Расчет расхода топлива на котельную

Расход топлива на котельную рассчитывается для различных временных промежутков:

§ расход секундный, (м³/с, кг/с);

§ расход часовой, (м³/ч, кг/ч);

§ расход годовой, (тыс. м³/год, т/год).

Максимальный секундный расход топлива (м³/с - газообразного, г/с - твердого и жидкого) необходим для определения максимально разовой (секундной) массы выброса загрязняющих веществ, которая используется в расчетах рассеивания выбросов.

Годовой расход топлива (тыс. м³/год - газообразного, т/год - твердого и жидкого) используется при расчете валового выброса загрязняющих веществ, т/год, и в дальнейшем для расчета платы за загрязнение атмосферного воздуха.

При известных марке и рабочих параметрах котла максимальный расход топлива В (часовой, секундный) подсчитывается по следующим формулам.

Для парового котла B, кг/ч, м³/ч (кг/с, м³/с)

,

где D, D_пр – соответственно расходы пара и продувочной воды (кг/ч, кг/с) (принять D_пр = 10 % = 0,1 D);

Q_н^p – теплота сгорания топлива кДж/кг, кДж/м³;

h – коэффициент полезного действия котлоагрегата;

h", h', h_пв – энтальпия соответственно пара, кипящей воды, питательной воды, кДж/кг;[3]

h_пв = С×t_пв,

где С – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг ∙°С);

t_пв – температура питательной воды, °С (принять 70 - 80 °С).

Для водогрейного котла

,

где Q_к – часовая (секундная) теплопроизводительность котла, кДж/ч, кДж/с.

Максимальный часовой (секундный) расход топлива на котельную В_кот, м³/ч, кг/ч (м³/с, кг/с),

в зимний период ,

в летний период ,

где N₁ и N₂ – число работающих котлов в зимний, летний период.

Годовой расход топлива В_год, 10³ м³/год, т/год, подсчитывается по формуле:

,

где n – число часов использования установленной мощности котельной. Если n неизвестно по данным заказчика, то можно принять

n = 5500 ч – для паровой котельной;

n = n₁ × 0,7 – для водогрейной котельной,

где n₁ - число часов отопительного периода, 0,7 - коэффициент одновременной работы котлов.

4.2.2. Определение расхода выбросов (объёма уходящих газо-воздушных выбросов)

Расход выбросов технологической установки можно определить расчетным, расчетно-экспериментальным и экспериментальным методами.

Экспериментальный и расчетно-экспериментальный методы используются при инвентаризации выбросов на действующих предприятиях.

При экспериментальном методе расход выбрасываемых газов определяется объемным счетчиком.

Расчетно-экспериментальный метод заключается в экспериментальном определении скорости потока (м/с), а затем по известному сечению D, м², рассчитывается расход V_ух, м³/с.

расчетный метод определения расхода выбрасываемых газов используется при проектировании.

Расход газо-воздушной смеси определяется по формуле:

,

где D – диаметр устья источника выброса, м;

W _o – средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Расчет загрязнения атмосферы при выбросах газо-воздушной смеси от источника с прямоугольным устьем (шахты) производится при средней скорости W_o и значениях D = D_Э и V_ух = V_ухЭ.

Эффективный диаметр устья D_Э, м, рассчитывается по формуле:

,

где L и b – соответственно длина и ширина устья, м.

Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газо-воздушной смеси V_ухЭ, м³/с рассчитывается по формуле

.

Для источников с квадратным устьем (L = b) эффективный диаметр D_Э равняется длине стороны квадрата.

При отсутствии расчетных данных расход выбросов V_ух, м³/с, можно принять ориентировочно:

§ по производительности оборудования, транспортирующего выброс;

§ по известному выходному сечению трубы, шахты S, м², задавшись скоростью выхода газо-воздушной смеси W_о, м/с

.

Скорость выхода газо-воздушной смеси, W_о, из устья источника можно принять:

§ для систем с естественной вытяжкой W_о = 1-3 м/с;

§ для напорных систем W_о = 6-12 м/с и выше - в зависимости от параметров дымососа или вентилятора.

При сжигании топлив объем уходящих продуктов сгорания V_ух, м³/с, можно рассчитать по известным характеристикам топлива (V_о^в, V_о^г) и коэффициенту избытка воздуха в уходящих газах

,

где В – расход топлива, м³/с, кг/с;

V_о^г – теоретический объем газов, образующихся при сжигании единицы топлива (a= 1), м³/кг, м³/ м³;

V_о^в – теоретически необходимый объем воздуха для сжигания единицы топлива), м³/кг, м³/ м³;

t_ух – температура газов на срезе дымовой трубы.

При отсутствии технологических данных следует принять

a_ух =1,4 -1,5 (топливо - газ, мазут);

a_ух = 1,6 - 1,7 (твердое топливо);

t_ух = 120 - 130 °С (топливо - природный газ)

}

В зависимости от Sp

140 - 180 °С (топливо - мазут)

160 - 210 °С (топливо - уголь)

Если значения V_о^г, V_о^в в характеристике топлива не приведены, значение V_сум можно рассчитать по известному элементному составу топлива.

4.2.3. Определение массы загрязняющих веществ

Предприятия, относящиеся к различным отраслям промышленности, содержат в выбросах вредные вещества, различающиеся по воздействию на организм человека.

Спектр загрязняющих веществ настолько широк, а их концентрации в выбросах так значительно зависят от специфики отрасли, что для большинства отраслей имеются свои конкретные методики расчета.

Масса загрязняющих веществ определяется, как правило, для двух временных промежутков – годовой (валовый) выброс, т/год и секундный (максимальный разовый) выброс, г/с. Годовой выброс, загрязняющих веществ необходим для экономических расчетов, в том числе платы за загрязнение, а секундный – для расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.