Очистка дымовых газов от золы

 

Очистка дымовых газов способствует не только снижению выбросов золы в атмосферу, но и повышению надежности эксплуатации рабочих колес дымососов.

Для выделения твердых частиц из дымовых газов наибольшее применение получили золоуловители, действующие на принципе использования центробежных сил – механические циклоны, мокрые скрубберы – с использованием электростатических сил – электрофильтры.

Расчет батарейного циклона

Батарейные циклоны применяются для улавливания золы за котлами умеренной паропроизводительности от 2,5 до 500 т/ч. Степень улавливания находится на уровне 0,88 ч 0,92 при гидравлическом сопротивлении 500 ч 700 Па. Для энергоустановок рекомендуется применение элемента циклона ш 231 мм. Расчетное сечение одного элемента ω_ц= 0,042 м².

 Расчет необходимого сечения всех элементов батарейного циклона, м²

 

где  - объем дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в топке одного котлоагрегата, м³/с;

U – скорость газа, отнесенная к поперечному сечению циклона, м/с. Рекомендуется принимать U = 4,5 м/с.

Число элементов батарейного циклона на один котел, шт.

 

Z =

 

Z = /3=1320.3 шт.

По [ 3, табл. 10.2] подбирают соответствующий типоразмер батарейного циклона и их количество на котел. Уточняют скорость (U_п ), отнесенную к полному сечению циклона.

Выбираем цикл типа БЦУ-М 4*14*м=1320.3 м=23,5=23ряд, тогда число элементов в циклоне будет 4*14*23=1288 шт.=z_y

Uп= 748,8/(42,3*3)=4,6 м/с

Определение параметра золоулавливания

 

где U_п – скорость газа, отнесенная к полному сечению циклона, м/с

d_i - средний диаметр частиц золы, мкм, d_i = 0,7 ч 0,8 мкм;

К – коэффициент, учитывающий тот или иной тип циклона, К = 0,3 для батарейных циклонов типа розетки БЦ, К=0,5 для циклонов с улиточным подводом типа БЦУ.

 Степень улавливания (η) и проскок частиц (р) определяют по [2, рис. 10.1]

 

как η = ƒ (П_i), = ѓ (П_i).

η =0,97; р=1-0,97=0,03

 

Аэродинамическое сопротивление циклона, Па

 

∆Р =

 

∆Р =

где = = - плотность газов перед батарейным циклоном, кг/ м³; Т _о = 273^є К;

 кг/м³

 - коэффициент сопротивления, для циклонов БЦ принимается  = 90, для БЦУ -  = 115.

Расчет мокрого золоуловиттеля (скруббера)

Увеличение эффективности центробежного пылеулавливателя можно достичь за счет равномерного орошения стенок циклона золоуловителя пленкой жидкости, которая препятствует вторичному уносу частицы золы. При толщине пленки большей, чем поперечный размер частицы, работа отрыва частицы значительно превосходит работу, необходимую для ее погружения в слой жидкости. Мокрые золоуловители рекомендуется применять при S_пр≤0,3% кг/МДж для котлов производиттельностью до 670 т/ч.

Необходимая площадь сечения золоуловителя, м²

 

 

U_опт = 4 ч 5 м/с – оптимальная скорость в свободном сечении скруббера.

Задаваясь количеством скрубберов (N = 1ч 3), определяют диаметр скруббера, м

 

 

По [3, табл. ] подбирают соответствующий типоразмер золоуловителя, рекомендуемого промышленностью.

Выбираем МС-ВТИ, диаметром4,5; Н=15,25 м, F=15.2 м²

Расход воды на орошение скруббера, кг/с

 

 

Параметр золоуловителя

П =

 

П =

где , кг/ м³ - удельный расход воды на работу скруббера;

U_г = 50 ч 70 м/с – скорость газа в горловине трубы Вентури.

Высота орошаемой части скруббера, м

 

Н = (3 ч 4) D

 

Н = 3*4,5=13,5

Общее гидравлическое сопротивление скруббера, Па

 

∆Р =

 

∆Р =

где U_вх = 20 ч 22 м/с – скорость газа при входе в каплеуловитель.

Расчет электрофильтра

Действие электрофильтра основано на осаждении заряженных частиц золы в высоконапряженном электростатическом поле. В процессе горизонтального движения газов происходит зарядка частиц вблизи коронирующих электродов и последующее их осаждение на осадительных электродах.

Осадительные и коронирующие электроды объединяют по ходу движения газов в поля длиной от 2,5 до 4,0 м. Количество полей от 2 до 5.

По [3, табл. 10.5] находят критерий электрофизических свойств золы топлива К_ф в зависимости от месторождения и марки топлива (К_ф = 12 ч 177).

Выбирают скорость дымовых газов в сечении электрофильтра

U_э = 1,0 ч 1,2 м/с - для золы топлив с высоким удельным электрическим сопротивлением (К_ф > 100); U_э = 1,6 ч 1,8 м/с - для прочих топлив.

Принимают число параллельно включенных электрофильтров, которое желательно выбирать равным числу дымососов, Z = 1 ч 3.

Определяют необходимое сечение корпуса электрофильтра, (площадь активного сечения), м²

 

По [2, табл.10.4] данной площади соответствуют несколько типоразмеров электрофильтров (2 ч 4). Выбирают один из них и выписывают их техническую характеристику.

ЭГА 2-76-12-6-4, что означает двухсекционный электрофильтр с 72 газовыми проходами, высотой электродов 12 м, с шестью элементами в осадительном электроде при 4-х последовательно установленных полях.

В случае различия площадей w_рас и w_табл уточняют скорость дымовых газов в сечении электрофильтра, м/с

 

 

По [3, табл.10] в зависимости от марки топлива и его месторождения находят среднюю напряженность электрического поля Е, кВ/м и коэффициент обратной короны К_ок

Е=240 кВт

К_ок=0,62

К_ф=160

По [3, табл. ] в зависимости от марки топлива находят медианный размер частиц летучей золы d

D=22*10^-6 м

5.3.9. Определяют теоретическую скорость дрейфа, м/с

 

,

 

,

где Е_эф = Е · К_ок =240*0,62=148,8, кВ/м - эффективная напряженность электрического поля.

Определяют коэффициент вторичного уноса

 

К_ун = К_в · К_эл · К_вс · [1 – 0,25 (U-1)],

 

К_ун = 0,625· 1,0· 1,3· [1 – 0,25 (1,51-1)]=0.710,

где К_в = =  - коэффициент высоты электродов. Он учитывает, что при большой высоте электрода Н, часть золы не успевает осесть в бункере;

К_эл ≈ 1,0 – коэффициент, учитывающий тип электродов; К_вс = 1,2 ч 1,5 – коэффициент, учитывающий влияние режима встряхивания электродов на унос.

Определяют параметр золоулавливания при равномерном потоке

 

,

,

где  - длина поля, м, выбирается по [3, табл.10.4]; n = 2 ч 5 количество полей; l_ср - расстояние между осадительными и коронирующими электродами,

l_ср = 0,15 м.

 

Определяют степень улавливания () и проскок частиц () по [3, рис.10.1];

 

Р = ѓ(П);  = ѓ(П).

 

=0,96; Р=0,334 величина проскока в зависимости от величины параметра.

 

Расчет нефтеловушки

 

В схемах очистки нефтесодержащих стоков основными сооружениями являются нефтеловушки, в которых улавливаются до 85 ч 90% нефти, используемую затем в качестве топлива.

Нефтеловушки рассчитывают, исходя из объема сточных вод и 2-х часового пребывания воды в ней. Расчет сводится к определению геометрических размеров нефтеловушки, эффективности ее работы и уточнения остаточной концентрации частиц нефтепродуктов в сточных водах после нефтеловушки.

Определяют предельный размер частицы нефтепродукта, которая всплывает при ламинарном режиме движения среды, м

 

,

,

где  - кинематическая вязкость воды;

 - плотность нефтепродуктов;  - плотность воды; g – ускорение свободного падения, м/с².

Скорость всплывания частицы нефтепродукта, м/с

 

,

 

,

Расход воды, проходящей через отстойную зону нефтеловушки, состоит из расхода пара, затраченного на разогрев мазута в цистернах и расхода мазута, оставшегося после его слива из цистерн. Зная единичную мощность блока [N в МВт], их количество (n) и приняв удельный расход мазута b_м = 328 г/кВт·ч, определяют расход топлива на ТЭС, т/ч

 

,

 

,

Расход пара на разогрев мазута в цистернах, т/ч

 

G_п =0,15· В_м.

 

G_п =0,15· 820=123

Количество цистерн мазута, поступивших на ТЭС, шт/ч

,

 

шт,

где V_ц = 60 т V_ц = 90 т – емкость цистерн.

Принимая поверхность цистерн F₆₀ = 93,0 м² или F₉₀ = 142,0 м² и среднюю толщину пленки мазута на внутренней поверхности цистерны после слива

 = 3,0 мм, определяют расход мазута, поступившего в сточные воды, т/ч

 

 

Расход сточных вод, проходящих через отстойную зону нефтеловушки, м³/с

Q_b =  ,

 

Q_b =  ,

где  = 0,982 т / м³ - плотность нефтесодержащих стоков.

Исходя из 2-х часового пребывания воды в нефтеловушке (τ = 7 200 с) и скорости воды в отстойной зоне V_в = 2 ч 4 мм/с, глубина нефтеловушки (Н) определяется из соотношения, м

 

 , a= 0.38*10^-3

=0.003/0.00367=0.81;

 

7200= ; Н=7200*0,38*10^-3*0,81=2,21(м)

 

где а =  - коэффициент, учитывающий турбулентность потока, определяемый из соотношения горизонтальной () и вертикальной () скоростей

 

	2,3	1,3	1,02	0,576	0,383	0,205
a

 

Ширина нефтеловушки, м

 

В =

 

В =

Длина нефтеловушки, м

 

L =

 

L =

Начальная концентрация частиц мазута в сточной воде

С_о =  мг/мг

 

С_о =  мг/мг

Остаточная концентрация частиц мазута в сточной воде после прохождения нефтеловушки, мг/мг

 

 

Эффективность работы нефтеловушки

 

 

где К – экспериментальный коэффициент, учитывающий турбулентность потока воды на практике (при ламинарном режиме К=1)

ПДК нефтепродуктов в сточных водах допускается 0,05 мг/л. В случае, когда остаточная концентрация частиц мазута С > 0,05 мг/л, необходимо дополнительно оборудовать систему очистки флотационными установками или механическими фильтрами.

Список литературы

1. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). - М.: Энергия, 1973. – 296 с.

2. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 625 с.

3. Рихтер Л.А. и др. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 625 с.

4. Яковлев С.В., Ласков Ю.М. Канализация (водоотведение и очистка сточных вод).- М.: Стройиздат, 1987.- 319 с.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: