Фрагмент документа "МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА С ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ КОТЛОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ".
4. Расчет концентрации оксидов азота
при сжигании газа и мазута
4.1. Исходные данные, необходимые для расчета концентрации
оксидов азота в дымовых газах энергетических котлов:
Д - номинальная паропроизводительность котла, кг/с;
н
Д - фактическая паропроизводительность котла, кг/с;
r
Q - низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/куб. м (МДж/кг);
i
В - расход топлива (расчетный), куб. м/с (кг/с);
р
q - доля топлива или воздуха, поступающая через каждый ярус
i
горелок, от общего количества поступающего через все горелки;
n - доля горелок в каждом ярусе от общего количества горелок.
i
Геометрические размеры зоны активного горения:
а - ширина топки (в свету), м (при наличии двусветного экрана -
тп
ширина одной ячейки);
в - глубина топки (в свету), м;
тп
z - число ярусов горелок;
яр
h - расстояние между ярусами горелок, м;
яр
дзета - коэффициент, учитывающий степень выгорания топлива в
г
факелах горелок в пределах зоны активного горения, зависящий от
конструкции горелок: унифицированные и оптимизированные горелки - 1,
двухпоточные горелки стадийного сжигания - 0,7, многопоточные горелки
стадийного сжигания - 0,58, многопоточные горелки стадийного сжигания
с подачей части топлива в инертные газы - 0,42;
Т - температура воздуха перед горелками, К;
в
альфа - коэффициент избытка воздуха в конце топки;
r - степень (доля) рециркуляции дымовых газов, %;
m - показатель, зависящий от вида топлива: для газа - 0,5, для
мазута - 0,47;
а - коэффициент, зависящий от способа ввода рециркуляции газов:
рец
в под топки - 0,005, в шлицы под горелки - 0,02, снаружи воздушного
потока горелки - 0,14, в дутьевой воздух - 0,16, между воздушными
потоками горелки - 0,19;
дельта - доля воздуха от теоретически необходимого, подаваемого в
топку помимо горелок (вторичный воздух), %;
а - коэффициент, зависящий от места расположения ввода вторичного
зг
воздуха относительно зоны горения: ниже или в пределах зоны активного
горения - 0, выше зоны активного горения - 0,01;
а - коэффициент, учитывающий способ подачи вторичного воздуха:
ст
навстречу факелу - 0,015; под горелками - 0,007, над горелками -
0,018;
мю - степень перераспределения топлива или воздуха по ярусам
горелок, %:
z
яр
мю = SUM |q - n | x 100; (18)
i=1 i i
а - коэффициент, учитывающий размещение горелок при распределении
нс
топлива или воздуха по ярусам: однофронтовое - 0,016, встречное -
0,009;
g - относительное количество влаги, вводимой в зону горения (% от
массового расхода топлива);
а - коэффициент, учитывающий место ввода влаги: в корень факела
вл
через горелки - 0,025, в пристенную зону - 0,015;
r
N - содержание связанного азота в топливе (мазуте), % на рабочую
массу.
4.2. На основании геометрических размеров топки определяют
тепловую нагрузку q (МВт/кв. м) лучевоспринимающей поверхности
лг
зоны активного горения:
r
Q x В
i р
q = ----------------------------------------. (19)
лг 2(а + в ) z x h + 1,5 х а х в
тп тп яр яр тп тп
При наличии в топке двусветного экрана В принимается на одну
р
ячейку.
Для топок с одноярусным расположением горелок (единичной
мощностью от 30 до 60 МВт) z х h = 3 м. При подовой компоновке
яр яр
горелок единичной мощностью от 50 до 95 МВт z x h = 7,5 м, для
яр яр
горелок 96 - 160 МВт z x h = 10 м.
яр яр
исх
4.3. Исходную концентрацию оксидов азота С (мг/куб. м),
NOx
определяемую конструкцией топочной камеры и горелочных устройств
(0,5 < q < 3,0 МВт/кв. м), с учетом масштабного коэффициента
лг
тепловой производительности К при номинальной нагрузке и
м
альфа = 1,02 рассчитывают по формулам:
при сжигании газа:
исх 0,88
С = 613 x (дзета х q ) х К ; (20)
NOx г лг м
при сжигании мазута концентрация складывается из двух
составляющих:
исх
С = C` + C" , (21)
NOx NOx NOx
где:
0,62
C` = 632(дзета х q ) х К (22)
NOx г лг м
и
r
С" = 220(N - 0,25) x К . (23)
NOx м
Второй член учитывает количество NOx, образующееся при отклонении
содержания азота в мазуте от среднего уровня, равного 0,25%.
Коэффициент К вычисляют по формуле:
м
r 0,41
1,5 + (дзета х В х Q )
г р i
К = 1 - exp(- ----------------------------). (24)
м 7,1
4.4. Полученные результаты по исходной концентрации оксидов
азота дополняют коэффициентами, учитывающими:
температуру воздуха, поступающего в горелки, К ;
гв
коэффициент избытка воздуха, К` для газа и К" для
альфа альфа
мазута;
ввод рециркуляции дымовых газов, К ;
r
тепловую мощность зоны активного горения при ступенчатом
сжигании, К ;
зг
организацию схемы ступенчатого сжигания, К ;
ст
нестехиометрическое сжигание по ярусам горелок, К ;
подачу влаги, К ; нс
вл
действительную нагрузку котла, К .
N
Расчетную концентрацию оксидов азота определяют:
для газа:
исх 0,88
С = C х К х К` х К x K х (25)
NOx NOx гв альфа r зг
x К х К х К х К ;
ст нс вл N
для мазута:
0,62
C = (C` x K + С" x K" ) х К х К` х (26)
NOx NOx зг NOx альфа гв альфа
x К х К х К х К х К .
r ст нс вл N
4.5. Коэффициенты вычисляют по формулам:
К = 1 - 0,001 х (620 - Т ); (27)
гв в
2
К` = 1,35 - 43 х (альфа - 1,09) + 2 х (альфа - 1,09); (28)
альфа
К" = 4,55 х (альфа - 0,8); (29)
альфа
m
К = 1 - а х r ; (30)
r рец
К = 1 - а х дельта; (31)
зг зг
К = 1 - а х дельта; (32)
ст cт
К = 1 - а х мю; (33)
нс нс
К = 1 - а х g; (34)
вл вл
1,25
К = (Д / Д ) . (35)
N н
Пример расчета концентрации оксидов азота приведен в Приложении Г.
|
Фрагмент документа "МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА С ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ КОТЛОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ".