Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Мая 2014 в 00:30, дипломная работа
Для повышения надежности работы элементов котла, а следовательно и всей котельной установки, учитывая что большая часть котлов выработала свой ресурс, возникает необходимость проектирования новых котлов непосредственно для сжигания газа. Объектом данной работы является проект парового котла для Томской ГРЭС – 2 взамен котлов ТП-230 для работы на природном газе и мазуте. В качестве основного топлива принимается природный газ Томской области Мыльджинского месторождения. Цель работы – разработка новой котельной установки с исходными параметрами па-ра.
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ 8
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА ДЛЯ РАБОТЫ НА ГАЗЕ 9
3 ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛА ДЛЯ РАБОТЫ НА МАЗУТЕ 81
4 АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ТРАКТА КОТЛА 82
5 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛА РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 90
6 РАСЧЕТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ 93
7 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОТЛА 99
8 АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ 107
9 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ БЕЗОПАСНУЮ РАБОТУ КОТЛА 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 132
В настоящее время человек столкнулся с серьезной проблемой загрязнения окружающей среды. Причин, оказывающих негативное влияние на окружающую среду очень много. И одним из основных факторов загрязнения окружающей среды являются ТЭС. ТЭС негативно взаимодействует с окружающей средой посредствам загрязнения ее двумя категориями выбросов: 1) токсичные выбросы в атмосферу с дымовыми газами котлов; 2) сбросы загрязненных сточных вод.
Существует пять основных видов токсичных выбросов в атмосферу:
1) выбросы твердых частиц; 2) выбросы оксида серы; 3) выбросы оксидов азота; 4) выбросы оксидов углерода; 5) выбросы непредельных углеводородов.
При сжигании различных видов топлива в атмосферу поступает разное соотношение загрязнителей. При сжигании газообразного топлива основными выбросами в атмосферу являются: оксиды азота и углерода.
1. по расчетным данным, теплового расчета (см.п.2), определить валовые выбросы вредных веществ;
2. сравнить полученные значения
массовых выбросов оксида
3. выбрать наиболее перспективные воздухоохранные технологии.
6.1 Расчет выбросов оксида азота
6.1.1 Определение суммарного количества оксидов азота NOx в пересчете на полное окисление оксидов азота в диоксид азота NO2, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами каждого котла при сжигании газообразного топлива.
6.1.2 Коэффициент, характеризующий выход оксидов азота,
где =230 т/ч фактическая паропроизводительность, =230 т/ч номинальная паропроизводительность.
6.1.3 Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива
( см.п.2.5.6)
q4=0%.
6.1.4 Коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива, для газообразного топлива при принимается, согласно [3, п.3.6], равным
6.1.5 Коэффициент, учитывающий конструкцию горелок принимается, согласно [4, стр.6], равным
6.1.7 Суммарное количество оксидов азота NOx в пересчете на полное окисление оксидов азота в диоксид азота NO2, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами каждого котла при сжигании газообразного топлива [3, стр.6]
где В – расход условного топлива за рассматриваемый период
6.2 Расчет выбросов оксида углерода
6.2.1 Определение количества оксида углерода
6.2.1.1 Коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленный неполным сгоранием углерода [3, стр.9]
R=0,5.
6.2.1.2 Низшая теплота сгорания рабочего топлива ( см.п.2.1.3)
6.2.1.3 Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива ( см.п.2.5.6)
6.2.1.4 Теплота сгорания оксида углерода [3, стр.9]
6.2.1.5 Количество оксида углерода
6.2.2 Количество оксидов углерода, выбрасываемое в атмосферу с дымовыми газами котла
6.3 Образование оксидов азота.
6.3.1 Образование термических оксидов азота.
Определяющими характеристиками при образовании термических оксидов азота являются максимальная температура факела и температурный интервал реакции. Расчетное значение максимальной температуры факела зависит от условной адиабатной температуры в зоне горения.
6.3.2 Определение условной адиабатной температуры в зоне горения.
6.3.2.1 Тепловыделение в зоне горения [3, стр. 11]
6.3.2.2 Присосы воздуха в топку ( см.п.2)
6.3.2.3 Избыток воздуха в зоне горения при наличии присосов воздуха в топку [3, стр. 11]
6.3.2.4 Полезное тепловыделение в топке [тепловой расчет см.п.2.9.1.3]
6.3.2.5 Ожидаемая адиабатная температура [1, стр.12]
6.3.2.6 Температурный коэффициент изменения теплоемкости [3, стр.11]
6.3.2.7 Средняя теплоемкость продуктов сгорания [4, стр.11]
6.3.2.8 Теплоемкость воздуха [4, стр.11]
6.3.2.9 Условная адиабатная температура в зоне горения [3, стр.11]
6.3.3 Определение максимальной температуры зоны горения
6.3.3.1 Доля сгоревшего топлива на участке от выхода из горелки до завершения интенсивного высокотемпературного горения [3, стр.12]
6.3.3.2 Коэффициент тепловой эффективности экранов в зоне ядра факела (см.п2.9.6.3)
6.3.3.3 Коэффициент, учитывающий тип горелки, [3, стр.12]
6.3.3.4 Максимальная температура зоны горения
6.3.4 Теоретическое время достижения равновесной концентрации оксида азота при температуре реакции
6.4.5 Определение расчетного время реакции образования оксидов азота в топке.
6.4.5.1 Температурный интервал активной реакции образования оксидов азота [1, стр.13]
6.4.5.2 Ширина топки ( см.п.2.7.7.7)
ат=8,05 м.
6.4.5.3 Глубина топки ( см.п.2.7.7.8)
bт=7,05 м.
6.4.5.4 Среднее тепловое напряжение топочной камеры [3, стр.13]
6.4.5.5 Расчетный периметр стен призматической топочной камеры
П=2 ат+2 bт=2∙8,05+2∙7,05=30,2 м.
6.4.5.6 Тепловое напряжение топочного объема
6.4.5.7 Средняя расчетная температура газов в топочном объеме
6.4.5.8 Удельный приведенный объем газов при α=1 [4, стр.13]
6.4.5.9 Коэффициент заполнения сечения топки восходящим потоком газов [3, стр.13]
6.4.5.10 Время пребывания газов в топочной камере [3, стр.13]
6.4.5.11 Расчетное время образования оксидов азота в топке
6.4.6 Определение концентрации оксидов азота, образующихся за счет термической реакции в зоне ядра факела в пересчете на диоксид азота.
6.4.6.1 Плотность кислорода при атмосферном давлении [3, стр.14]
6.4.6.2 Концентрация остаточного кислорода
6.4.6.3 Концентрация оксидов азота, образующихся за счет термической реакции в зоне ядра факела, в пересчете на диоксид азота
6.5 Расчет быстрых оксидов азота
6.6 Суммарная концентрация оксидов азота
6.7 Пересчет концентраций загрязняющих веществ для коэффициентов воздуха отличных от 1,4
6.7.1 Определение допустимой концентрации загрязняющих веществ при нормальных условиях.
6.7.1.1 Теоретическое количество дымовых газов при нормальных условиях
( см.п. 2.3.8)
6.7.1.2 Теоретическое количество сухого воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, при нормальных условиях ( см.п. 2.3.1)
6.7.1.3 Коэффициент избытка воздуха ( см.п.3)
6.7.1.4 Допустимая концентрация NOx при нормальных условиях, [3, стр22]
6.7.2 Определение допустимой концентрации загрязняющих веществ в дымовых газах при =1,4 и нормальных условиях.
6.7.2.1 Объем дымовых газов, при =1,4 и нормальных условиях [3, стр24]
6.7.2.2 Допустимая концентрация NOx в дымовых газах при =1,4 и нормальных условиях [3, стр23]
.6.8 Т.к. полученные допустимые концентрации загрязняющих веществ в дымовых газах при =1,4 не превышают нормативных значений, следовательно, проводить мероприятия по очистке дымовых газов не требуется.