3.3Расчет 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 0С. (Расчеты производим по стр. 141-143 из [1]).
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 м3/с. Равен 243 тыс. нм3/ч; средняя температура газов при входе в дымовую трубу 110 0С. Температуру газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в дымовой трубе принимаем равной 90 0С.
Объемный расход газов, выходящих из дымовой трубы:
где Vг – суммарный объем уходящих газов после котла-утилизатора
tкух – средняя температура газов при входе в дымовую трубу
tух – температура газов на выходе из дымовой трубы с учетом охлаждения в трубе.
Выходную скорость газов принимаем 18 м/с (согласно стр. 141 из [1]).
Требуемый диаметр устья трубы определяется по формуле (4-10 из [1]):
(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 будет:
(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 НМИН, м, подсчитывается из условия предельно допустимых концентраций NO2 , в атмосфере по формуле (6-4 из [1]):
(3.21)
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, м3/с;
ΔТ – разность температур между выходящими из трубы газами и окружающим воздухом, 0С.
Выбросы окислов азота:
(3.22)
где Z- Уровень выброса вредных веществ, г/ м3
Выброс окислов азота при природного газа составит 3,3 г/с.
Минимально
допустимая высота дымовой трубы:
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.
3.4 Расчет электропотребления двигателями сетевых насосов при частотном регулировании.
Расход сетевой воды не постоянен и зависит от потребления тепловой энергии, например с понижением температуры наружного воздуха расход сетевой воды увеличевается.
Расчет расхода сетевой воды:
Таблица 3.3 Зависимость часового расхода воды от температуры г. Уфа (Сипайлово)
Температура °С |
-30 |
-20 |
-10 |
0 |
10 |
20 |
30 |
Расход м3/ч |
3900 |
3400 |
2500 |
1600 |
1000 |
500 |
500 |
Количество Насосов |
4 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Распределённый расход |
975 |
1133 |
1250 |
800 |
500 |
500 |
500 |
Фромула для определения нагрузки на двигатель при изменении расхода и следовательно количества работающих насосов определяется из выражения:
(3.1)
(3.2)
где 
-
мощность двигателя (500 кВт),
-
производительность насоса (1250),
– распределенный
расход на один насос, n
– количество насосов в работе.
Пример расчета при расходе 500 м3:
=
32 кВт
Аналогично определяем потребление при других расходах и заносим данные в таблицу
Таблица 3.4 Потребление электроэнергии с использованием ЧП
Расход м3/ч |
3900 |
3400 |
2500 |
1600 |
1000 |
500 |
500 |
Количество Насосов |
4 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Распределённый расход |
975 |
1133 |
1250 |
800 |
500 |
500 |
500 |
Потребление общее кВт |
949 |
1116 |
1000 |
262 |
64 |
32 |
32 |
Потребление электроэнергии по месяцам:
Расход январь
Для точного расчета расхода примем температуру стояния дневную и ночную, количество дней стояния температуры за январь 2011 в городе Уфа берем с сайта ГисМетео[ ]. Получили следующие данные:
При t° ниже -20 С°: дневные (дни) - 2, ночные(дни) -10
При t° ниже -10 С°: дневные (дни) - 20, ночные(дни) -12
При t° ниже 0 С°: дневные (дни) - 9, ночные(дни) - 9
; (3.3)
Далее определяем дневное потребление электроэнергии
; (3.4)
; (3.5)
где m – количество дней с определенной температурой
РПЧ – общее потребление электроэнергии двигателя с ЧП кВт
; (3.6)
;
кВт
кВт
[кВт]
[кВт]
Аналогично определяем ночное потребление
; (3.7)
; (3.8)
; (3.9)
; (3.10)
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
Пример работы двигателей без ЧП
(3.11)
(3.12)
Где n – количество насосов
Pд – потребление двигателя равное 500 кВт
(3.13)
(3.14)
= 36000 [кВт]
[кВт]
[кВт]
[кВт]
Аналогично рассчитываем ночное электропотребление:
[кВт]
[кВт]
[кВт]
[кВт]
[кВт]
Экономия потребления электроэнергии (январь)
Рэкон.мес=
-
; (3.15)
Рэкон.мес= 816000 – 601296 = 214704 [кВт]
Сэкономленная электроэнергия в рублях, при цене за 1 кВт – 0,826 рубля
Дэкон.= Рэкон.мес ·0,826; (3.16)
Дэкон.= 214704 · 0,826 = 177345 Рублей. (январь)
Все полученные данные заносим в таблицу 5.4 (Январь)
Таблица 3.5 Январь
Температура °С |
-20 |
-10 |
0 |
Расход м3/ч |
3400 |
2500 |
1600 |
Количество Насосов |
3 |
2 |
2 |
Расход на один насос м3/ч |
1133 |
1250 |
800 |
Дни дневные (12 часов) |
2 |
20 |
9 |
Дни ночные (12 часов) |
10 |
12 |
9 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
||
Потреб.двигателей без ЧП |
1500 |
1000 |
1000 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
1116 |
1000 |
262 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
816000 |
||
Месячное потребление электроэнергии с уст. ЧП, кВт |
601296 |
||
Экономия, кВт |
214704 |
||
Экономия, рублей |
177345 |
||
Аналогично определяем электропотребление по другим месяцам:
Таблица 3.6 Февраль
Температура °С |
-30 |
-20 |
-10 |
0 |
Расход м3/ч |
3900 |
3400 |
2500 |
1600 |
Количество Насосов |
4 |
3 |
2 |
2 |
Расход на один насос м3/ч |
975 |
1133 |
1250 |
800 |
Дни дневные (12 часов) |
- |
7 |
16 |
5 |
Дни ночные (12 часов) |
4 |
11 |
9 |
4 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
|||
Потреб.двигателей без ЧП |
- |
1500 |
1000 |
1000 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
949 |
1116 |
1000 |
262 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
828000 |
|||
Месячное потребление электроэнергии с уст. ЧП, Вт |
614904 |
|||
Экономия, кВт |
213096 |
|||
Экономия, рублей |
176017,296 |
|||
Таблица 3.7 Март
Температура °С |
-20 |
-10 |
0 |
+10 |
Расход м3/ч |
3400 |
2500 |
1600 |
1000 |
Количество Насосов |
3 |
2 |
2 |
2 |
Расход на один насос м3/ч |
1133 |
1250 |
800 |
500 |
Дни дневные (12 часов) |
0 |
5 |
16 |
10 |
Дни ночные (12 часов) |
3 |
3 |
18 |
7 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
|||
Потреб.двигателей без ЧП |
1500 |
1000 |
1000 |
1000 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
1116 |
1000 |
262 |
64 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
762000 |
|||
|
|
|||
Месячное потребление электроэнергии с уст. ЧП, кВт |
256128 |
|||
Экономия, кВт |
505872 |
|||
Экономия, рублей |
417850,272 |
|||
Таблица 3.8 Апрель
Температура °С |
0 |
+10 |
+20 |
Расход м3/ч |
1600 |
1000 |
500 |
Количество Насосов |
2 |
2 |
1 |
Расход на один насос м3/ч |
800 |
500 |
500 |
Дни дневные (12 часов) |
2 |
20 |
8 |
Дни ночные (12 часов) |
3 |
22 |
5 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
||
|
|
|
|
Продолжение таблицы 3.8 |
|||
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
1000 |
500 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
262 |
64 |
32 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
642000 |
||
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
52968 |
||
Экономия, кВт |
589032 |
||
Экономия, рублей |
486540,432 |
||
Таблица 3.9 Май
Температура °С |
+10 |
+20 |
+30 |
Расход м3/ч |
1000 |
500 |
500 |
Количество Насосов |
2 |
1 |
1 |
Расход на один насос м3/ч |
500 |
500 |
500 |
Дни дневные (12 часов) |
2 |
20 |
8 |
Дни ночные (12 часов) |
3 |
22 |
5 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
||
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
500 |
500 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
64 |
32 |
32 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
390000 |
||
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
24960 |
||
Экономия, кВт |
365040 |
||
Экономия, рублей |
301523,04 |
||
Таблица 3.10 Июнь, Июль, Август, Сентябрь
Температура °С |
10 |
20 |
30 |
Расход м3/ч |
1000 |
500 |
500 |
Количество Насосов |
2 |
1 |
1 |
Расход на один насос м3/ч |
500 |
500 |
500 |
Дни дневные (12 часов) |
19 |
55 |
49 |
Дни ночные (12 часов) |
28 |
74 |
21 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
||
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
500 |
500 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
64 |
32 |
32 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
1758000 |
||
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
112512 |
||
Экономия, кВт |
1645488 |
||
Экономия, рублей |
1359173,088 |
||
Таблица 3.11 Октябрь
Температура °С |
0 |
10 |
20 |
Расход м3/ч |
1600 |
10000 |
500 |
Количество Насосов |
2 |
2 |
1 |
Расход на один насос м3/ч |
800 |
500 |
500 |
Дни дневные (12 часов) |
1 |
20 |
10 |
Дни ночные (12 часов) |
4 |
23 |
4 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
||
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
1000 |
500 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
262 |
64 |
32 |
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
660000 |
||
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
54120 |
||
Экономия, кВт |
605880 |
||
Экономия, рублей |
500456,88 |
||
Таблица 3.12 Ноябрь
Температура °С |
-10 |
0 |
10 |
|
Расход м3/ч |
2500 |
1600 |
1000 |
|
Количество Насосов |
2 |
2 |
2 |
|
Расход на один насос м3/ч |
1250 |
800 |
500 |
|
Дни дневные (12 часов) |
8 |
16 |
6 |
|
Дни ночные (12 часов) |
8 |
18 |
3 |
|
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
|||
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
1000 |
1000 |
|
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
1000 |
262 |
64 |
|
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
708000 |
|
||
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
305808 |
|||
Экономия, кВт |
402192 |
|||
Экономия, рублей |
332210,592 |
|||
Таблица 3.13 Декабрь
Температура °С |
-10 |
0 |
Расход м3/ч |
2500 |
1600 |
Количество Насосов |
2 |
2 |
Расход на один насос м3/ч |
1250 |
800 |
Дни дневные (12 часов) |
9 |
22 |
Дни ночные (12 часов) |
15 |
16 |
Потребление одного двигателя , кВт*ч |
500 |
|
Потреб.двигателей без ЧП |
1000 |
1000 |
Общ.потр. дв-й. с ЧП кВт*ч |
1000 |
262 |
|
|
|
Продолжение таблицы 3.13 |
|
|
Месячное потребление электроэнергии без ЧП, кВт |
744000 |
|
Месячное потребление электроэнергии с устан. ЧП, кВт |
407472 |
|
Экономия, кВт |
336528 |
|
Экономия, рублей |
277972,128 |
|