Дані для розрахунку наведені у додатку Р.

Розрахункова робота №12

«Розрахунок скрубера»

У скруберах запилений газовий потік надходить в апарат і промивається рідиною, що вводиться до нього. При цьому частки пилу видаляються з газового потоку внаслідок їхнього зіткненні з краплями рідини.

Найбільше поширення одержали скрубери циліндричної форми в яких запилений потік і вода вводяться зверху і виводяться знизу, чим досягається більш рівномірний розподіл газу по перетину скрубера. Вода подається у верхню частину скрубера і розбрискується за допомогою форсунок (рисунок 12.1).

Ціль розрахунку – визначення основних розмірів скрубера при заданій витраті запиленого газового середовища.

ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ:

– Склад продуктів горіння палива: СО₂=12%; Н₂О=14%; О₂=6%; N₂=68%.

– Витрата продуктів горіння (вологих): V_г.у=72000 м³/год.

– Температура продуктів горіння на вході в скрубер: t₁=400ºC.

– Температура продуктів горіння на виході зі скрубера: t₂=50ºC.

– Початкова температура води на вході в скрубер: t_н=10ºC.

– Кінцева температура води на виході зі скрубера: t_к=35ºС.

– Барометричний тиск: Р_б=96 кПа.

– Розрядження в скрубері: Р_г= -300 Па.

 

РОЗРАХУНОК

1. Кількість вологи в продуктах горіння на вході в скрубер:

кг/м³,

де 0,804 кг/м³ - щільність водяної пари при нормальних умовах (18/24=0,804).

2. Кількість вологи в продуктах горіння на виході зі скрубера:

Х₂=f(t₂).

Х₂ знаходимо за допомогою таблиці12.1 по температурі продуктів горіння на виході зі скрубера.

 

Таблиця 12.1 – Кількість вологи в продуктах горіння на виході зі
скрубера

t2
X2	35,1	39,6	44,5	50,1	56,3	63,1	84,0	111,3

Відповідно до таблиці Х₂=111,3 г/м³ при t₂=50ºC.

3. Об'ємна витрата сухих газів:

м³/с.

4. Кількість тепла, передана від газу до води:

- якщо вологи в продуктах горіння на вході в скрубер більше, ніж на виході, то відбувається конденсація вологи усередині скрубера:

Q=V_гс∙[С_р∙(t₁-t₂)+(х₁-х₂)∙r]

- якщо вологи в газі менше, ніж може міститися при температурі його на виході зі скрубера t₂, то кількість переданого тепла розраховується по формулі:

Q=V_гс∙[С_р∙(t₁-t₂)-(x₂-x₁)∙r]

За завданням Х₁>X₂, тому:

Q=17,2∙[1,4∙(400-50)+(0,174-0,1113)∙2256]=10853 кДж/с.

5. Середньологарифмічна різниця температур між газом і водою:

ºC.

6. Визначення коефіцієнта теплопередачі в скрубері від газу до води (емпірична формула):

, Вт/м³К.

де М_вод – витрата води на скрубер, кг/с;

М_газ – витрата газу через скрубер, кг/с;

7. Витрата води обчислюється за кількістю тепла, що передається від продуктів горіння до води:

кг/с.

8. Витрата газу:

М_газ=ρ_г∙V_гс; V_гс=20∙(1-0,14)=17,2 м³/с.

 

 

М_газ=1,28∙ 17,2=22,0 кг/с.

9. Коефіцієнт передачі тепла:

Вт/м³К.

Коефіцієнт передачі тепла К₀ у скрубері – величина, яку важко визначити теоретично, бо невідома сумарна поверхня крапель води. Тому в розрахунках використовують емпіричні формули. При цьому значення К₀ при різних умовах знаходиться в межах: К₀=60-240 Вт/м³К.

Розрахункові значення К₀ повинні входити в цю межу.

10. Обсяг скрубера:

м³.

11. Визначення розмірів скрубера:

,

де Н - висота скрубера, м;

Д - діаметр скрубера, м.

За практичними даними відношення висоти скрубера до діаметра (орієнтовно):

,

звідси:

м.

Н=2,5∙ 6,1=15,25 м.

12. Перевірочний розрахунок геометричних розмірів скрубера виконується з умови припустимого капельного віднесення при швидкості продуктів горіння в скрубері W_пред=0,8-1,5 м/с.

Попередньо визначаємо витрату вологого газу при робочих умовах на виході зі скрубера:

- для випадку Х₁>Х₂ (конденсація вологи з газу в скрубері)

Швидкість газу в скрубері:

м/с.

Перерахування не потрібно, тому що умова відносно W_пред виконується.

- для випадку Х₁<Х₂:

.

Дані для розрахунку наведені у додатку С.

ДОДАТОК А – Денне надходження сумарної Е и розсіяної Е_р сонячної радіації, МДж/м²

 

№ п/п	Географічне місце, північна широта, град	Е/Ер
квітень	травень	червень	липень	серпень	вересень
	Керчь, 45.5	18.27	21.74	23.48	24.71	21.98	17.88
10.12	23.32	11.14	8.29	8.21	7.35
	Одеса, 46	16.73	20.55	23.05	24.12	22.72	15.77
9.34	10.27	10.74	9.73	9.65	6.95
	Симферополь,45	19.67	22.68	23.12	26.05	23.24	18.37
10.52	11.63	12.85	12.74	10.28	8.93
	Миколаїв, 47	16.08	21.06	23.75	24.18	21.64	15.12
9.12	9.26	10.92	11.26	9.06	7.09
	Маріуполь,47.5	14.82	18.98	21.63	23.53	20.65	15.21
7.08	9.34	10.81	12.06	8.93	7.23
	Донецьк, 48	14.12	18.89	21.03	22.26	21.26	14.87
6.28	8.17	9.34	10.88	8.94	7.12
	Луганськ, 48.5	14.06	18.71	21.28	22.44	21.45	15.22
6.12	8.23	10.44	11.09	9.11	8.15
	Дніпро-петровськ, 48.5	14.23	18.84	20.17	21.87	21.15	14.25
7.05	8.08	9.68	10.76	8.65	7.06
	Івано-Франківськ, 49	14.12	18.63	19.90	21.85	18.15	13.90
6.96	8.00	9.25	10.53	8.17	7.56
	Львів, 50	13.97	19.65	20.52	21.35	19.12	13.98
6.85	8.51	9.15	9.19	8.78	7.92
	Харків, 50.5	14.15	20.25	21.17	22.05	17.83	14.03
6.91	9.52	8.15	8.93	8.22	7.84
	Луцьк, 54	13.69	15.37	20.45	20.97	16.03	12.24
6.35	8.95	9.33	10.21	8.26	7.93
	Алушта, 46.0	15.16	21.65	24.13	25.18	23.23	17.19
6.85	8.87	10.75	10.95	9.94	8.36
	Чернігів, 52	14.21	18.05	19.08	20.21	16.23	12.79
6.83	7.95	8.78	9.65	7.37	6.32
	Москва, 56	13.41	18.65	19.83	19.19	15.14	10.06
7.54	9.33	9.78	10.27	8.11	6.14
	Сімєіз, 42	16.12	19.71	22.80	22.41	20.52	15.29
7.23	7.83	7.64	7.83	6.75	5.42
	Київ, 50.5	13.90	18.76	21.82	20.52	17.28	12.65
7.51	9.18	10.00	9.45	7.69	5.84
	Ялта, 40	19.18	24.97	28.22	27.00	25.11	20.15
8.2	8.23	7.78	6.88	6.34	5.38
	Баку, 41	24.05	23.17	29.61	27.40	25.11	20.01
4.73	5.26	6.53	6.34	5.40	3.89
	Петербург, 56	10.11	13.65	15.93	17.26	15.02	11.76
6.75	7.93	10.12	11.13	9.37	8.45
	Джанкой,42	23.9	27.81	29.47	27.81	24.16	19.04
5.14	5.26	5.84	5.80	5.40	3.61

 

ДОДАТОК Б – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №1

 

№ варіанта	Температура гарячої води, tГ.В.	Температура холодної води, tХ..В.	Географіч-не місце, «А»	Кількість людей, n	Витрата води на 1 людину, л/чол∙день	Кут нахилу сонячного колектора, β	ККД сонячної установки, η	ККД установки, що замінюєть-ся, η з.у.
						41.0	0,65	0,55
						33.5	0,66	0,56
						37.0	0,67	0,57
						35.5	0,68	0,58
						25.0	0,69	0,59
						41.0	0,70	0,60
						35.0	0,71	0,61
						35.5	0,72	0,62
						33.5	0,73	0,63
						26.0	0,74	0,64
						27.0	0,75	0,65
						35.5	0,65	0,66
						25.0	0,66	0,67
						41.0	0,67	0,68
						25.0	0,68	0,69
						26.0	0,69	0,70
						27.0	0,70	0,71
						37.0	0,71	0,72
						35.5	0,72	0,73
						35.0	0,73	0,74
						32.0	0,74	0,75
						27.0	0,75	0,76
						31.0	0,65	0,77
						32.0	0,66	0,78
						33.5	0,67	0,79
						26.0	0,68	0,80
						30.5	0,69	0,81

ДОДАТОК В – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №2
№ п/п	Продуктивність коксового блоку GБ, т/добу	Продуктивність камери гасіння GК, т/добу	Разова видача коксу з однієї печі GР,,т	Температура коксу при завантаженні, t1, ˚С	Температура коксу при вивантаженні, t2 ˚С	Угар коксу при гасінні, φK %	Теплота згоряння коксу,Q^нр, MДж/кг	Температура газів на виході з камери гасіння, t', ˚С	Температура газів на вході в камеру гасіння, t'', ˚С	Температура циркулюючих газів, tц., ˚С	Температура повітря, tВЗ, ˚С	Зовнішня поверхня камери, F, м^2	Температура поверхні камери, tП, ˚С	Вільний переріз камери, f, %	Об'ємна маса коксу, ρK, кг/м^3	Питома поверхня коксу, SF, м^2	Гідравлічний діаметр міжкус - кового простору, dCP, м∙ 10^-3	Вміст вуглецю в коксі, m, кг/кг	Радіус шматка коксу, r, м	Коефіцієнт теплопровідності коксу, λ, Вт∙ м/K	Кількість печей у батареї, n	Тривалість циклічної зупинки, τЦ, год.	Період коксування, τК, глд.	Кількість циклічних зупинок, Z
						0,12	28,2											0,75	0,025	0,41		0,71
						0,14	28,4											0,80	0,026	0,42		0,72
						0,16	28,6											0,85	0,027	0,43		0,73
						0,18	28,8											0,90	0,028	0,44		0,74
						0,10	29,0											0,95	0,029	0,45		0,75
						0,12	29,2											0,70	0,030	0,46		0,76
						0,14	29,4											0,75	0,031	0,47		0,77
						0,16	29,6											0,80	0,032	0,48		0,78
						0,18	29,8											0,85	0,033	0,49		0,79
						0,10	30,0											0,90	0,034	0,50		0,80
						0,12	30,2											0,95	0,035	0,40		0,70
						0,14	30,4											0,75	0,025	0,41		0,71
						0,16	30,6											0,80	0,026	0,42		0,72
						0,18	30,8											0,85	0,027	0,43		0,73
						0,10	30,9											0,90	0,028	0,44		0,74
						0,12	31,0											0,95	0,029	0,45		0,75
						0,14	31,2											0,75	0,030	0,46		0,76
						0,16	31,4											0,80	0,031	0,47		0,77
						0,18	31,6											0,85	0,032	0,48		0,78
						0,12	31,8											0,90	0,033	0,49		0,79
						0,14	32,0											0,95	0,034	0,50		0,80
						0,16	31,0											0,70	0,035	0,51		0,81
						0,18	30,0											0,80	0,036	0,52		0,82
						0,10	29,0											0,85	0,037	0,53		0,83

 

ДОДАТОК Г – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №3

№ п/п	, ˚С	V, м^3/с	а∙в, м	l, м	, ˚С	α
			0,4∙0,5			1,10
			0,4∙0,6			1,12
			0,4∙0,7			1,13
			0,5∙0,5			1,14
			0,5∙0,6			1,15
			0,5∙0,7			1,16
			0,6∙0,6			1,17
			0,6∙0,7			1,18
			0,6∙0,8			1,19
			0,6∙0,9			1,20
			0,7∙0,8			1,21
			0,7∙0,9			1,22
			0,7∙1,0			1,23
			0,7∙1,1			1,24
			0,8∙0,9			1,10
			0,8∙1,0			1,12
			0,8∙1,1			1,14
			0,8∙1,2			1,16
			0,8∙1,3			1,18
			0,8∙1,4			1,20
			0,9∙1,0			1,22
			0,9∙1,1			1,24
			0,9∙1,2			1,20
			0,9∙1,3			1,15
			0,9∙1,4			1,10

 

ДОДАТОК Д – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №4

№пп	Дуття	Температура, °С	КВТ каупера, hгор	ККД		Склад доменного газу, %
Витрата повітря Vду, м^3/с	Тиск, Рд, МПа	Температура, tд, °С	Доменого газа на виході з печі, tг	Холодного повітря, t`вх	Продуктів згоряння під куполом каупера, t^куппс	Продуктів згоряння перед газовою турбіною tг.т.	Перегрітої пари, tп.п.	Продуктів згоряння на виході з КУ, t```г.т.	Турбіни і компрессора, hк	Парогенератора hп.г	.Питома витрата пари, d кг/(кВт×г)	СО	Н2	СН4	N2	CO2	H2O	Тиск перегрітої пари, Рп.п., МПа
		0,40								0,90	0,83	0,95	3,3			0,1	31,9			4,1
		0,41								0,89	0,84	0,96	3,4			0,2	29,8			4,2
		0,42								0,88	0,85	0,97	3,5			0,3	31,7			4,3
		0,43								0,87	0,86	0,95	3,6			0,1	34,9			4,4
		0,44								0,86	0,87	0,96	3,7			0,2	34,8			4,5
о		0,45								0,85	0,88	0,97	3,8			0,3	34,7			4,6
		0,56								0,84	0,89	0,94	3,9			0,1	37,9			4,7
		0,47								0,83	0,90	0,95	4,0			0,2	40,8			4,8
		0,48								0,82	0,91	0,96	4,1			0,3	32,7			4,9
		0,49								0,81	0,92	0,97	4,2			0,1	35,9			5,0
		0,50								0,90	0,93	0,94	4,3			0,2	33,8			5,1
		0,51								0,89	0,94	0,95	3,3			0,3	31,7			5,2
		0,52								0,88	0,83	0,96	3,4			0,1	36,9			4,1
		0,40								0,87	0,84	0,97	3,5			0,2	36,8			4,2
		0,41								0,86	0,85	0,95	3,6			0,3	28,7			4,3
		0,42								0,85	0,86	0,96	3,7			0,1	31,9			4,4
		0,43								0,84	0,87	0,97	3,8			0,2	31,8			4,5
		0,44								0,83	0,88	0,94	3,9			0,3	31,7			4,6
		0,45								0,82	0,89	0,95	4,0			0,1	34,9			4,7
		0,46								0,81	0,90	0,96	4,1			0,2	34,8			4,8
		0,47								0,90	0,91	0,97	4,2			0,3	34,7			4,9
		0,48								0,89	0,92	0,94	4,3			0,1	32,9			5,0
		0,49								0,88	0,93	0,95	4,2			0,2	32,8			5,1
		0,50								0,87	0,94	0,96	4,1			0,3	31,7			5,2
		0,51								0,86	0,95	0,97	4,0			0,1	34,9			5,3

ДОДАТОК Е – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №5

№ п/п	Тип розчину	Витрата розчину GР, кг/с	Теплоємність розчину Ср	Кількість води GВ, кг/с	Конценрація розчину МК, %	tн, °С	tк, °С	d	α	Паливо	Діаметр апарату, м	λ розчину, Вт/мК
	CaCl2	0,5	3,0	0,48				0,58	1,12	50ПГ 50ДГ	1,6	0,52
	MgCl2	0,6	3,1	0,46				0,59	1,14	КГ	1,7	0,54
	KCl	0,8	3,2	0,44				0,60	1,16	ПГ	1,8	0,56
	NaCl	1,2	3,3	0,42				0,61	1,18	50КГ 50ПГ	1,9	0,58
	CaCl2	1,3	3,3	0,40				0,62	1,19	10КГ 90ПГ	2,0	0,60
	MgCl2	1,4	3,4	0,38				0,63	1,20	20ПГ 80ДГ	2,1	0,61
	KCl	1,5	3,4	0,36				0,64	1,10	30ПГ 70ДГ	2,2	0,62
	NaCl	1,6	3,4	0,34				0,65	1,11	40ПГ 60ДГ	2,2	0,63
	CaCl2	1,7	3,5	0,32				0,66	1,12	10КГ 90ДГ	2,3	0,64
	MgCl2	1,8	3,5	0,30				0,67	1,13	20КГ 80ДГ	2,3	0,65
	CaF2	1,9	3,5	0,29				0,68	1,14	30КГ 70ДГ	2,3	0,66
	MgF2	2,0	3,5	0,28				0,69	1,15	40КГ 60ДГ	2,4	0,67
	KF	2,1	3,6	0,28				0,70	1,16	50КГ 50ДГ	2,4	0,68
	NaF	2,2	3,6	0,27				0,58	1,17	60КГ 40ДГ	2,4	0,69
	KBr	2,3	3,6	0,27				0,59	1,18	70КГ 30ДГ	2,4	0,70
	NaBr	2,4	3,7	0,27				0,60	1,19	10ПГ 90КГ	2,5	0,71
	CaBr2	2,5	3,7	0,26				0,61	1,20	20ПГ 80КГ	2,5	0,72
	MgBr2	2,6	3,7	0,25				0,62	1,21	30ПГ 70КГ	2,5	0,73
	CaCl2	2,7	3,8	0,24				0,63	1,22	40ПГ 60КГ	2,6	0,74
	MgCl2	2,8	3,8	0,24				0,64	1,20	10ДГ 90ПГ	2,6	0,75
	KCl	2,9	3,9	0,23				0,65	1,19	20ДГ 80ПГ	2,6	0,76
	NaCl	3,0	3,9	0,23				0,66	1,18	30ДГ 70ПГ	2,7	0,77
	KF	3,1	4,0	0,22				0,67	1,17	40ДГ 60ПГ	2,7	0,78
	NaF	3,2	4,1	0,22				0,68	1,16	50ДГ 50ПГ	2,7	0,79
	KF2	3,3	4,2	0,21				0,69	1,15	60ДГ 40ПГ	2,7	0,80

ДОДАТОК Ж – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №6

 

№ п/п	Е, кВт	ККД	Характеристика палива	Паропродук-тивність	Тип паль-ника	r	β3, №	аун, №			α	q4
тип палива	,	А^р   %	%	Дном, т/год	Дфак, т/год
	3,0·10^6	0,62	антрацит			1,7			прям.	0,15			луж.	0,97	1,20
	2,6·10^6	0,61	буре			0,2			вихр.	0,16			нейтр.	0,96	1,21
	2,4·10^6	0,59	донецьк.			2,6			прям.	0,17			луж.	0,95	1,22
	2,2·10^6	0,58	кузнецьк.			0,3			вихр.	0,18			нейтр.	0,94	1,23
	2,0·10^6	0,57	антрацит			1,8			прям.	0,19			луж.	0,93	1,24
	1,8·10^6	0,56	буре			0,4			вихр.	0,20			нейтр.	0,92	1,20
	1,6·10^6	0,55	донецьк.			2,7			прям.	0,21			луж.	0,91	1,21
	1,6·10^6	0,54	кузнецьк.			0,4			вихр.	0,22			нейтр.	0,90	1,22
	1,4·10^6	0,53	антрацит			1,9			прям.	0,23			луж.	0,91	1,23
	1,2·10^6	0,52	буре			0,6			вихр.	0,24			нейтр.	0,92	1,22
	1,0·10^6	0,51	донецьк.			2,8			прям.	0,25			луж.	0,93	1,21
	0,8·10^6	0,50	кузнецьк.			0,5			вихр.	0,26			нейтр.	0,94	1,20
	0,6·10^6	0,49	антрацит			2,0			прям.	0,27			луж.	0,94	1,19
	0,5·10^6	0,48	буре			0,7			вихр.	0,28			нейтр.	0,95	1,18
	0,4·10^6	0,47	донецьк.			2,9			прям.	0,29			луж.	0,96	1,17
	0,3·10^6	0,46	кузнецьк.			0,6			вихр.	0,30			нейтр.	0,97	1,18
	0,2·10^6	0,45	антрацит			1,6			прям.	0,29			луж.	0,90	1,19
	0,1·10^6	0,44	буре			0,8			вихр.	0,28			нейтр.	0,91	1,20
	0,5·10^6	0,43	донецьк.			3,0			прям.	0,27			луж.	0,92	1,21
	0,7·10^6	0,42	кузнецьк.			0,7			вихр.	0,26			нейтр.	0,93	1,22
	0,9·10^6	0,41	антрацит			1,7			прям.	0,25			луж..	0,94	1,23
	1,1·10^6	0,40	буре			0,5			вихр.	0,24			нейтр.	0,95	1,19
	1,3·10^6	0,39	донецьк.			3,1			прям.	0,23			луж.	0,96	1,20
	1,5·10^6	0,38	кузнецьк.			0,4			вихр.	0,22			нейтр.	0,97	1,21
	1,7·10^6	0,37	антрацит			1,8			прям.	0,21			луж.	0,98	1,22

 

ДОДАТОК И – Дані для розрахунку до розрахункової роботи №7