Проектирование отопительной котельной для теплоснабжения (стр. 7 из 14)
Снижение температуры подогрева воздуха и уменьшение избытка воздуха в топке тоже уменьшает образование окислов азота, как за счет снижения температурного уровня в топке, так и за счет уменьшения концентрации свободного кислорода.
Защита воздушного бассейна от загрязнений регламентируется предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе является критерием санитарной оценки среды.
Под предельно допустимой концентрацией следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, которая при ежедневном воздействии на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний.
ПДК атмосферных загрязнений устанавливается в двух показателях: максимально-разовая и среднесуточная.
Для двуокиси азота (NO2) - основного загрязняющего вещества при работе котельной на природном газе, предельно допустимая максимально-разовая концентрация равна 0,085 мг/м3, среднесуточная - 0,04 мг/м3.
При одновременном совместном присутствии в выбросах веществ однонаправленного вредного действия их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1.
,где:
С1, С2, С3, Сn- фактические концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м3.
ПДК1, ПДК2, ПДК3, ПДКn- предельно допустимая концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м3.
Любые газы подлежат рассеиванию в атмосфере, даже если они не токсичны. Основным методом снижения концентрации выбросов на уровне земли является рассеивание их через высокие дымовые трубы. Из дымовых труб поток газов выбрасывается в высокие слои атмосферы, перемешивается с воздухом, за счет чего концентрация вредных веществ на уровне дыхания снижается до нормативного значения.
Основным фактором, влияющим на рассеивание токсичных веществ, является ветер.
Таким образом, предусмотренный проектом комплекс мероприятий по охране атмосферного воздуха включает:
- применение в качестве основного топлива природного газа - более экологически чистого вида топлива;
- установка достаточно высоких дымовых труб (расчет приведен ниже);
- котлоагрегаты оснащены приборами, регулирующими количество воздуха и процесс горения, что дает возможность контролировать процесс горения топлива;
5.3 Расчет концентрации загрязняющего вещества (NO2)
Расход топлива на четыре котла для зимнего режима:
м3/с.Выброс окислов азота:
, г/с (14)где:
- безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива и способа шлакоудаления; 
- коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; 
- степень рециркуляции инертных газов в процентах расхода дутьевого воздуха; 
- коэффициент, учитывающий конструкцию горелок;k- коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1 т сожженного условного топлива, кг/т.
Для водогрейных котлов:
, кг/т (15)где:
Qн и Qф- номинальная и фактическая теплопроизводительности котла, Гкал/ч.
кг/т. 
г/с. (16)Объем продуктов сгорания при нормальных условиях для одного котла:
м3/ м3.Приведенный объем:
, м3/ м3 (17) 
.Объемный расход выбрасываемых газов для четырех котлов:
, м3/с (18) 
.Концентрация окислов азота:
(19) 
.5.4 Расчет высоты дымовой трубы
Задаемся скоростью газов на выходе из трубы:
.Диаметр трубы:
, м (20) 
.Принимаю диаметр Do = 2,1 м, тогда скорость газов:
, м/с (21) 
.Принимаю параметр A = 160, параметр F = 3.
Задаю высоту трубы
м, тогда: 
, (22) 
; 
. 
, (23) 
; 
, (24) 
.Расчетная минимальная высота дымовой трубы:
, м (25) 
м.Задаю высоту трубы
м, тогда: , 
; . , 
; , 
.Расчетная минимальная высота дымовой трубы:
, м 
м.Определяем графическим способом минимальную высоту дымовой трубы:
Рис. 5 Расчет высоты дымовой трубы
Минимальная высота дымовой трубы Н = 44 м.
Принимаю высоту дымовой трубы Н = 45 м, тогда:
, 
; 
. 
, 
; 
, 
. 
, мг/м3 
мг/м3;Так как тепловая нагрузка для летнего режима составляет 20% от тепловой нагрузки зимнего режима, рассчитанная для зимнего режима высота дымовой трубы будет обеспечивать допустимую концентрацию выбросов и при летнем режиме.
6. Автоматизация
В проекте разработана функциональная схема КИПиА котла КВ-ГМ-30-150. Схема вычерчена в соответствии с ГОСТ 21.404-85 и представлена в графической части проекта.
Надежная, экономичная и безопасная работа котельной с минимальным числом обслуживающего персонала может осуществляться только при наличии систем: автоматического регулирования, автоматики безопасности, теплотехнического контроля, сигнализации и управления технологическими процессами.
Задачами автоматического регулирования теплоисточника является: поддержание температуры воды, подаваемой в теплосеть, на заданном уровне, определяемым в соответствии с отопительным графиком при экономичном сжигании используемого топлива и стабилизация основных параметров работы котельной.
Температура воды, подаваемой в теплосеть в соответствии с отопительным графиком, поддерживается на заданном уровне «холодным перепуском». Заданный расход воды, независимо от количества работающих котлов, обеспечивается регулятором расхода (клапаном на линии рециркуляции), получающим импульс по перепаду давлений между коллекторами прямой и обратной сетевой воды котлов.