Выход продуктов сгорания природного газа

Расчет процесса горения природного газа

Объемы воздуха и продуктов сгорания определяются на 1 м 3 сухого газообразного топлива при нормальных условиях.

Расчет производится согласно нормативному методу

Расчет объемного состава и энтальпии продуктов сгорания газообразного топлива.

Теоретическое количество воздуха , необходимое для сгорания 1 нормального кубического метра топлива определяется по формуле [17]

, (3.3)

где H₂ ,CO — содержание отдельных газов в топливе в %;

m и n числа атомов углерода и водорода в химической формуле углеводородов, входящих в состав топлива.

Теоретическое количество воздуха в м 3 /м для сжигания 1 кг топлива

, (3.4) (3.4)

где V₀ — теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания

1 нормального кубического метра топлива, м 3 /м 3 ;

ρ_в= 1,225 плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м 3 ;

ρ_г =0,73 плотность природного газа при нормальных условиях, кг/м 3

м 3 /м 3

Расход воздуха необходимый для сжигания топлива в кг/снаходим по формуле [17]

, (3.5)

Где G_кт— расход газа за ГТУ, кг/с;

G_гт— расход сжигаемого в КС ГТУ топлива, кг/с.

Коэффициент избытка воздуха α_КТ в камере сгорания находим по формуле [17]

, (3.6)

где G_в — расход воздуха необходимый для сжигания топлива, кг/с;

V₀ — теоретическое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива, кг/кг.

=6,88

Объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива находим по формуле [17]

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)

где α_кт — коэффициент избытка воздуха в камере сгорания;

V₀ — теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 нормального кубического метра топлива, м 3 /м 3 .

Полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива находим по в формуле [17]

, (3.11)

где — объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива, м 3 /м 3 .

Объемные доли продуктов сгорания находим по формуле [17]

(3.12)

(3.13)

(3.14)

(3.15)

где — объемный состав продуктов сгорания газообразного топлива, м3/м3;

V_г — полный относительный объем продуктов сгорания газового топлива, м 3 /м 3 .

Молекулярную массу продуктов сгорания в г/моль находим по формуле [11]

(3.16)

Где — объемные доли компонентов топливного газа.

Находим параметры β_Г для газовой смеси известного состава [11]

(3.17)

Где — объемные доли компонентов топливного газа.

Расчет дымовой трубы

Принимается для ГТУ отдельная дымовая труба, устанавливаемая после котла-утилизатора. Размеры ее (высота и диаметр устья) определяются из условия обеспечения предельно допустимой концентрации NO₂ в окружающем воздухе (ПДК) при нагрузке котла-утилизатора в номинальном режиме со средней температурой окружающего воздуха за наиболее холодный месяц, равной –14,9 0 С.

Диаметр дымовой трубы будем считать по расходу уходящих газов при сжигании природного газа, т.к. их расход больше, чем при сжигании мазута.

Имеем: суммарный объем уходящих газов после котла-утилизатора при объемном расходе 67,48 м 3 /с. Равен 243 тыс. нм 3 /ч; средняя температура газов при входе в дымовую трубу 110 0 С. Температуру газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в дымовой трубе принимаем равной 90 0 С.

Объемный расход газов ₁, выходящих из дымовой трубыопределяем по формуле

, (3.18)

где V_г – суммарный объем уходящих газов после котла-утилизатора

t к _ух – средняя температура газов при входе в дымовую трубу

t_ух – температура газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в трубе.

м 3 /с

Выходную скорость газов принимаем 18 м/с (согласно стр. 141 из [9]).

Требуемый диаметр устья трубы в мм определяется по формуле

, (4.19)

Принимаем к установке дымовую трубу по типовому проекту с диаметром устья 2,1 м (согласно СНИП II-35-76 КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ).

Действительная выходная скорость газов в м/с определяется по формуле

(3.20)

Высота дымовой трубы определяется по условиям рассеивания в воздушном пространстве вредных выбросов, ПДК которых в окружающем воздушном пространстве регламентируется санитарными нормами.

Минимально допустимая высота дымовой трубы Н_МИН, м, подсчитывается из условия предельно допустимых концентраций NO₂ , в атмосфере по формуле (6-4 из [9]):

(3.21)

где А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий местности (для Урала А=160);

М – выброс NO₂, г/с ; М= 67,48·0.05= 3,3 г/с

F – коэффициент (при расчете по SO₂ принимается равным 1);

ПДК – предельно допустимая концентрация NO₂;

V₁ – секундный объем газов, выбрасываемых из трубы, м 3 /с;

ΔТ – разность температур между выходящими из трубы газами и окружающим воздухом, 0 С.

Выбросы окислов азота в г/м 3 определяется по формуле

(3.22)

где Z- Уровень выброса вредных веществ, г/ м3

г/с

Выброс окислов азота при природного газа составит 3,3 г/с.

Минимально допустимая высота дымовой трубы Н_МИН составит

Согласно полученных данных для удовлетворения показателей предельно-допустимых концентраций вредных выбросов в атмосферу устанавливаем дымовую трубу с диаметром устья 2,1 м и высотой 17,4 м.

Источник

Расчет объема дымовых газов при сжигании природного газа

Калькулятор позволяет рассчитать объем дымовых газов при сжигании природного газа:

• • приведенный к нормальным условиям (по стехиометрическим уравнениям);
  • приведенный к рабочим условиям (исходя из температуры дымовых газов).

  Калькулятор объема дымовых газов при сжигании газа

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Формула расчета объемного расхода :

  

  Общие данные

  Калькулятор позволяется рассчитать объем дымовых газов при сжигании природного газа. Объем дымовых газов нужен для аэродинамического расчета дымового тракта в теплогенерирующем устройстве (далее ТГУ) и системы дымоудаления от ТГУ. Аэродинамически расчет ТГУ выполняет, как правило, изготовитель оборудования. Сведения об аэродинамическом сопротивлении дымового тракта ТГУ указываются в паспорте оборудования.

  Аэродинамически расчет системы дымоудаления выполняется при проектировании систем дымоудаления.

  Объем дымовых газов зависит от состава природного газа, влажности воздуха, коэффициента избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха включает в себя, как коэффициент избытка воздуха в топке, так и коэффициент присоса воздуха в газоходах (в случае если система дымоудаления работает под разрежением).

  Калькулятор выполняет расчет по двум методикам:

  • • полного расчета: исходя из состав природного газа и влажности воздуха на горение (на базе нормативного метода «ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ (НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД);
    • упрощенного расчета: исходя из усредненных показателей (не зависимо от состава природного газа и влажности воздуха на горение ).

    Подробно методика расчета состава дымовых газов приведена в нормативном методе «ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ (НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД)».

    Более подробно теория расчета отдельных компонентов дымовых газов рассмотрена в темах:

    Литература

    • • ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОТЛОВ (НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД). Издание третье, переработанное и дополненное, Санкт-Петербург, 1998 г.

      Примечание.

      В комментарии приветствуются пожелания, замечания и рекомендации по улучшению программы.

      Источник

      Читайте также:  Государственный природный заказник регионального значения комплексного профиля ашит