Лабораторная работа №1. Выполнил студент гр.5Б2А Кухарев К.М.

Тема: «Исследование работы электрофильтра в переменных режимах»

Вар 10(3)

Выполнил студент гр.5Б2А Кухарев К.М.

.

^{Подпись Дата Ф.И.О.}

Проверил старший преподаватель ________ Вагнер М.А.

^{должность Подпись Дата Ф.И.О.}

Томск 2014

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1. ЦЕЛЬЮ лабораторной работы является: расширение и закрепление знаний по теме "Золоулавливающие установки ТЭС"; изучение конструкции и принципа действия электрофильтра; получение навыков практического применения методик расчета эффективности работы электрофильтра в переменных режимах работы.

1.2. Лабораторная работа предполагает выполнения 4-х заданий:

Задание 1. Исследование влияния фракционного состава золы на эффективность электрофильтра.

Задание 2. Исследование влияния нагрузки котла на К.П.Д. электрофильтра и количество уловленной Мул и выброшенной в атмосферу золы Мун, г/с.

Задание 3. Определить влияние на К.П.Д. электрофильтра количества работающих полей:

n=3, n=4 при номинальной нагрузке котла и равной 0,6 от номинальной.

Определить в каждом случае количество уловленной и выброшенной в атмосферу золы.

Задание 4. Анализ работы электрофильтра при переводе котла на другой уголь.

2. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

В лабораторной работе задаются следующие исходные данные:

В, кг/с - номинальный расход топлива (табл.2);

Wp, Ap, Sp, Cp, Hp, Np, Op, % - состав топлива на рабочую массу (табл.1);

Q _н ^p, Мдж/кг - низшая теплота сгорания топлива (табл.1);

а - коэффициент избытка воздуха перед электрофильтром, а = 1,2;

а_ун- доля летучей золы, уносимой с дымовыми газами из котла, а_ун = 0,95;

q₄ - механический недожог топлива (табл.2);

tдг – температура дымовых газов на выходе из котла, оС (табл.2);

d₁.....dn, мкм - диаметр фракций, (табл. 3);

Ф₁.....Фn,% - фракционный состав золы, (табл. 3);

fs, м² - площадь активного сечения электрофильтра, (табл. 4);

z - число электрофильтров на котел, принять равным 2;

L, м - активная длина поля, (табл. 4);

n - число работающих полей электрофильтра, 1 - 4;

Н, м - высота осадительных электродов, (табл. 4);

t, м - шаг электродов, t = 0,15 м,

Е, кв - напряженность электрического поля, (табл. 3);

kок - коэффициент обратной короны, (табл.2);

kвстр - коэффициент встряхивания, принять для 4-х польного э/ф = 1,7;

PSI - коэффициент, учитывающий неравномерность поля скоростей = 3,2.

3. СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

1. корпус;

2.электрод осадительный;

3. электрод коронирующий;

4. механизм встряхивания коронирующих электродов;

5. механизм встряхивания осадительных электродов;

6. газораспределительная решетка;

7. сборник пыли;

8. изолятор.

Принцип действия:

Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0—99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пыле-газового потока у поверхности короиирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные Частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли (рис. 20.4). Электроды требуют большого расхода электроэнергии — это их основной недостаток.

4. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА

4.1. Объём дымовых газов перед золоуловителем определяется:

V дг = v_o^г B ,где (4.1)

v ₀ ^г- удельный объём дымовых газов на 1 кг сжигаемого топлива при нормальных условиях, м³/кг; В - расход топлива на блок, кг/с; tдг - температура дымовых газов перед ЗУ, ⁰С (задается в исходных данных).

4.1.1. Удельный объём дымовых газов определяется по составу топлива:

v ₀ ^г = v ₀ (a -1) + V ⁰ _{N2 0} + V _RO2 + V _Н2О, (4.2)

где a - коэффициент избытка воздуха на выходе из котла;

4.1.2. v _о - теоретическое количество сухого воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, определяется по формуле:

v _о = 0,089 (C ^р + 0,375 S ^р) + 0,265 H ^р - 0,033 O ^р, (4.3)

4.1.3. V ^о _N20 - теоретический объём азота, нм ^з /кг определяется по формуле:

V^o _N20= 0,79 v _о + 0,008 N ^р; (4.4)

4.1.4. V _RO2 - теоретический объём трехатомных газов, нм ³ /кг:

V _{RO 2} = 1,866 (C ^р + 0,375 S ^р) 10 ^-2; (4.5)

4.1.5. V _Н2О - объём водяных паров, нм ^з /кг:

V _Н2О = 0,111 H ^р + 0,0124 W ^р + 0,0161 v _о + 0,016 (a -1) v _о. (4.6)

4. 2. Массовый расход и концентрация золы перед золоуловителем:

М_Z '- массовый расход золы на выходе из котла (на входе в ЗУ), г/с определяется по уравнению:

М _Z ' = 10 В (А ^р + q ₄) a _ун, (4.7)

Концентрация золы перед золоуловителем Сз ', мг/м ^з определяется по уравнению:

С z ' = , (4.8)

4.3. Определение параметра П, проскока и эффективности работы электрофильтра.

Действие электрофильтра основано на осаждении заряженных в высоконапряженном электрическом поле частиц золы на поверхностях осадительных электродов. Эффективность золоулавливания электрофильтров зависит от некоторого параметра Пр, который при равномерно распределенном по сечению электрофильтра полю скоростей находится из эмпирического соотношения для каждой фракции эоловых частиц:

П р_i = 0,2 k _ун , (4.9)

где, k ун - коэффициент вторичного уноса; n - число полей по ходу газа; L - длина одного поля; t - расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м;

v_i - скорость дрейфа (осаждения) частиц, м/с; u _д - действительная скорость газа, м/с

u_д = Vдг / f_c, (4.10)

где f_c - площадь проходного сечения электрофильтра.

Коэффициент вторичного уноса определяется по выражению

k _ун = Кн*Кэл*Квс*[ 1-0,25 (u _д -1)], (4.11)

где, Кн = 7,5/Н - коэффициент высоты электрода, он учитывает, что при большой высоте электрода Н,м, часть золы не успевает осесть в бункере; Кэл учитывает тип электродов и для стандартных типов Kэл 0=1; Квс -учитывает режим встряхивания электродов на вторичный унос и принимается при непрерывном встряхивании

Квс = 1; при периодическом встряхивании для трехпольного электрофильтра Квс = 1,3, для четырехпольного Квс = 1,7.

Действительная скорость дымовых газов в каналах электрофильтра может быть определена по формулам (4.10), где f _с - площадь проходного сечения электрофильтра.

Технические характеристики электрофильтров n, L, t, f _с - принимаются согласно заданному типоразмеру электрофильтра из таблицы 4..

Скорость дрейфа частиц следует считать для каждой фракции (di) отдельно по уравнению

v_i = 0,25 (k _ок E) ² d _i, (4.12)

где, k ок - коэффициент, учитывающий образование в электрофильтре обратной короны при улавливании высокоомных зол; Е - средняя напряженность электрического поля, кВ. Эти величины зависят от электрофизических свойств золы и приводятся в таблице исходных данных; d _i - диаметр фракций принимается из исходных данных, м.

В зависимости от П_i определяется фракционная степень проскока эоловых частиц e_i.

Общая степень проскока определится:

e = S е_iF_i ¤ 100 (4.13)

Эффективность золоуловителя для равномерного скоростного потока газа:

h_r = 1 - е. (4.14)

В реальных условиях проскок золы (за счет неравномерности распределения газа по сечению электрофильтра и перетока газа через свободные зоны) выше, а фактический к.п.д. h ниже и определяется с учетом поправки PSI по уравнению

h = PSI h_r. (4.15)

4.4. Количество уловленной и выброшенной в атмосферу золы.

Количество уловленной в золоуловителе блока золы М ул, г/с

М ул = М z` h, (4.16)

где Мз` определено по формуле (4.7);