Концентрация вредных веществ в топочных газах и звуковое поле вокруг упг

Основным показателем токсичности продуктов горения является отношение концентрации данного токсичного вещества в продуктах сгорания Дi к максимальной разовой, предельно допустимой концентрации (ПДК) этого вещества в атмосфере воздуха населённых мест Пi, характеризующие уровень токсичности ТЧ.

В качестве норм приняты максимальные концентрации вещества на уровне 1,5 и от земли. Так, например, для окиси азота уровень токсичности ТЧ определяется по формуле:

ТЧ=Д_NOx/П_NOx=Д_NOx/0,08, (3.25)

 

 

Рис.3.18. Схема подачи и газообразования топлива:

А, б) с жидким топливом; в0 с газообразным; 1 Топочный насос;2 Фильтр;3 Насос;4 Перепускной клапан;5 Возврат топлива;6 Манометр;7 Регулировочный вентиль;8 Форсунка;9 Обратный клапан;10 Горелка;11 Газовый редуктор;12 Газовый баллон;13 Топлипроводы

При воздействии нескольких окисных веществ, токсичность определялась суммированием эффектов воздействия:

ТЧ=Д_NOx|П_NOx-вi*Д_i/П_i, (3.26)

При полном суммировании bi=1,0, при частичном 0<bi<1.

Для смеси SO₂+NOx, bi=1.

Анализ уходящих топочных газов из КПГ выполяется по двум методикам: а) общетехнический анализ на определение концентрации СО, СО₂, О₂ – для выявления качества сжигания топлива;

Б) специальный анализ (определение концентрации окислов азота).

Концентрация СО, СО₂, О₂ определялась газоанализатором ГЧР-ЗМ. Принцип его действия основан на избирательном поглощении отдельных компонентов из смеси газов соответствующими растворами.

Содержание окислов азота в уходящих газах определялось колориметрическим методом [92]. Пробы газа отбирались на выхлопе дымовой труды УПГ. Заборы газовых проб на определение содержания NO_x уводились в стеклянные пипетки с известными объемами, заполнен­ий соленой водой. Данные эксперимента показаны в таблице. 3.10. В ней для сравнения также приведены данные предельно допустимой концентрации веществ в атмосфере воздуха [93], концентрации вредных средств и уровень токсичности (ТЧ) в уходящих газах топочных устройств аналогичной мощности при сжигании топлива обычным способом и при сжигании в КПГ.

Наименование вещества	ПДК, мг/м3	Обычное сжигание топлива	Сжигание топлива в КПГ
Концентрация веществ, мг/м3	Уровень токсичности, ТЧ	Концентрация веществ, мг/м3	Уровень токсичности, ТЧ
Окись углерода, СО	3,0	0-15	0-5	0,5	0-0,166
Окись азота, NOx	0,08	200-500	2360-5900	10-60	118-700
Сажа	0,15	100-1000	66-660	0-8	0-53

 

Из приведенного видно, что концентрация вредных веществ в уходящих газах при сжигании топлива в КПГ в десятки раз меньше, чем при способе сжигания топлива в камерах аналогичных мощностей. Это объясняется тем, что в КПГ происходит более полное сгорание топлива, процесс осуществляется при стехиометрических соотношениях избытка воздуха и пониженном температурном режиме.

В процессе исследования определялись акустические характеристики установки и их соответствие требованиям международных стандартов. В РБ допустимые уровни шума на рабочих местах, а также внешнего шума, вновь проектируемых машин, определятся "Санитарными нормами" 1102—73 «Шум, Общие требования безопасности».

Для ориентировочной оценки шума допускается использовать эк- эквивалентные уровни звука в децибелах по шкале шумомера "А" (дБа). Согласно нормам допустимые уровни звукового давления внешнего шума на расстоянии 7,5 м не должны превышать 11О, 99, 92, 86, 83, 80 78, 76, 74 дБ соответственно вышеуказанных частот.

Измерение шума, излучаемого КПГ, производилось с помощью шумомера марки ИШВ-1. Микрофон в момент отсчета величины шума по шкале прибора находился на уровне головы человека 165... 175 см. Измерения производились непосредственно на рабочем месте оператора, на некотором удалении от установки, вблизи рядом стоящих зда­ний в внутри помещений. Измерения сначала производились с рабо­тающей свободнолежащей КПГ, затем с размещенной в установке. На рис.3.19 приведена диаграмма распространения шума в окрестности работающей УПГ. Из приведенных данных видно, что КПГ является мощным источником шума. Поэтому она помещена во внутрь установки, выхлопные газы замыкаются на рабочую среду и, проходя по газохо­дам теплообменника, неоднократно меняют свое направление и ско­рость, что способствует снижению шума. Аэродинамический клапан снабжён шумоглушителем с перфорированными поверхностями.

 

Выводи по третьей главе

Экспериментально доказано, что интенсифицировать процесс рез­ания битумов в битумоплавильных установках возможно путем осу­ществления форсированного режима горения топлива в специальных камерах пульсирующего горения. Они являются мощными источниками теплоты с

Рис.3.19. Диаметр распространения шума УПг (камера пульсирующего горения находится в УПГ): • места замера шума; цифрами обозначены расстояния от УПГ в м; в скобках – звуковое давление в дБ;

высокой плотностью теплонапряжения. Это позволяет создавать компактные высокопроизводительные битумоплавильные установки непрерывного действия с развитыми нагревающими поверхностями теплообменника, в котором разогрев битума осуществляется послойно в расчленённых подвижных потоках.

 

 

2. Физико-механические и структурно-реологические свойства битумов в процессе разжижения в УПГ, ввиду непродолжительного времени (8…10 мин) пребывания их в зоне высоких температур теплообменника, остаются практически без изменения.

3. Выявлено, что при средних температурах пульсирующих газов в теплообменнике УПГ в пределах 780...870 К коксование битумов на гревших поверхностях теплообменника отсутствует, их качество в процессе не изменяется.

4. Установлено, что вибрация разделительных листов теплообменника способствует в процессе нагрева разрушению структуры битума, ввиду чего разжижение его осуществляется одновременно от воздействия тепловой и механической энергий.

5. Впервые во времени определены изменения температуры в сло­ях битума при послойном разогреве в расчлененных потоках с вибра­ций и без вибрации греющих поверхностей.

6. Экспериментально установлено, что вибрация интенсифицирует процесс разжижения битума особенно на начальной стадии его разогрева, когда битум находится в вязко-текучем состоянии. Эти условия успешно реализуются в УПГ при вибрации разделительных листов теплообменника на всем протяжении разогрева битума в отличии от механических подогревателей, включаемых после того, когда битум нагрет до жидкотекучего состояния.

7. В результате лабораторных и опытно-промышленных испытаний установлено, что пульсация горячих топочных газов способствует возрастанию теплового потока и повышению коэффициентов теплоотдачи от газов к теплообменным поверхностям и от них к битуму в 2…3 раза. В целом коэффициент теплопередачи от пульсирующих газов к битуму увеличивается в 2,5...3,5 раза в сравнении со стационарным способом сжигания топлива в обычных жаротрубных котлах.

8. Лабораторными и опытно-промышленными испытаниями УПГ подтверждены результаты аналитических исследований.