Вибір кількості і розрахунок висоти димарів

Параметри джерела скиду

Висота труби	330 м
Діаметр труби	0.66 м.
Швидкість викиду	1 м/с
Температура викиду	75оС

Окрім оксидів сірки, шкідливою газоподібною домішкою, що викидається з димовими газами, є оксиди азоту, для яких встановлена максимально-разова ГДК в 0,085 мг/м³, тобто майже в 6 разів менше, ніж для сірчистого ангідриду. Оксиди азоту утворюються при окисленні азоту з палива та азоту з повітря в зоні високих температур, на що впливають такі фактори, як тип пальників та топкової камери, теплове напруження топкового об'єму, надлишок повітря у топці та спосіб його подачі, наявність рециркуляції тощо. Концентрація оксидів азоту швидко зростає з підвищенням температури і досягає великих позначок при температурі понад 1750°С. У топковій камері утворюється переважно окис азоту NO, який і викидається з димовими газами в атмосферу, де доокислюється до двоокису азоту NO₂, що являє собою бурий отруйний газ із характерним запахом.

Дослідження механізмів утворення NO_х показали, що для паливних NO_х (мазут) головним фактором є концентрація окислювача O₂ в зоні горіння, температура ж відіграє другорядну роль. Для термічних NO_х (газ), навпаки, температура є основним показником їх утворення.

Зниження концентрації оксидів азоту на Харківській ТЕЦ-5 здійснюється відповідною організацією топкового процесу шляхом:

зменшення надлишку повітря, що подається до топки;

зниження температури підігрівання повітря;

зниження теплового напруження у топковій камері за рахунок збільшення об'єму та застосування двосвітних екранів;

застосування удосконаленого пальникового обладнання та оптимального його розташування;

застосування двоступінчастого спалювання, коли до нижніх пальників подається збіднена, а до верхніх - збагачена повітрям паливно-повітряна суміш, що дозволяє знизити температуру в основній (нижній) зоні горіння і допалювати горючі речовини у верхній зоні (викиди зменшуються на 20 %);

застосування рециркуляції димових газів до топкової камери (повернення в топку частини димових газів, що відбираються після водяного економайзера при температурі 300-400°С), яка зменшує температуру горіння, знижує концентрацію кисню та швидкість горіння (наявність оксидів азоту скорочується на 25-30 %).

Реалізація вказаних вище заходів дозволяє зменшити утворення оксидів азоту на 50-60 %. Залишкова їх концентрація, як і оксидів сірки, розсіюється в атмосфері через димову трубу висотою 330 м.

Розрахунок концентрації оксидів азоту

Спалювання органічних палив супроводжується утворенням оксидів азоту: N₂O , NO , N₂O₃ , NO₂ , N₂O₄ , N₂O₅ . Найбільш стійким з них є NO₂, тому розрахунок викидів оксидів азоту проводимо в перерахуванні на NO₂.

Механізм утворення оксидів азоту залежить від складових азоту в паливі і повітрі. У зв'язку з цим оксиди азоту підрозділяються на паливні і повітряні.

Сумарну кількість викидів оксидів азоту в т/рік чи г/с визначаємо по рівнянню:

М_NO=0,34·10^-7·К·В·Q_н^р·(1-q₄/100)(1-Е₁·r)(1-η_NO(τ_NO/τ_ка))β₁β₂β₃Е₂)

де: К- враховує тип котла і його продуктивність,

К=12·Д_ф/200+Д_н;

В- витрата натурального палива , т/год чи г/с , В=245899,9 г/с;

Q_н^р - нижча теплота згоряння на робочу масу, Q_н^р = 23220 кДж/кг;

q₄ - утрати тепла з механічним недопалом , q₄=0%;

E₁ - коефіцієнт, що характеризує ефективність впливу рециркуляції димових газів, E₁ = 0,020 (приймаємо з межі 0,0025-0,035);

r- ступінь рециркуляції димових газів у топку, r =0%;

η_NO - ефективність установки для очищення димових газів від оксидів азоту;

τ_NO - час роботи азотоочищення;

τ_ка - час роботи котла.

В даний час азотоочищення в енергетиці не існує і отже вираз η_NO(τ_NO/τ_ка)=0.

₁ - коефіцієнт , що враховує якість палива,

₁=0,289+0,58Мг;

Мг- зміст азоту в паливі на пальну масу , Мг=0,56%;

₂ -коефіцієнт, що враховує конструкцію пальників ₂ = 1.0;

₃ - коефіцієнт, що враховує вид шлаковидалення ₃ =1;

E₂ - коефіцієнт, що враховує зниження викидів NО₂ при багатоступінчатому спалюванні; спалювання одноступінчате, тому E₂ = 1,0.

К=12·420/200+420=8,13,

₁=0,289+0,580.56=0.61,

М_NO=0,34·10^-7·8,13·223677,78 ·23220(1-0)(1-0)(1-0)·0,61·1·1·1=875,75г/с.