Расчет устройства золоулавливания для очистки отходящих газов от котельной

В = 23,85 кг/час.

8. Температура  газа перед золоуловителем: Т  = 150 ºС.

9. Коэффициент  избытка воздуха перед золоуловителем:

α=1,45.

10. Разряжение: Р_Р = 250 мм вод ст.

11. Требуемая  степень очистки газов от золы: η = 98%. 

Расчетная часть

I. Объем дымовых  газов на 1кг сжигаемого  топлива определяется  по следующему  соотношению:

V_T = V_R02 + V_ON2 + V_H20 + (α - 1)V₀; [м³/кг],

где V_T  - объем дымовых газов на 1кг сжигаемого топлива;

      V_R02 - объем трехатомных газов,

;[м³ /кг]

 м³ /кг

V_ON2 - теоретический объем азота

;  [м³/кг]

Vo  -  теоретическое   количество   сухого   воздуха,   необходимое   для   полного сгорания топлива:

,  м³/кг

 , м³/кг

V_0H2O ^_ теоретический объем водяных паров, рассчитывается по формуле: ; [м³/кг]

  V_0H2O ⁼ 0,111∙3 + 0,0124∙20 + 0,0161∙4,68 =0,66 м³/кг

V_H2O - действительный объем водяных паров

V_H2O = V_0H2O+0.016+(α - 1) V₀ ; [м³/кг]

V_H2O = 0,66 + 0,016 + (1,45 - 1)∙4,68= 2,78 м³/кг,

т.о. объем  дымовых газов сожжении 1 кг топлива  составит:

V_T =0,77 + 3,7 + 2,78 + (1,45-1)∙4,68 = 9,356 м³/кг.

Суммарный расход дымовых газов, проходящий через  аппарат с учетом 10 % подсоса атмосферно воздуха, составит:

;[м³ /кг]

где В - расход сжигаемого топлива; В = 6,68 кг/с;

      Т-температура газа перед золоуловителем, Т = 150 °С

 м³ /кг

Рассчитываем  концентрацию золы дымовых газов, поступающих  на очистку: ,[г/м³],

где а_ун - доля золы топлива, уносимая газами = 0,9

, г/м³

     П. Расчет мокрого золоуловителя.

     

     Наиболее  подходящим принципом для очистки  дымовых газов от летучей золы и частиц недожога, является принцип  использования центробежного эффекта  в чистом виде или в сочетаниях с осаждением взвешенных частиц на орошаемых решетках и кошельках распыленной жидкости.

     Принцип, используется в чистом виде, реализуется  со степенью очистки не более, чем на 90%. Поэтому, в настоящее время принимают устройство степенного типа (с орошаемыми решетками или росплывям жидкости). Такие аппараты позволяют очищать золу и недожоги со степенью очистки на 98 %.

     Применение  орошаемых решеток связанно с  большими эксплутационными трудностями. Т.е., с увеличением расхода отходящих  газов, уменьшается степень чистки таких аппаратов. Поэтому, для больших расходов на выходе устанавливают секционные аппараты.

     В настоящее время для средних  мощностей ТЭЦ, уральским отделением ОРГРС, разработан аппарат, состоящий из трубки Вентури. Предлагается использовать вертикальную и горизонтальную компоновку

       

Мокрые золоуловители с трубками Вентури получили широкое распространение на отечественных электростанциях.

     Основные  достоинства этих аппаратов

- сравнительно  высокая и стабильная степень  очистки газов от золы;

- умеренное  гидравлическое сопротивления аппаратов;

- небольшие  капитальные эксплутационные затраты;

- возможность  устойчивой работы на оборонной  воде. 
 
 
 
 

Схема Вентури 

1. - конфузор;
2. - наконечник центральной подачи воды;
3. - диффузор;
4. - горловина.

    Расчет  начинаем с выбора скорости катка газов в горловине  трубы.

Скорость  выбираем из следующих условий:

1. При улавливании высокодисперсных частиц (пыли или тумана)

v₂ = 90-120 м/с

v₂ - скорость потока газа в горловине трубы;

2.При улавливании пыли или капель жидкости 
v₂ =70-90 м/с

3. При использовании турбулентного газопромывателя (для охлаждения газов) или адсорбции из него паров:

v₂=40-70м/с

Расход  жидкости в турбулентном промывателе  следует принимать:

m_ж = 0,25·10^-3 ÷1,25·10^-3 (м³)

Задаемся  скоростью газа в газоводе перед конфузором трубы:

v₁ = 20 м/с

Рассчитываем  диаметры входного сечения трубы  – Д₁, Д₂:

        

где V₁ - объемный расход газов перед конфузором трубы при рабочих условиях.

V₁ = 81,6 м³/c

V₂ - объемный расход газа через горловину трубы: V₂ =V₁+V_BH;

V_вн=V₁·0,25·m_ж, m_ж =1·10^-3  м³,

V_вн = 81,6 · 0,25 · 1 · 10^-3 = 0,0204 м;

V₂ = 81.6 + 0.0204= 81.62, м

v₂=100 м/с

Определим диаметр выходного сечения трубы - Д₃:

где v₃ =v₃ ;

v₃=20÷25 м /c;  v₃=25 м/с;

Определим длину выходного участка:

, м

  где α₁ - угол сужения конфузора, рекомендуется принимать при нормальной

длине трубы, 25 °;

,м;

Определим длину горловины трубы:

l ₂=0,15·Д_2; м

/₂ =0,15·1,02 = 0,153 м

Определим длину выходного участка трубы (диффузора)

Где а₂ -угол расширения диффузора, принимаем равным 6°

,м

Гидравлическое  сопротивление подсчитывается по следующему соотношению: при подаче жидкости в трубу одновременно в виде центрального наконечника:

,Па,

где f_ж - коэффициент гидравлического сопротивления трубы вызванный вводом в ее орошаемой жидкости и зависящий от скорости газов (определяется по графику);

       т_ж - удельный расход жидкости;

       ρ₂ - плотность газов в горловине при рабочих условиях.

;[кг/м]

где ρ₀ - плотность влажных газов и равняется 1,5кг/м³;

     Р ₂ - абсолютное давление в горловине:

;

где f_k- коэффициент гидравлического сопротивления конфузора, и берется в пределах от 0,01 – 0,05

График  зависимости f_ж от скорости газов v₂ при различном расходе воды:

 

l) m = 0,3*l0^-3

2) m = 0,5*10^-3

3) m = 0,75*10^-3

4) m=l,0*10^-3

5) m=l,25*10^-3,

T.o f_ж = 0,98

ρ_ж = 900

ρ₁ = 1,5 ρ₀ = 1,5 · 1,5кг/м³ = 2,25кг/м³

P₁ = 250 мм рт.ст – 1 кг/см²

x = = 0,339 кг/cm²

P₁ = 1 + 0,339 = 1,339кг/см²

m_ж = 0,75 · 10^-3 ·m_г = 0,75·10^-3 · 178 = 0,136 кг

, кг/см² 

; 

Подсчитаем гидравлическое сопротивление:

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Правила технической эксплуатации газоочистных и пылеулавливающих установок.

     Правила технической эксплуатации разрабатываются  государственной инспекцией по контролю газо-, пылеочистки.

     Инструкция  по эксплуатации должны быть разработаны  для каждой профессии рабочих  и пересматриваться не реже 1 раза в 5 лет. А при изменении технологического процесса или при применении новых видов оборудования до начало вводимого изменения.

     Указанные инструкции должны содержать схемы  газоочистных установок, наиболее часто  встречающиеся технические неисправности; принимаемые меры при аварийных ситуациях, правила эксплуатации основных агрегатов и.т.д.

     Отступление от настоящих правил допускается  лишь в виде исключения, по разрешению государственной инспекции по контролю ПГУ.

Государственный контроль за соблюдением правил осуществляется подразделением государственной инспекции газоочистки. При проведении контроля должен присутствовать представитель предприятия.

     Ответственность за обеспечение безопасной работы инспектора на территории предприятия возлагаются на руководство этого предприятия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Основные  определения:

     Газоочистным  аппаратом называется элемент газоочистной установки, в которой осуществляется   определенный   избирательный   процесс   улавливания   твердых, жидких   или   газообразных   веществ,   содержащихся   в   уходящих   газах   или вентиляционном воздухе.       Газоочистные аппараты по методам очистки подразделяются на 6 групп:

1)  Аппараты сухой очистки газов от пыли;

2) Аппараты мокрой очистки газов от пыли; а в отдельных случаях от жидких и газообразных примесей;

3) Аппарат для очистки газов от пыли методом фильтрации;

4) Аппарат электронной очистки газов от пыли и туманов;

5) Аппараты химических методов очистки газов от газообразных примесей;

6) Аппарат термической очистки газов от примесей.