Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Илиев А.Г.

Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, Россия

Определение параметров газовоздушной смеси котельных предприятий сервиса в плане внедрения энергосберегающих технологий

 

Одной из важнейших задач в современных условиях является разработка и внедрение мероприятий по экономии тепловой энергии. Перспективным способом сокращения потребления тепловой энергии может служить использование вторичных энергоресурсов (ВЭР). Одними из наиболее теплоёмких предприятий сервиса являются предприятия сервиса. Технико-экономические показатели деятельности этих предприятий в значительной степени зависят от организации теплоиспользующих технологических процессов в плане эффективного использования тепловой энергии, в том числе и тепловых отходов.

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.

С целью дальнейшего 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.

Расчетный расход топлива:

,г/с,                                                                   (1)

где QР - тепловая производительность котельной, кДж/ч (определяется как сумма номинальных производительностей котлов);

QРН  - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (определяется по справочным данным);

ηКУ - 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                                                      (2)

где  vГ°- объем продуктов сгорания, м /кг;

V0 - теоретически необходимый расход воздуха, м3/кг;

α - коэффициент избытка воздуха в топке.

Значения V0Г и V0 принимаются в зависимости от марки топлива, а α - в зависимости от типа топки в соответствии со справочными данными.

 Количество пыли, выбрасываемой в атмосферу

г/с                                                 (3)

где    αУН - доля золы топлива, уносимая газами;

АР- зольность топлива на рабочую маccv, %

q1 - потери тепла с механическим недожогом, %.

Значения αУН и q  определяются в зависимости от  типа топочного устройства, а Ар - в зависимости от марки топлива по справочным данным.

При сжигании мазута количество пыли, выбрасываемой котельными установками, определяется по формуле:

Мn= 0,01АРВ, г/с.                                                                   (4)

При сжигании газообразных топлив

МН=0.

Для установок, оснащенных золотоулавливающими устройствами, количество выбрасываемой в атмосферу пыли Мп определяется по формуле:

, г/с                                                      (5)

где ηоч - 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,                                                                            (6)

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                                          (7)

 

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,                                                            (8)

где q2 - потери тепла от химической неполноты горения топлива, %. Для твердых топлив q2 определяется по, а для жидких принимается равной q2=0,5%.

Средняя скорость выхода дымовых газов

,м/с                                                         (9)

где D - расчетный диаметр дымовой трубы, м.

При наличии нескольких дымовых труб:

D = , м.                                              (10)

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.

 

Литература:

 

1.     Илиев, А. Г. Определение ПДВ и способы очистки дымовых газов при осуществлении нагрева рабочего теплоносителя в системе отопления предприятий сервиса /А. Г. Илиев// Материали за 9-а международна научна практична конференция, «Achievement of high school», - 2013. Том 46. Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - 104 с.

2.     Илиев, А. Г. Организация малоотходной системы теплотехнологии при проведении комплекса уборочно-моечных работ предприятий автосервиса / А. Г. Илиев // Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий ЖКХ, сервиса и машиностроения: юбилейный международный сб. науч. трудов/– Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2013. – 108 с.

3.     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. – 165с.