Тепловой расчет котлоагрегата

Соли натрия более прочно связывают двуокись серы, чем соли аммония, поэтому степень очистки дымовых газов от SO2 в первом случае может быть выше, чем во втором, при этом не требуется предварительного охлаждения дымовых газов. Вместе с тем регенерация сульфита натрия достигается в результате большего расхода тепла (пара). Кроме того, упаривание воды при отгонке двуокиси серы вызывает выпадение кристаллов сульфита натрия, что вносит трудности в проведение этой операции.

На рис. 9-7 изображена технологическая схема установки по очистке газов рассматриваемым способом. Ее описание не приводится, так как процессы очистки, регенерации раствора, сушки и компримирования двуокиси серы, выпарки сульфата натрия близки аналогичным процессам, описанным при рассмотрении аммиачно-циклического способа. Установка включает в себя следующие элементы: / -- золоуловитель; 2 -- дымосос; 3-- абсорбер; 4 -- брызгоуловитель; 5 -- подогреватель очищенных газов; 6 -- дымовая труба; 7 --сборник раствора, насыщенного двуокисью серы; 5 -- насос насыщенного раствора; 9 -- теплообменник; 10-- отгонная колонна; 11-- кипятильник отгонной колонны; 12--сборник регенерированного раствора; 13 -- циркуляционный» насос; 14 -- конденсатор-холодильник; 15 -- башни, орошаемые крепкой серной кислотой; 16 -- вакуум-насос; 17 -- конденсатор двуокиси серы; 18 -- цистерна для жидкой двуокиси серы; 19 -- выпарной аппарат для сульфата натрия; 20 -- кристаллизатор; 21 -- центрифуга; 22 -- сушилка кристаллов сульфата натрия; 23 -- пылеуловитель; 24 -- вентилятор; 25 -- кристаллы сульфата натрия; 26 -- приготовление раствора соды.

Основным преимуществом рассматриваемого способа является высокое качество конечного продукта--100%-ного сернистого ангидрида, который может быть в значительных количествах использован в химической, бумажной и других отраслях промышленности. При этом выход сжиженного сернистого ангидрида на установках, работающих этим способом, выше, чем в аналогичных условиях при очистке газов аммиачно-циклическим методом за счет отсутствия потерь при охлаждении газов и более высокой степени их очистки, в особенности при относительно низкой концентрации SO2 в газах, поступающих на очистку. Соли натрия имеют практически нулевую упругость паров над раствором, а поэтому отсутствуют потери с уходящими газами и соответствующее загрязнение атмосферы. В технологической цепочке аппаратов, включенных последовательно на линии очистки газов, по сравнению с аммиачно-циклическим способом отсутствует скруббер для охлаждения газов и электрофильтр, расположенный после абсорбера, заменен более простым брызгоуловителем. Наконец, складирование и дозировка соды более просты, чем аммиака.

К недостаткам способа Веллман-Лорд следует отнести наличие отходов сульфата натрия, степень чистоты которого не может быть высокой, а следовательно, и масштабы использования ограничены. Сода, идущая для возмещения потерь солей Натрия, является дефицитным продуктом. Циркулирующие по аппаратам технологической схемы жидкости коррозионно-ак-ТМШ1Ы и требуют дорогих материалов для изготовления аппаратуры. Отечественные организации не имеют практического опыта работы таких установок, а поэтому отсутствует возможность их проектирования.

3.2 Дымовые трубы

Назначение дымовых труб заключается в отводе продуктов сгорания топлива, уноса и летучей золы в верхние слои атмосферы в целях рассеивания их в воздушном пространстве.

Все паровые котлы ТЭЦ и промышленных котельных работают с принудительным отводом топочных газов тяго-дутьавыми машинами, поэтому дымовые трубы специальных функций тяговых устройств не выполняют. Самотяга дымовых труб лишь помогает работе тяго-дутьевы.х установок.

Дымовые трубы сооружаются из кирпича или железобетона с кирпичной футеровкой. Кирпичные трубы сооружаются высотой до 100 м, железобетонные до 250 м. Для небольших котельных установок иногда сооружаются 1металляческие дымовые трубы с кирпичной футеровкой. Диаметр выходного сечения дымовых труб и их высота должны выбираться исходя из расчета обеспечения рассеивания в атмосфере золы и сернистого газа до допустимых концентраций. Эти расчеты для ТЭЦ и котельных в настоящее время выполняются по временной методике, разработанной специализированными институтами и утвержденной Госстроем СССР в 1968 г. [Л. '211] '(см. ниже). Размеры дымовых труб, а следовательно, и их стоимость находятся в обратной зависимости от скорости газов .в выходном сечении трубы. Чем больше скорость, тем меньше размер дымовой трубы при равных исходных условиям, а следовательно, меньше она стоит. Однако 'с увеличением выходной скорости сопротивления дымовой трубы растут в квадратичной зависимости, а расход электроэнергии -- в кубической зависимости. Поэтому существует определенный оптимум выходной 'Скорости газов. В 'настоящее время для дымовых труб крупных промышленных ТЭЦ мощностью 200--300 Мвт принимают выходные скорости 30--35 м/сек, а для промышленных котельных 20--25 м/сек.

Диаметр устья трубы подсчитывается по формуле

Dвыхтр=, м,

где vceK--секундный объем газов при температуре в выходном сечении дымовой трубы, м3/сек; w -- выходная скорость, м/сек. В расчетах охлаждение дымовых газов в стволе дымовой трубы ориентировочно можно принимать 0;3°С на '1 м трубы. Температура газов при входе е, дымовую трубу принимается из теплового расчета котельного агрегата равной температуре газов за золоуловителем.

Минимально допустимая высота дымовой трубы из условия предельно допустимых концентраций 'золы или iSO2 в атмосфере (Л. 21] подсчитывается по формуле

Нмин=,

где А -- коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности i(cm. «иже); М -- суммарный выброс 5Ог или золы; F и m -- коэффициенты (см. «иже); ПДК -- предельно допустимая концентрация SO2 или золы, мг/м3; N -- число одновременно работающих дымовых труб; v -- секундный объем газов, выбрасываемых одновременно из всех труб, м3/сек; At--разность температур между выходящими из трубы газами и окружающим воздухом;

Мso2=, г/ сек,

где В -- часовой расход топлива, т/ч; Sр--содержание серы в рабочем топливе, %; и -- молекулярный вес so2 и s.

В установках с мокрыми золоуловителями имеет место частичное поглощение SO2 смачивающей водой (Л. 25]. Однако ввиду незначительного влияния этого фактора на содержание SO2 в дымовых газах за золоуловителем в расчете высоты дымовых труб его не учитывают.

'Аналогично при расчете Hмин по выбросу золы имеем:

Мзол=, г/сек

где т) Юзу -- к. п. д. золоуловителя, %; g4 -- потеря с механическим недожогом топлива, %; Ар -- содержание золы в рабочем топливе, %; аун -- доля золы, уносимой из топок котлов с топочными газами.

Коэффициенты к расчёту дымовых труб ТЭЦ и котельных на загазованность [Л. 21]: коэффициент F для расчета по SO2 принимается равным ; для золы -- 2 при к. п. д. золоуловителя ее менее 90% и 2,5 при к. п. д. меньше 90%.

ПДК для SO2 и золы установлена 0,5 мг/м3 |(при -наличии загазованности (местности другими источниками SO2 и золы высота трубы должна определяться из расчета .выбросов таковых всеми дымовыми трубами).

Коэффициент А

Для Казахстана, Средней Азии и Центральной Сибири 200

Для севера и северо-запада европейской части СССР,

Урала и Украины......... . ...... 160

Для центральной части европейской территории СССР

и в областях со сходным климатом......... 120

Коэффициент m=f(w) --функция от скорости газов при выходе из дымовой трубы:

w, м/сек 10--15 20--25 30--35

т 1,0 0,9 0,8

Наибольшая концентрация SO2 или золы, выбрасываемых в атмосферу через дымовую трубу высотой Н, наблюдается на расстоянии в 20 высот от дымовой трубы, а зона концентраций вредных веществ, составляющих не более 30% максимальной концентрации, находится в пределах 10--40 высот [Л. 2'1]. Желательно, чтобы эти зоны не совпадали с местами густонаселенных районов. Формула (2-16) справедлива для расчетов высоты дымовой трубы при установке одной трубы. В случае установки на ТЭЦ нескольких дымовых труб следует руководствоваться указаниями, приведенными в [Л. 2>1].

Ори выборе дымовых труб для ТЭЦ и котельных, сжигающих твердое топливо, высота трубы принимается по расчету на рассеивание SО2 или золы, дающему большую высоту дымовой трубы. Согласно нормам технологического проектирования [Л. & '§ 78] расчет выполняется при полной электрической нагрузке ТЭЦ и тепловой нагрузке при средней температуре самого холодного (месяца, а не по максимальной тепловой нагрузке.

При сжигании выcокосернистого топлива трубы должны выполняться с защитой от сернистой коррозии. Дымовые трубы сооружаются по типовым проектам, разработанным институтом «Тепло-проект» и утвержденным Госстроем СССР. Вследствие того что дымовые трубы являются аэродромным препятствием, сооружение их подлежит обязательному согласованию с органами воздушного флота.

Дымовые трубы -- дорогостоящее сооружение в комплексе ТЭЦ, поэтому выбор количества их должен производиться с учетом перспективы расширения из расчета обеспечения одной трубой 4--5 котельных агрегатов.

Литература

1.Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод

2.Эстеркин Р.И. Справочное пособие по проектированию систем централизованного отопления.- М.: Стройиздат, 1986.

3.Эстеркин Р.И. Котельные установки курсовое и дипломное проектирование.- М.: Стройиздат, 1980

4.Сборник правил и руководящих материалов по котловым заводам

5.Делягин Г.Н. Лебедев В.И Пермяков Б.А Теплогенерирующие установки.- М.: Стройиздат, 1988

6.Кацович А.Ф. Методические указания к тепловому расчету котлоагрегата (нормативный метод).-А.: КазГАСА, 1998

7.Кацович А.Ф. Методические указания к аэродинамическому расчету котлоагрегатов (нормативный метод).-А.: КазГАСА, 1998

котел топливо очистка газ

Размещено на Allbest.ru