяги.

Потери на местных сопротивлениях и на трение подсчитываем по формулам [1; стр19]:

Рм = жм · щг2 · сг/2

где жм - коэффициент местного сопротивления;

л - коэффициент трения, для металлических газоходов равен 0,02;

L - длина рассматриваемого участка газохода, м;

щг - скорость газа на рассматриваемом участке, м/с;

сг - плотность газа на рассматриваемом участке, кг/м3;

Dг - диаметр газохода, м.

Величину геометрического напора нагретых газов определяем по формуле [1; стр20]:

Рс =Н · g · (св - сг)

где Н - расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений, м;

I: Участок 1-2

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 60о);

Рм1-2 = 0,145 · 152 · 0,85/2 = 14 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 37,8м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0м.

Рс 1-2= 0 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 0Па.

Участок 2-3

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм2-3 = 0,06 · 152 · 0,85/2 = 6 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 13,2м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 24,6м.

Рс 2-3= 24,6 · 9,81 · (1,29 - 0,85) = 106Па.

II: Участок 5-6

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Рм5-6 = 0,06 · 202 · 0,96/2 = 11,5 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 18,6м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 5,4м.

Рс 5-6= 5,4 · 9,81 · (1,29 - 0,96) = 17,5Па.

III: Участок 6-7

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 60о);

Рм6-7 = 0,145 · 19,62 · 0,98/2 = 28 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 9м.



Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 9,6м.

Рс 6-7= 9,6 · 9,81 · (1,29 - 0,98) = 29,2Па.

Участок 7-8

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 30);

Рм7-8 = 0,09 · 19,62 · 0,98/2 = 17,5 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 27м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 18м.

Рс 7-8= 18 · 9,81 · (1,29 - 0,98) = 55Па.

УРм = 77,3Па

УРтр = 80 Па

УРс = 207,7 Па

Рсопр = УРм + УРтр - УРтр

Рсопр = 77,3 + 80 + 207,7 = 365 Па

Сопротивления дымовой трубы:

Рм = 1,06 · 19,92 · 1,01/2 = 211Па;

жм =1,06, согласно источнику [5; стр 60]

Определим диаметр устья дымовой трубы по формуле [5; стр 60]:

Определим диаметр основания дымовой трубы по формуле [5; стр 60]:

Dосн = 1,5 · Dу

Dосн = 1,5 · 10 = 15м

Рс = 18 · 9,81 · (1,29 - 0,98) = 55Па.

Рд = Рм + Ртр -Рс = 205 + 9,3 - 55 = 159,3 Па

Рр = 100 + 1400,75+ 465 +159,3= 2313,4 Па

Выбор дымососа

Дымосос выбирают из источника [4; стр 393] на основе аэродинамического расчета. Выбираем дымосос марки ВДН-25х2-1, т.к. полное давление в системе составляет 2313,4 Па. Производительность 860400м3/ч.

Требуемую производительность дымососа принимаем с запасом 10% по отношению к расчетному количеству газов у дымососа с поправкой на барометрическое давление [1; стр 20]:

Vд = 1,1 · V0см · 101325/Рбар

Vосм = 1,1 · 177,6 · 101325/101325 = 195м3/с=703 296м3/ч

Создаваемое дымососом давление, приведенное к условиям каталога принимаем равным [1; стр 20]:

Ркат = 1,2 · Рр · К

Ркат = 1,2 ·2313,4 · 1 = 2776Па

К = (273 + Тосм)101325 · сг/((273 + Ткат)Рбар · сов

К = (273 + 85)101325 · 1,29/((273 + 100)101325 · 1,29 = 1

Технические характеристики дымососа ВДН-25х2-1:

Частота вращения, об/мин 1000

Производительность, тыс. м3/ч 560

Полное давление, Па 9000

Потребляемая мощность, кВт 1680

Расчетная температура, оС 200

Масса (без электродвигателя),кг 16 900

1.4 Расчет рассеивания

Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ находим по формуле [1; стр 21]:



где А - коэффициент, зависящий от температурного градиента в нижних слоях атмосферы в данной местности при неблагоприятных метеорологических условиях ( в условиях Западной Сибири А=200);

М - количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу с учетом рассчитанных коэффициентов очистки газов в газоочистных установках, М= V0 · Z2 = 177,6·10=1776мг/с =1,77г/с;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредного вещества в атмосферном воздухе, равен 1;

Н - высота дымовой трубы над поверхностью земли, 100м;

V4 - объем газо-воздушной смеси, выбрасываемой в атмосферу, 234м3/с;

ДТ - разность между температурой газа, выбрасываемой из дымовой трубы, и средней температурой атмосферного воздуха наиболее жаркого месяца года, 85-26,4=58,6оС.

m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, определяются по следующим формулам [1; стр 21]:

где що - скорость газа на выходе из трубы, определяем по формуле [1; стр 22]:



Величину n определяем в зависимости от значения параметра Vм [1; стр 21]:

м/с

Vм>2, значит n=1.

мг/с

ПДК (пыль) =0,5мг/с

Размещено на Allbest.ru