Определение возможного энергетического потенциала параметров уходящих газов котельных предприятий сервиса при использовании вторичных энергоресурсов
Методика определения вредности загрязняющих веществ, образующихся при эксплуатации котельного оборудования. Способы использования теплоты энергетических отходов, образующихся при эксплуатации тепловых установок котельных, как греющего теплоносителя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.07.2017 |
| Размер файла | 30,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
9
азмещено на http://www.allbest.ru/
Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета
Определение возможного энергетического потенциала параметров уходящих газов котельных предприятий сервиса при использовании вторичных энергоресурсов
А.Г. Илиев, Н.И. Стуженко, Е.М. Данилова
г. Шахты, Ростовская обл.
Аннотация: В данной статье предлагается методика определения вредности загрязняющих веществ, образующихся при эксплуатации котельного оборудования, и рассматриваются способы использования теплоты энергетических отходов, образующихся при эксплуатации тепловых установок котельных, в качестве греющего теплоносителя.
Ключевые слова: ресурсы, энергия, теплоноситель, загрязняющие вещества, теплоемкость, энергосбережение.
В условиях ограниченности природных ресурсов одной из наиболее эффективных мер по их охране является разработка и внедрение технологий, обеспечивающих максимально полное использование ресурсов, минимизацию потерь на всех этапах: при добыче, переработке и получении конечного продукта. Вопросам безотходного использования полезных ископаемых на этапах добычи и переработки посвящен ряд трудов [1,2], в то время как использование тепловых отходов на этапе получения конечного продукта - тепловой энергии на предприятиях сервиса остается недостаточно изученным.
Проведение теоретических и экспериментальных исследований тепловых процессов предприятий сервиса, направлены на их совершенствование путём применения энергосберегающих технологий и оборудования в технологических процессах и энергетических системах предприятия.
Наличие тепловых отходов и низкий уровень их использования в технологических процессах, системах отопительно-вентиляционных и системах горячего водоснабжения подразумевает решение вопроса организации малоотходной или безотходной системы теплотехнологии (БСТТ), обеспечивающей использование ВЭР, как в точках теплопотребления, так и в источниках теплоснабжения.
Возможность использования низкопотенциальной теплоты (тепловых отходов) определяется многими факторами, в том числе структурой и производительностью предприятия. Удельные показатели выхода тепловых ВЭР предприятия определяются, как отношение QВЭР за определённый промежуток времени (час, смена, год) к производительности предприятия N или объёму реализуемой продукции в рублях.
qВЫХ = QВЭР /N, (1)
Выход тепловых ВЭР - это количество ВЭР, образующихся в процессе производства за единицу времени. В общем виде удельный расход ВЭР - qВЫХ определяется произведением удельного количества теплоносителя т на его энергетический потенциал П.
qВЫХ = тП, (2)
Удельное количество теплоносителя m и его энергетический потенциал П определяются видом теплоносителя [3,4].
Энергетический потенциал тепловых отходов - это количество теплоты в объёме промышленных стоков, образующейся в процессе производства (услуг) на единицу продукции (кг, т, шт) или в рублях, кДж/кг:
П = сР tС, (3)
где П - энергетический потенциал теплоносителя.
Cp - массовая изобарная теплоемкость пара, кДж/кг град;
tС - температура пара, 0С.
Пролетный пар - несконденсировавшийся пар, содержащийся в конденсате. Удельное его количество, т.е. количество в 1 кг конденсата находится по формуле:
при p2 ? 0,577p1 (4)
или
при p2 < 0,577p1 (5)
где о - доля пролетного пара массы конденсата при перепаде давления в 0,102 МПа (1 атм), в расчетах можно принимать о =0,02;
P1, Р2 - давление до конденсатоотводчика и за ним [5].
Энергетический потенциал этого теплоносителя определяется энтальпией пара, поступающего в пароиспользующую установку, т.е.
П1 = i'1 +r1x, кДж/кг. (6)
где i'1 - энтальпия конденсата при давлении в установке, кДж/кг;
r1 - теплота парообразования при том же давлении, кДж/кг;
х - степень сухости пара, применяется равной значениям от 0,95 + 0,97.
Энергетический потенциал П определяется энтальпией вторичного пара
П = i,2 + r2 х1, кДж/кг (7)
Формула (2) приобретает вид:
кДж/кг (8)
Количество конденсата, образующегося после использования греющего пара в теплоиспользующем оборудовании, определяется по формуле:
(9)
Энергетический потенциал этого теплоносителя равен
П=i,2 кДж/кг (10)
где i2 - энтальпия конденсата после пароиспользующего оборудования [6]. Удельные потери тепла с конденсатом определяются по формуле:
qВЫХ3=ткi,2 кДж/кг (11)
С целью совершенствования процессов энергосбережения в плане использования теплового потенциала газовоздушной смеси в качестве ВЭР в данной статье рассматривается способ расчета параметров газовоздушной смеси, выбрасываемой котельными предприятий легкой промышленности и бытового обслуживания.
Основными видами загрязняющих веществ, входящих в состав дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу котельными бытового обслуживания населения, являются:
пыль нетоксичная, ПДК=0,15 мг/м3;
сернистый ангидрид, ПДК=0,05 мг/м3;
окись углерода, ПДК=1,0 мг/м3;
двуокись азота, ПДК=0,085 мг/м.
При расчете концентраций загрязняющих веществ в атмосфере должны использоваться максимальные фактические выбросы источников загрязнений. Поэтому фактические выбросы котельных рассчитываются по номинальной производительности котлов. [7]
Расчетный расход топлива:
, г/с, (12)
где QР - тепловая производительность котельной, кДж/ч (определяется как сумма номинальных производительностей котлов);
QРН - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (определяется по справочным данным);
зКУ - К.П.Д. котлоагрегата; при установке в котельной котлов с различными К.П.Д. в качестве расчетного принимается средневзвешенное значение.
Объем дымовых газов
, м3/с (13)
где vГ° - объем продуктов сгорания, м /кг;
V0 - теоретически необходимый расход воздуха, м3/кг;
б - коэффициент избытка воздуха в топке.
Значения V0Г и V0 принимаются в зависимости от марки топлива, а б - в зависимости от типа топки в соответствии со справочными данными.
Количество пыли, выбрасываемой в атмосферу
г/с (14)
где бУН - доля золы топлива, уносимая газами;
АР - зольность топлива на рабочую маccv, %
q1 - потери тепла с механическим недожогом, %.
Значения бУН и q определяются в зависимости от типа топочного устройства, а Ар - в зависимости от марки топлива по справочным данным [8,9]. При сжигании мазута количество пыли, выбрасываемой котельными установками, определяется по формуле:
Мn= 0,01АРВ, г/с. (15)
При сжигании газообразных топлив
МН=0.
Для установок, оснащенных золотоулавливающими устройствами, количество выбрасываемой в атмосферу пыли Мп определяется по формуле:
, г/с (16)
где зоч - К.П.Д. очистных устройств.
Выбросы сернистого ангидрида зависят от содержания "горючей" серы в топливе. Проведенные рядом организация исследования позволяют принять коэффициент перехода серы топлива в SО2 равным 0,95.
С учетом этого количества SO2:
МSO2= 0,019SP·B, г/с, (17)
где Sp - содержание топлива на рабочую мессу, %.
Значение Sp может быть определено в зависимости от марки топлива по справочным данным.
Количество окислов азота, образующихся при сжигании топлива, приближенно рассчитывается по формуле
МNOX =2,05·10-5·К·СNOX ·QНР B, г/с (18)
где К - коэффициент, характеризующий зависимость объема продуктов сгорания от вида топлива и имеющий для различных топлив следующие значения: антрациты К= 1,15; тощие угли К= 1,17; бурые угли К= (1,08-0,89) (здесь влажность рабочей массы топлива, %).
жидкие топлива, газы К=1;
СNOx - максимальная объемная концентрация NOx при номинальных нагрузках котлоагрегатов, имеющая следующие значения:
слоевые топки СNOx =0,05+0,06%;
камерные топки СNOx =0,045+0,05%.
Весовое количество окиси углерода
MСО = 2q2V, г/с, (19)
где q2 - потери тепла от химической неполноты горения топлива, %.
Для твердых топлив q2 определяется по, а для жидких принимается равной q2=0,5%. [10,11]
Средняя скорость выхода дымовых газов
, м/с (20)
где D - расчетный диаметр дымовой трубы, м.
При наличии нескольких дымовых труб:
D =, м. (21)
Приведенная методика позволяет определить расчетный расход топлива, объем дымовых газов, количество вредных примесей выбрасываемых в атмосферу при функционировании котельной предприятий. Эти данные позволят рассмотреть целесообразность дальнейшего проведения теоретических и экспериментальных исследований тепловых процессов, осуществляемых на теплоёмких предприятиях сервиса для выявления рационального уровня использования теплового потенциала технологических теплоносителей.
Современная тенденция повышения эффективности использования энергоресурсов служит индикатором развития научно-технического и экономического потенциала, рационального применения ВЭР. Реализация научно-технических разработок по утилизации тепловых отходов теплоиспользующих технологических процессов обуславливает уменьшение себестоимости услуг и выполнение необходимых требований по внедрению технологий использования в качестве ВЭР теплового потенциала.
котельное оборудование вторичный энергоресурс
Литература
1. Голик В.И., Прокопов А.Ю., Базавова О.В. Разработка основ высокоэффективной технологии утилизации отходов горно-обогатительной переработки руд КМА // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2168
2. Голик В.И., Масленников С.А., Разоренов Ю.И. Концепция утилизации отходов обогащения металлсодержащего минерального сырья // Цветная металлургия. - 2014. - №2. - С.36-44.
3. Голик В.И., Разоренов Ю.И., Масленников С.А. Охрана природной геологической среды утилизацией хвостов обогащения руд // Известия Томского политехнического университета. 2015. - Т.326. - № 6. - С.6-15.
4. Molev M. D., Stradanchenko S. G., Maslennikov S. A. Theoretical and еxperimental substantiation of construction regional security monitoring systems technospheric // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Volume 10, Number 16 (2015) pp.6787-6792.
5. Занина, И А. Влияние конструктивных параметров теплообменного аппарата на эффективность использования теплового потенциала горячих промышленных сточных вод в качестве вторичных энергоресурсов / И А. Занина, А.Г. Илиев // Наука и Образование в XXI веке: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 1 апреля 2013 г. В 6 частях. Часть IV/. Мин обр. и науки - М.: "АР-Консалт" 2013г. - с.144-148.
6. Занина И.А., Илиев А.Г. Определение возможного теплового потенциала сточных вод предприятий сервиса с учетом потерь тепловой энергии. // Сборник научных трудов Sworld. - Выпуск 4. Том 16. Одесса: Куприенко С.В., 2013. с.98-102
7. Колесников И.В. Трибоэлектрические явления на фрикционном металлополимерном контакте и их зависимости от температуры // Инженерный вестник Дона, 2014, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2607
8. Pavlenko A. N., Tairov E. A., Zhukov V. E., Levin A. A., Moiseev M.I. Dynamics of transient processes at liquid boiling-up in the conditions of free convection and forced flow in a channel under nonstationary heat release // Journal Of Engineering Thermophysics, Pleiades Publishing, Ltd. 2014 №3, pp.173-193.
9. Владыкин И.Р., Баженов В.А., Кондратьева Н.П. Применение цилиндрического линейного асинхронного двигателя в электроприводе масляного выключателя ВМП-10 // Инженерный вестник Дона, 2012, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/801
10. Grebneva O. A., Novitskii N. N. Optimal planning and processing of the results of tests for hydraulic and heat losses in heat systems // Pleiades Publishing, Ltd. 2014 № 10 pp.754-759.
11. . Илиев А.Г. Определение ПДВ и способы очистки дымовых газов при осуществлении нагрева рабочего теплоносителя в системе отопления предприятий сервиса // Материали за 9-а международна научна практична конференция, "Achievement of high school", 2013. Том 46, с.52-58
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение тепловых нагрузок и расхода топлива для расчета и выбора оборудования котельных. Подбор теплообменников. Составление тепловой схемы производственно-отопительной котельной. Подбор агрегатов. Расчет баков и емкостей, параметров насосов.
курсовая работа [924,0 K], добавлен 19.12.2014Классификация котельных установок в зависимости от характера потребителей, от масштаба теплоснабжения, их виды по роду вырабатываемого теплоносителя. Конструкции котлов и топочных устройств, устанавливаемых в отопительно–производственных котельных.
реферат [1,7 M], добавлен 12.04.2015Вывод тепловых сетей и водогрейных котельных на период летнего простоя. Пуск водогрейных котлов и тепловых сетей на зимний режим работы. Режимы оборудования ТЭЦ. Работа тепловых установок с промышленным и теплофикационным отбором пара и конденсацией.
презентация [1,6 M], добавлен 23.07.2015Расчет выброса и концентрации загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котельных агрегатах и высоты источника рассеивания. Определение системы подавления вредных веществ и системы очистки дымовых газов в зависимости от вида топлива.
реферат [54,3 K], добавлен 16.05.2012Основные источники экономической эффективности автоматизации. Условия определения экономической эффективности АСУ, ее показатели и параметры. Автоматизация котельных установок, методы и необходимость. Технология и этапы автоматизации теплогенераторов.
контрольная работа [213,7 K], добавлен 25.02.2011Источники тепловой энергии. Котельные установки малой и средней мощности. Основные и вспомогательные элементы котельных установок. Паровые и водогрейные котлы. Схема циркуляции воды в водогрейном котле. Конструкция и компоновка котельных установок.
контрольная работа [10,0 M], добавлен 17.01.2011Классификация котельных установок. Виды отопительных приборов для теплоснабжения зданий. Газовые, электрические и твердотопливные котлы. Газотрубные и водотрубные котлы: понятие, принцип действия, главные преимущества и недостатки их использования.
реферат [26,6 K], добавлен 25.11.2014Теплообменный аппарат - устройство для передачи теплоты от горячей среды к холодной. Виды и конструкции теплообменных аппаратов, применяемых в котельных. Устройство кожухотрубчатых элементных (секционных) и пластинчатых теплообменников; экономайзеры.
реферат [1,6 M], добавлен 20.11.2012Расчет потребности в тепловой и электрической энергии предприятия (цеха) на технологический процесс, определение расходов пара, условного и натурального топлива. Выявление экономии энергетических затрат при использовании вторичных тепловых энергоресурсов.
контрольная работа [294,7 K], добавлен 01.04.2011Общие сведения и понятия о котельных установках, их классификация. Основные элементы паровых и водогрейных котлов. Виды и свойства топлива, сжигаемого в отопительных котельных. Водоподготовка и водно-химический режим. Размещение и компоновка котельных.
контрольная работа [572,2 K], добавлен 16.11.2010Рассмотрение основных видов вторичных энергоресурсов и их использования в производстве. Изучение схем применяемых при утилизации абсорбционных машин. Расчет термодинамических циклов бромистолитиевой холодильной машины (понижающего термотрансформатора).
дипломная работа [1,2 M], добавлен 26.03.2015Характеристика существующих методов водоподготовки для работы котельных установок и котлов электростанций. Повышение качества очистка воды, обеспечение ее полной регенерация для вторичного применения по назначению. Преимущества мембранных технологий.
контрольная работа [597,1 K], добавлен 12.12.2021Определение расчётных тепловых нагрузок района города. Построение графиков расхода теплоты. Регулирование отпуска теплоты. Расчётные расходы теплоносителя в тепловых сетях. Гидравлический и механический расчёт водяных тепловых сетей, подбор насосов.
курсовая работа [187,6 K], добавлен 22.05.2012Поверочный тепловой и аэродинамический расчет котельного агрегата и подбор вспомогательного оборудования. Расчет расхода топлива, тепловых потерь, КПД котлоагрегата, температуры и скорости газов по ходу их движения в зависимости от его параметров.
дипломная работа [656,6 K], добавлен 30.10.2014Характеристика котельных агрегатов: вид топлива, параметры и расход пара, способ удаления шлака, компоновка и технологическая схема котла, его габаритные размеры. Выбор вспомогательного оборудования котельной установки и расчет системы водоподготовки.
реферат [50,1 K], добавлен 25.08.2011Основы проектирования котельных. Выбор производительности и типа котельной. Выбор числа и типов котлов и их компоновка. Тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов.
дипломная работа [310,5 K], добавлен 31.07.2010Расчет среднесуточной тепловой мощности на горячее водоснабжение. Гидравлический расчет тепловых сетей. Расчет мощности тепловых потерь водяным теплопроводом. Построение температурного графика. Выбор основного и вспомогательного оборудования котельных.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 26.06.2019Основы проектирования котельных, выбор их производительности и типа. Тепловой расчет агрегата, определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов. Конструктивный расчет экономайзера, проверка теплового баланса.
дипломная работа [339,0 K], добавлен 13.12.2011Анализ структуры и расчет мощности автотракторных средств, электроэнергетического и электротехнического, теплоэнергетического оборудования. Расчет затрат труда и числа исполнителей для технической эксплуатации по группам энергетических средств.
контрольная работа [197,2 K], добавлен 15.12.2010Понятие и перспективы применения вторичных энергетических ресурсов, необходимое для этого оборудование и агрегаты. Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности, их разновидности и оценка эффективности при повторном использовании.
презентация [4,2 M], добавлен 06.02.2010
