Расчет высоты и аэродинамического сопротивления дымовой трубы

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒

В современных теплогенерирующих установках дымовая труба потеряла свою роль основного создателя тяги, которую теперь выполняет дымосос, хотя самотяга трубы и уменьшает требуемое полное давление, создаваемое дымососом. Сейчас дымовая труба играет роль рассеивающего устройства, которое уменьшает концентрацию вредных выбросов до санитарных норм в приземном, на уровне роста человека, слое.

Ниже приведена методика определения высоты дымовой трубы в соответствии с санитарными нормами. Минимальная высота трубы принимается 30 м, чтобы уменьшить вредные выбросы около близко стоящих современных зданий.

Из моделей точечного источника и приземной атмосферы выводится следующая формула для определения высоты трубы по спанитарным соображениям (фоновое загрязнение атмосферы на данном этапе учитывать не будем):

, м,

где , сек^2/3мг/К^1/3 - коэффициент, связанный с вертикальным и горизонтальным перемешиванием атмосферного воздуха из-за температурной неоднородности атмосферы; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных частиц в атмосферном воздухе: для газообразных веществ при сжигании любого топлива F=1, для частиц золы и пыли, если КПД золоуловителя < 90% F=2, 5, а если КПД> 90%, то F=2; М, г/сек – количество данного вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу; m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выброса газовоздушной смеси из устья трубы; ПДК, мг/м³ – предельно допустимая концентрация вредного вещества, лимитирующая чистоту воздушного бассейна; V_Д, м³/сек– суммарный расход дымовых газов всех теплогенераторов при установке одной трубы на все котлы; DТ, ^оС – разность между температурой выбрасываемых газов (обычно температура уходящих газов, t_ух, ^оС) и средней температурой воздуха t_в, ^оС, под которой понимают среднюю температуру самого жаркого месяца года в полдень.

Коэффициент т определяется следующим образом:

где

где , м/сек - скорость выхода газов из устья трубы. Для оценки f рекомендуется принять =15-20 м/сек, Н=30м. если в результате расчета величина Н будет отличаться от предварительно принятой в высшую сторону более, чем на 5 м, то весь расчет следует уточнить.

Коэффициент п зависит от параметра V_м следующим образом:

, м³/сек

где - число теплогенераторов; , м³/сек - расход газов одного котла после конвективного пучка перед дымососом. Этот расход определяют по результатам теплового расчета котла:

, м³/сек

где , кг(м³)/сек - расчетный расход топлива; V_КП, м³/кг(м³) -объем газов в конвективном пучке; , доли - присосы воздуха в конвективном пучке; , м³/кг(м³) - теоретический объем воздуха. n = 3, если V_м £ 0, 3

n = 3 - , если 0, 3 < V_м £ 2

n = 1, если V_м > 2.

Количество выбрасываемой в атмосферу золы при сжигании твердого топлива:

, г/сек

где , % - количество минеральных примесей в топливе, , % - механический недожог, , МДж/кг - теплота сгорания топлива, а_ун, доли - доля уносимой с газом золы, , доли - КПД золоуловителя, , шт., - число теплогенераторов.

Количество выбрасываемого в воздух сернистого газа при сжигании любого топлива:

, г/сек,

где , % - количество летучей золы в топливе, , доли - доля сернистого газа, поглощаемого в газоходах золой топлива: для канско-ачинских =0, 2, для экибастузских =0, 02, для всех остальных углей =0, 10.

Количество выбрасываемых в атмосферу окислов азота, приведенных к NO₂:

, г/сек,

где К - коэффициент, характеризующий выход окисло азота в зависимости от условий сжигания. Для водогрейных котлов с теплопроизводительностью Q, Гкал/час, К=2, 5^.Q/(20+ Q); коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота содержащегося в топливе азота. Для природного газа =0, 85; для мазута =0, 8; для твердого топлива при N^Г < 1% =0, 55, при N^Г = 1 – 1, 4% =0, 70, при N^Г = 1, 4 – 2, 0% =1, 0, при N^Г> 2% =1, 4.

Среднесуточные ПДК, утвержденные Минздравом РФ, следующие: для золы ПДК_зл=0, 5мг/м³, для сернистого газа ПДК_SO₂=0, 5 мг/м³, для двуокиси азота ПДК _NO₂=0.085 мг/м³. Учитывается совместное действие вредных веществ согласно условию:

где С - концентрации i-того вещества в атмосфере.

Количество газообразных выбросов суммируется и приводится к выбросам сернистого ангидрида по формуле:

, г/сек

Прежде чем рассчитывать высоту трубы по основной формуле, подсчитывает комплексе для золы F_зл^.М_зл/ПДК_зл и для газов F_газ^.М_газ/ПДК_газ. Расчет ведут по большему комплексу (обратить внимание на правильное определение коэффициента F: для газов F = 1 при сжигании любого топлива).

Если высота трубы оказалась меньше предварительно заданных 30 м, то оставляют высоту трубы равной 30 м. если рассчитанная высота трубы Н превосходит более чем на 5 м предварительно заданную высоту, то расчет уточняют. Новую высоту трубы Н находят по формуле

, м,

где коэффициенты m₁ и n₁ вновь находят для полученной в расчете высоты H, а коэффициенты m и n получены ранее для высоты 30 м.

В соответствии со СНиП II-35-76 следует выбирать дымовую трубу из кирпича или железобетона из следующего ряда диаметров выходного отверстия: 1, 2; 1, 5; 1, 8; 2, 1; 2, 4 м и т.д. Высота дымовых труб должна приниматься 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 и 180 м. Минимальный диаметр выходных отверстий кирпичных труб 1, 2 м, монолитных железобетонных – 3, 6 м. Рекомендуемая скорость выхода газов из устья трубы d_вых для труб с высотой до 45 м – (15-20) м\сек, а при высоте более 45 м – (20-25) м/сек.

Аэродинамическое сопротивление конических кирпичных и железобетонных труб есть сумма сопротивления трения прямой конической части и местного сопротивления устья из-за изменения сечения потока газов в момент выхода его в атмосферу:

, Па,

причем сопротивление трения есть

, Па,

где i = 0, 02 – средний уклон внутренней части трубы, , кг/м³ – плотность газов за конвективным пучком, приближенно:

, кг/м³

где , м/сек – скорость выхода газов через устье трубы,

а местное сопротивление:

, Па

где коэффициент местного сопротивления устья трубы.

Рассчитываем сопротивление, приняв диаметр устья трубы из рекомендуемого ряда значений и уточнив скорость выхода газов из устья трубы:

, м/сек

Самотяга дымовой трубы определяется по формуле:

, Па

где Н, м – рассчитанная геометрическая высота трубы, , м/с²– ускорение свободного падения, 1, 21, кг/м³ – плотность воздуха при 20 ^оС, , кг/м³ – плотность дымовых при температуре уходящих газов.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 Следующая ⇒