Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Расчет процесса горения природного газа



 

Состав природного газа, используемого в котельном цехе № 3 в качестве топлива, представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2 Состав природного газа.

Наименование Обозначение Размерность Величина
Метан 4 % 98,172
Этан С2Н6 % 0,46261
Пропан С3Н8 % 0,22532
Бутан С4Н10 % 0,0934
Пентан С5Н12 % 0,0214
Двуокись углерода СО2 % 0,02244
Кислород О2 % 0,026561
Азот N2 % 0,97638
Низшая теплота сгорания топлива при t=20 0C     ккал/м3  

 

Объемы воздуха и продуктов сгорания определяются на 1 м3 сухого газообразного топлива при нормальных условиях.

Расчет производится согласно нормативному методу

Расчет объемного состава и энтальпии продуктов сгорания газообразного топлива.

Теоретическое количество воздуха , необходимое для сгорания 1 нормального кубического метра топлива определяется по формуле [17]

, (3.3)

где H2 ,CO - содержание отдельных газов в топливе в %;

m и n числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.


Теоретическое количество воздуха в м3/м для сжигания 1 кг топлива

находим по формуле [17]

, (3.4) (3.4)

где V0 - теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания

1 нормального кубического метра топлива, м33;

ρв= 1,225 плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3;

ρг =0,73 плотность природного газа при нормальных условиях, кг/м3

м33

Расход воздуха необходимый для сжигания топлива в кг/снаходим по формуле [17]

, (3.5)

Где Gкт- расход газа за ГТУ, кг/с;

Gгт- расход сжигаемого в КС ГТУ топлива, кг/с.

Gв= 67-1,5=65,5 кг/с.

Коэффициент избытка воздуха αКТ в камере сгорания находим по формуле [17]

, (3.6)

где Gв - расход воздуха необходимый для сжигания топлива, кг/с;

V0 - теоретическое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива, кг/кг.

=6,88

Объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива находим по формуле [17]

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

где αкт - коэффициент избытка воздуха в камере сгорания;

V0 - теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 нормального кубического метра топлива, м33.

 

Полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива находим по в формуле [17]

, (3.11)

где - объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива, м33.

Объемные доли продуктов сгорания находим по формуле [17]

(3.12)

(3.13)

(3.14)

(3.15)

где - объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива, м3/м3;

Vг - полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива, м33.

Молекулярную массу продуктов сгорания в г/моль находим по формуле [11]

(3.16)

Где - объемные доли компонентов топливного газа.

Находим параметры βГ для газовой смеси известного состава [11]

(3.17)

Где - объемные доли компонентов топливного газа.

 

Расчет дымовой трубы

 

Принимается для ГТУ отдельная дымовая труба, устанавливаемая после котла-утилизатора. Размеры ее (высота и диаметр устья) определяются из условия обеспечения предельно допустимой концентрации NO2 в окружающем воздухе (ПДК) при нагрузке котла-утилизатора в номинальном режиме со средней температурой окружающего воздуха за наиболее холодный месяц, равной –14,9 0С.

Диаметр дымовой трубы будем считать по расходу уходящих газов при сжигании природного газа, т.к. их расход больше, чем при сжигании мазута.

Имеем: суммарный объем уходящих газов после котла-утилизатора при объемном расходе 67,48 м3/с. Равен 243 тыс. нм3/ч; средняя температура газов при входе в дымовую трубу 110 0С. Температуру газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в дымовой трубе принимаем равной 90 0С.

Объемный расход газов 1, выходящих из дымовой трубыопределяем по формуле

, (3.18)

где Vг – суммарный объем уходящих газов после котла-утилизатора

tкух – средняя температура газов при входе в дымовую трубу

tух – температура газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в трубе.

Объемный расход составит

м3

Выходную скорость газов принимаем 18 м/с (согласно стр. 141 из [9]).

 

Требуемый диаметр устья трубы в мм определяется по формуле

, (4.19)

Принимаем к установке дымовую трубу по типовому проекту с диаметром устья 2,1 м (согласно СНИП II-35-76 КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ).

Действительная выходная скорость газов в м/с определяется по формуле

(3.20)

Высота дымовой трубы определяется по условиям рассеивания в воздушном пространстве вредных выбросов, ПДК которых в окружающем воздушном пространстве регламентируется санитарными нормами.

Минимально допустимая высота дымовой трубы НМИН, м, подсчитывается из условия предельно допустимых концентраций NO2 , в атмосфере по формуле (6-4 из [9]):

(3.21)

где А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности (для Урала А=160);

М – выброс NO2, г/с ; М= 67,48·0.05= 3,3 г/с

F – коэффициент (при расчете по SO2 принимается равным 1);

ПДК – предельно допустимая концентрация NO2;

V1 – секундный объем газов, выбрасываемых из трубы, м3/с;

ΔТ – разность температур между выходящими из трубы газами и окружающим воздухом, 0С.

Выбросы окислов азота в г/м3 определяется по формуле

 

(3.22)

где Z- Уровень выброса вредных веществ, г/ м3

г/с

 

Выброс окислов азота при природного газа составит 3,3 г/с.

Минимально допустимая высота дымовой трубы НМИН составит

Согласно полученных данных для удовлетворения показателей предельно-допустимых концентраций вредных выбросов в атмосферу устанавливаем дымовую трубу с диаметром устья 2,1 м и высотой 17,4 м.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.