Кафедра «Жылуэнергетика» курстық жоба

жүктеу/скачать 203,06 Kb.

бет	3/3
Дата	13.12.2021
өлшемі	203,06 Kb.
	#125474

1 2 3

Байланысты:
22 врнт

Бастапқы мәліметтер:

Менің 22 нұсқам бойынша берілген мәліметтер:

Отын түрі	СН₄	С₂Н₆	С₃Н₈	^С4^Н10	^С5^Н12	СО₂	N₂	_QР Н
Газ, Промысловск-Астрахань	97,1	0,3	0,1	0	0	0,1	2,4	350490

Қазандық түрі ТГМ-104
Өнімділік, т/сағ, Гкал / сағ	320
Қысым МПа	13,8
Температура С	560
Қоректік судың температурасы, С	230
Шығатын газдардың температурасы, С	300

1 тарау. Жану өнімдерінің мөлшерін, жылу мөлшерін және температурасын, отын шығынын анықтау

Қатты және сұйық отынның жұмыстық массасының элементарлы құрамы немесе газ тәрізді отынның пайыздық құрамы, сонымен қатар жану жылуы анықтамалық мәліметтер бойынша анықталады.

Жану өнімдерінің көлемі мен жылу мөлшері 1 кг қатты немесе сұйық отын үшін және қалыпты жағдайда 1 м3 газ тәрізді отын үшін есептеледі.

Жану үшін қажетті ауаның теориялық мөлшері:

- газ тәрізді отын үшін:





Жану өнімдерінің теориялық көлемі:

- газ тәрізді отын үшін:

мұнда

^dr- газ тәріздес отындардың ылғал құрамы

^г_м3 ^.

Артық ауа болған кездегі су буының нақты көлемі  1 жоғары:

𝑉 = 𝑉⁰ + 0,0161 ∙ ⁽𝛼 − 1⁾∙ 𝑉⁰, ^м³

(5)

𝐻₂𝑂

^в^⁄кг⁽м³⁾

𝑉_𝐻₂_𝑂= 2,8 + 0,0161 ∙ ⁽1,05 − 1⁾∙ 13 = 2,81

түтін газының көлемі:

𝑉 = 𝑉

+ 𝑉⁰ + 𝑉

+ ⁽𝛼 − 1⁾∙ 𝑉⁰, ^м³^⁄(6)

𝑟 𝑅𝑂₂

𝑁₂

𝐻₂𝑂

^вкг

𝑉_𝑟= 15 + 10,4 + 2,81 + ⁽1,05 − 1⁾∙ 13 = 29
^а_ун- газдармен шығарылатын отын күлінің үлесі тең деп қабылданады:

– жағу кезінде сұйық қожды кетіретін ашық және жартылай ашық оттықтар үшін: АШ және ПА – 0,85;

Түтін газдарының массасы:

- газ тәрізді отын үшін:

r

r

r
G  ^c  0,001 d

1,306  V ⁰ , ^кг

в
_м3

(7)

G_r 0,733 0,001 0,11,3061,0513  19

r
мұнда ^^c

- газдың тығыздығы, ^кг

_м3 ^,

^d_r^-^{газ тәрізді}^{отындардың}^ылғал^{құрамы,}^кг_м3 ^.
Оттықтағы артық ауаның коэффициентін жағылатын отынның түріне байланысты (құрғақ қожды кетіретін камералық оттықтар кезінде) таңдау керек:

- газ-мазутты оттықтар үшін ^_Т

 1,05 1,1

Қазандықтардың газ құбырлары бойынша артық ауаның коэффициенті

оттықтағы артық судың және ауаны сорудың сомасы ^^ретінде анықталады,

ауаны сорудың шамасы 1-кесте бойынша анықталады.

Температуралық параметр ретінде жану аймағындағы адиабаттық температура қабылданады:

^а0 0
Т =^𝑄^𝑇− 273, (8)

𝑉 ∙С_ПГ+1,016∙⁽𝛼_ГОР−1⁾∙𝑉 ∙С_в

ПГ

_Т₌73554

− 273 = 1820

^а28,21∙1,65+1,016∙⁽1,05−1⁾∙13∙1,52

Н
мұнда 𝑄_𝑇 = 𝑄^Р + 𝑄_ГВ жану аймағындағы жылу бөлу, кДж⁄кг

C’_ПГ, C_рв – жану және ауа өнімдерінің орташа көлемді жылу сыйымдылығы, кДж / (м3∙К);

^_ГОР- жану аймағындағы артық ауа; газ өткізбейтін қазандықтар үші ^^Т

тең деп қабылданады;

Кешендегі жану өнімдерінің жылу сыйымдылығын табиғи газды жағу кезінде орташаланған тәуелділіктер бойынша анықтауға болады:

Н
𝑄_𝑇= 𝑄^Р + ⁽𝑡в ∙ 𝐶в⁾(9)

𝑄_𝑇= 73098 + ⁽300 ∙ 1,52⁾= 73554

газ тәрізді отынды жағу кезінде

^СПГ

 1,57  0,134  k_t

(10)

^СПГ

 1,57  0,134 0,6  1,65

k_t -жылу сыйымдылығы өзгерісінің температуралық коэффициенті:

t
_k₌t_a−1200

1000

(11)

t
_k₌1800−1200_=0,6

1000
Жоғары температурада ауаның жылу сыйымдылығы

С_В= 1,46 + 0,092 ∙ k_t(12)

С_В= 1,46 + 0,092 ∙ 0,6 = 1,52

Қажетті күтілетін адиабатты температура (˚С):

қатты отын үшін-1600÷1800 ˚С;
мазут және табиғи газ үшін-1800÷2000 ˚С;

Алдын ала қабылданған температурасы t_a мен қажетті мән (𝑇_𝑎− 273) арасындағы рұқсат етілген айырмашылық 50 °С-тан аспауы тиіс, болмаса t_a - ның жаңа мәнін қабылдау және с_пг мен с_в мәндерін нақтылау қажет.

Қазандықтың оттығына түсетін отынның толық шығыны мына өрнектен анықталады:

с
В =^Q^ПК, ^кг^⁄

Q_PT∙η_K

(13)

06503

В = ₇₃₅₅₄_{∙ 0,9}= 26 = 6000 г/с

мұнда Q_ПК- бу қазандығы үшін қазандықтың пайдалы жылуы:

^QПК

 D  (i  i )  D  (i  i ),^кДж

ПЕ ПЕ ПВ ПР ПР ПB _с
⁽14⁾

Q_ПК 178 (3436 1185) 1,78 (2803 1185)  406503

Қыздырылған будың шығыны

^DПЕ

қазандық барабанының үрлеу

шамасымен анықталады

^D_ПР^^(0,01^^0,02)^^D_ПЕ^,^кг_с. Қыздырылған будың,

қоректік судың энтальпиясы тиісті параметрлер бойынша анықталады.
D_ПР (0,01  0,02)  D_ПЕ, ^кг_с

D_ПР (0,01 0,02) 178  1,78
i₁ и i₂ - тиісінше, қазандыққа кіретін және одан шығатын судың энтальпиясы, ^кДж^⁄_кг.

кг қатты, сұйық немесе 1 м3 газ тәрізді отын жанған кезде оттықтағы

пайдалы жылу бөлу (кДж/кг, кДж/м3):
Q_РТ= 73554 (15)

Отынның есептік шығыны (кг/с) жанудың механикалық толық еместігін ескере отырып анықталады:

В = В ∙ (1 −^q⁴) , ^кг^⁄(16)

^Р100 ^с

Р
В = 6 ∙ (1 − ¹) = 5,94 = 59400 г/с

100

тарау. Атмосфераға зиянды заттардың шығарындыларын анықтау

Көміртегі оксиді шығарындыларын есептеу

Түтін газдарымен шығарылатын көміртегі оксидінің мөлшері мына формула бойынша анықталады:

^МС𝑂

= 0,001 ∙ С_СО

∙ В ∙ (1 −^𝑞⁴), ^г^⁄

с
100

(17)

М_С_𝑂 = 0,001 ∙ 18 ∙ 6000 ∙ (1 − ₁₀₀) = 107 г/с

мұнда С_СО- отынды жағу кезінде көміртегі тотығының шығуы ( ^кг^⁄_т

немесе ^кг_⁄_тыс._м₃) ретінде анықталады:

q_з∙ R ∙ Q^P

^ССО

₌ H_,

1013

С_СО=

0,5 ∙ 0,5 ∙ 73098

1013 ⁼¹⁸

мұнда q_з- отын жануының химиялық толық еместігінің жылу шығыны, %; R - өнімдердегі көміртегі оксидінің толық емес жануына байланысты жанармайдың химиялық толық жанбауы салдарынан жылу жоғалту үлесін ескеру коэффициенті. Газ тәрізді отын үшін R = 0,5. q_зжәне q₄ мәндері

нормалар бойынша қабылданады.

2.4. Азот оксидтерінің шығарындыларын есептеу

Қатты , сұйық және газ тәрізді отынды жағу кезінде әрбір қазандықтың түтін газдарымен атмосфераға шығарылатын азот оксидтерінің азот диоксидіне ( ^NOX) толық тотығуына қайта есептегендегі азот оксидтерінің ( ^NO²) жиынтық мөлшері мынадай формула бойынша есептеледі:

^МNO_X

 0,34 10^⁷  K  В  Q^P  (1

q_H

100

)  ₁

 (1 ₁

 r)  ₂

 ₃

 ₂

 (1_аз

 ⁿ^)

n_k
(18)

H
^МNO_X

 0,34 10^⁷  9  6000  73098 (1 

100

) 1 (1  0,025  0,2) 11,6  0,8  (1  0)  169

мұнда В -табиғи отын шығыны, г/с;

К - азот оксидтерінің шығуын сипаттайтын коэффициент;

^¹- жағылатын отын сапасының азот оксидтерінің шығысына әсерін ескеретін коэффициент;

^₂- жанарғылардың құрылымын ескеретін коэффициент (құйынды

жанарғылар үшін – 1, тура ағынды жанарғылар үшін – 0,85);

^₃- қожды шығару түрін ескеретін коэффициент (қатты қожды жою кезінде – 1, сұйық қожды жою кезінде – 1,6);

^₁- оттыққа беру шарттарына байланысты қайта айналатын газдардың әсер

ету тиімділігін сипаттайтын коэффициент;

^²- негізгі жанарғылардан басқа ауаның бір бөлігін беру кезінде азот оксидтері шығарындыларының төмендеуін сипаттайтын коэффициент (екі сатылы жағу кезінде);

r - түтін газдарының рециркуляция дәрежесі, %;

^_аз- азот тазалау қондырғысында ұсталатын азот оксидтерінің үлесі;

ⁿ^^,ⁿ_к- азот тазалау қондырғысы мен қазандықтың жұмыс істеу ұзақтығы, сағ / жыл.

- бу өнімділігі 200 т/сағ және одан жоғары қазандықтар үшін:

_К_12  Д_Ф_,

200  Д_Н

_К_12  640 _₉

200  640

мұнда ^ДН^,^ДФ

-номиналды және нақты бу өнімділігі;

Отынды жағу кезінде мәні

^_Ф^^1,05үшін

^_Ф^^1,05^^1,03үшін

^_Ф^^1,03үшін

^¹тең болып қабылданады:

₁ 1

₁ 0,9

₁ 0,75

Қазанның номиналды жүктемесі және r 20% - дан кем рециркуляция

дәрежесі кезінде коэффициенттің

^₁мәнін тең деп қабылдайды:

₁ 0,0025

оттыққа рециркуляциялық газдарды енгізу кезінде

(жанарғылар тік экрандарда орналасқан кезде);

₁ 0,015

жанарғылар астындағы шлицалар арқылы енгізу кезінде;

^₁^^0,025қыздырғыштардың сыртқы каналы бойынша және егер сұйық және газ тәрізді отын жағылса, екі ауа ағынын бөліп алу үшін ауа үрлеуіне енгізілген кезде 0,035.

Рециркуляция газдарын бастапқы аэроқоспаға енгізу кезінде

₁ 0,010

қатты отынды жағу кезінде және егер Жоғары температуралы жағу ұйымдастырылған болса, қайталама ауаға кіру кезінде 0,005-ке тең. Төмен

температуралы жану кезінде мөлшері

^₁^⁰.

Атмосфераның диоксид пен

NO_X

азот оксиді шығарындыларымен

ластануын есептеу үшін олардың мөлшерін өрнектерден анықтау керек:

2
^МNO

 0,8  M _NO

X

2
^МNO

 0,8 169  135

^MNO

 0,13  M _NO

X
^MNO

 0,13169  22

тарау. Күлұстағыш қондырғыны есептеу және таңдау

Нақты құрылғылардағы NOx шығарындыларының көп бөлігі Зелдовичтің жоғары температуралы механизміне түсетіндіктен, осы шығарындыларды азайтудың қазіргі кездегі дамыған әдістерінің көпшілігі жану аймағындағы максималды температураны төмендетуге және осы аймақта реагенттердің болу уақытын азайтуға бағытталған. Азот оксиды шығарындыларын төмендетудің бірнеше жолдары бар.

Селективті каталитикалық қалпына келтіру

Селективті каталитикалық қалпына келтіру әдісі тиімділігі 90% дейін болатын NOx-тен түтін мен Шығатын газдарды тазарту үшін қолданылады. Реагент, әдетте аммиак немесе мочевина пайдаланылған газ ағынына енгізіледі және қоспасы катализаторға түседі. Катализатор 450-ден 900 К-ге дейінгі температура диапазонында жұмыс істейді және азот оксиді молекулалық азотқа азайтылатын келесі реакциялардың жүруін қамтамасыз етеді:

Аммиак қосылған жағдайда

мочевинаны қолданған жағдайда (қымбат реагент).

Катализаторлар ванадий, молибден немесе вольфрам қоспалары бар титан оксидін, цеолиттерді, темір фосфаттарының жұқа қабықшасы бар темір оксидтерін немесе агломерацияланған түйіршіктер түрінде белсендірілген көміртекті пайдаланады. Катализатордың материалы оның бағасы мен берілген жұмыс жағдайындағы ұзақ мерзімділігін ескере отырып таңдалады.
Селективті каталитикалық емес қалпына келтіру

Селективті каталитикалық емес қалпына келтіру әдісі әлемдік энергетикада кеңінен қолданылады. Бұл әдіспен түтін газдарына аммиак немесе мочевина қосылады, олар NO-ны молекулалық азотқа дейін төмендетеді. Катализаторды пайдаланудан бас тарту процесті едәуір төмендетеді.

Бұл әдіс шамамен 1100-ден 1400 К-ге дейінгі температура диапазонында қолданылады және жалпы реакциямен сипатталады.

Төмен температурада реакция тым баяу жүреді, ал жоғары температурада реакция онымен бәсекелесе бастайды.

Бұл әдісті қолданудағы негізгі қиындық реагенттің түтін газдарымен белгіленген температура терезесінде араластырылуын және онда 200-500 мс болуын қамтамасыз ету қажеттілігімен байланысты

4. Түтін құбырын есептеу және таңдау

4. 1. Түтін құбыр есептеу
Құбырдың минималды рұқсат етілген биіктігі Н, кезде қамтамасыз етілетін С_м=ПДК бірнеше түтіндік құбырларға бірдей биіктікте болады, егер фондық газдану болса С_Фзияндылықтың басқа көздерінен, мынадай формула бойынша есептеледі:

_Н₌_√А∙М∙𝐹∙𝑚

ПДК−С_Ф

3 ^𝑁, м

√
𝑉∙𝛥𝑇

Н1 =

200 ∙ 794 ∙ 1 ∙ 0,94 ³1

√
√

= 115

0,5 − 0,24 343 ∙ 240

Н2 =

200 ∙ 794 ∙ 1 ∙ 0,99 ³1

√
√

= 103

0,5 − 0,16 343 ∙ 240

Н3 =

200 ∙ 794 ∙ 1 ∙ 1,04 ³1

√
√

= 100

0,5 − 0,12 343 ∙ 240

мұнда 𝐴 - қолайсыз метеорологиялық жағдайлар кезінде атмосфераның температуралық стратификациясына тәуелді және атмосферадағы зиянды заттардың тік және көлденең шашырау жағдайларын айқындайды Қазақстан үшін 200 тең деп қабылданады;

М - атмосфераға шығарылатын зиянды заттардың жиынтық мөлшері г/с;

𝐹 - атмосфералық ауада зиянды заттардың шөгу жылдамдығын ескеретін өлшемсіз коэффициент, газ тәріздес қоспалар үшін 𝐹 = 1, шаң-тозаңды ұстау дәрежесі 90% жоғары болса - 𝐹 = 2, ал төмен болса 90% - 𝐹 = 2,5;

𝑉 - ЖЭС-тегі түтін газдарының жалпы көлемі, ^м³^⁄_с;

𝑚 -газ-ауа қоспасының шығарынды көзінің сағасынан шығу жағдайларын

ескеретін өлшемсіз коэффициент:

3
𝑚 = ¹,

^0,67+0,1∙√^𝑓+0,34∙√^𝑓

1

^𝑚1⁼0,67 + 0,1 ∙ _√0,76 + 0,34 ∙ ³_√0,76 ⁼^0,94

1

^𝑚2⁼0,67 + 0,1 ∙ _√0,49 + 0,34 ∙ ³_√0,49 ⁼^0,99

1

^𝑚3⁼0,67 + 0,1 ∙ _√0,34 + 0,34 ∙ ³_√0,34 ⁼^1,04
мұнда f параметрі келесідей анықталады:

𝑓 =

10³∙𝜔²∙𝐷₀_,

0
𝐻²∙𝛥𝑇

_𝑓1₌10³∙25²∙4,2_=0,76120²∙240
_𝑓2₌10³∙25²∙4,2_=0,49150²∙240
_𝑓3₌10³∙25²∙4,2_=0,34180²∙240
мұнда 𝐷₀ - түтін құбырының диаметрі, м;

𝜔₀ – түтін құбырының аузындағы газ жылдамдығы, м/с;

𝑁 - құбыр сағасындағы газдардың жылдамдығы;

𝛥𝑇 - шығарылатын газдардың температурасы мен ауаның орташа температурасы арасындағы айырмашылық, бұл ең ыстық айдың орташа температурасы сағат 14.00-де деп алынады.

Күкірт ангидриді мен азот оксидінің шығарылуы кезінде олардың атмосферадағы бірлескен әрекеті ескеріледі. Бұл жағдайда эмиссия келесі өрнектен күкірт оксиді эмиссиясына айналады:
М = М_𝑆𝑂₂+ 5,88 ∙ 𝑀_𝑁𝑂₂,

М = 0 + 5,88 ∙ 135 = 794

Түтін құбыры сағасының диаметрі мына формула бойынша анықталады

𝐷₀

⁼^1,13^∙√ ^𝑉^,

𝑁∙𝜔₀

𝐷₀

343

= 1,13 ∙ ^√= 4,2

1 ∙ 25

Түтін құбырының сағасындағы жылдамдық техникалық-экономикалық есептеулер негізінде таңдалады және құбырдың биіктігіне байланысты болады, ол 17-кестеде көрсетілген.

кесте

Газ жылдамдығының құбыр биіктігіне тәуелділігі

Высота трубы 𝐻, м	120	150	180	240	330
Скорость газов на выходе 𝜔₀, м/с	15-25	20-30	25-35	30-40	35-45

Атмосферадағы зиянды қоспалардың жақсы таралуын қамтамасыз ету үшін құбырлардың ең аз мөлшері болған жөн.

Әдебиет

Қазандық агрегаттарының жылу есебі (Нормативтік әдіс). - М., Энергия, 1973 ж.
Жылу және атом электр станциялары. Жалпы редакциялаушы г. А. Григорьев пен В. М. Зорин – М., Энергоиздат, 1982 ж.
Русанова А. А. - М., Энергоатомиздат, 1983 ж. жалпы редакциясымен шаң мен күлді ұстау жөніндегі анықтамалық
Жабо В. В. ЖЭС және АЭС-тегі қоршаған ортаны қорғау. - М., Энергоатомиздат, 1992 ж. - 240 б.
Рихтер Л. А. жылу электр станциялары және атмосфераны қорғау. - М., 1975 ж. - 312 б.
Рихтер Л. А., Волков Э. П., Покровский В. Н. су және ауа бассейндерін жылу электр станцияларының шығарындыларынан қорғау. - М., 1981 ж. - 291 Б.
Шаң мен күлді ұстау анықтамалығы. Бергер м. и., Вальдберг А. ю. - М., Энергоатомиздат, 1983 ж. - 312 б.

Қорытынды

Біз "жылу энергетикалық жабдықтарды пайдалану кезінде қоршаған ортаны қорғау" пәні бойынша теориялық білімге оқыту бағдарламасының курстық жобасын қарастырдық. Курстық жобаны орындау келесі мақсаттарды көздейді: студенттердің теориялық курсты оқу кезінде алған білімдерін бекіту; студенттерге жеке түйіндерді және жалпы жобаны өз бетінше әзірлеуге мүмкіндік беру; студенттердің ГОСТ, нормативтік материалдар, анықтамалық және техникалық әдебиеттерді пайдалану дағдыларын игеру.

Осы курстық жоба шеңберінде отын шығынын, пайда болған жану өнімдерінің мөлшерін және оттықтан шыққан кезде шығатын газдардың температурасын есептеу, қатты бөлшектердің, күкірт, азот және көміртегі оксидтерінің шығарындыларын есептеу, күл ұстағыш қондырғыны есептеу және таңдау, түтін құбырын, түтін сорғысын есептеу және таңдау қазандықтардың жолы бойынша қысымның жоғалуын ескере отырып жүргізілді.

жүктеу/скачать 203,06 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3

Кафедра «Жылуэнергетика» курстық жоба

Бастапқы мәліметтер:

1 тарау. Жану өнімдерінің мөлшерін, жылу мөлшерін және температурасын, отын шығынын анықтау

тарау. Атмосфераға зиянды заттардың шығарындыларын анықтау

2.4. Азот оксидтерінің шығарындыларын есептеу

тарау. Күлұстағыш қондырғыны есептеу және таңдау

4. Түтін құбырын есептеу және таңдау

Әдебиет

Қорытынды