Проект отделения производства стали в дуговых электропечах производительностью 40 тыс. т/год

где для ДСП без ЭМП и для ДСП с ЭМП.

Днище кожуха покрывают одним или двумя слоями листового асбеста (10--20 мм), наносят выравнивающий слой шамотного порошка (10 - 40 мм), на который укладывают один или два ряда шамотного кирпича на плашку (65-130 мм). Общая толщина теплоизоляционного слоя может быть 85-180 мм.

Огнеупорный слой основной подины состоит из нескольких рядов прямого периклазового кирпича размером 230 х 115 х 65 мм с общей толщиной 295--575 мм для ДСП различной вместимости.

Кирпичи каждого последующего ряда кладки смещают на 45°, чтобы перекрыть вертикальные швы. Швы кладки заполняют просеянным периклазовым порошком фракции 1-0 мм. Такие меры предотвращают уход жидкого металла сквозь кладку подины. Рабочий слой подины толщиной 100-150 мм набивают из сухого периклазового порошка без связки (так называемая сухая подина). Нижняя часть днища кожуха ДСП может быть сферическая (отношение хорды к радиусу днища равно 0,8) или коническая. На ДСП с ЭМП днище изготовляют из немагнитной стали, причем для размещения статора ЭМП целесообразно иметь днище с двойной конусностью, чтобы углы образующих с горизонталью были 15 и 45°. Такая конструкция днища позволяет также иметь наименьший объем футеровки подины.

Конструкцию огнеупорной футеровки стен ДСП обычной или повышенной мощности выбирают в зависимости от характера износа кирпичей, от формы свободного пространства и кожуха корпуса. Вследствие особенности тепловой работы ДСП стены имеют только огнеупорный (рабочий) слой толщиной , определяемой длиной применяемого кирпича. Во избежание повреждения кожуха при аварийном полном разрушении рабочего слоя целесообразно применять дополнительный (арматурный) слой толщиной . Для этого кожух обкладывают кирпичом на плашку (65 мм) или на ребро (115 мм). Общая толщина футеровки стены в нижней части составляет:

(1.61)

Верхнюю часть стен делают меньшей толщины, поскольку с увеличением высоты снижается тепловая нагрузка футеровки. Сохраняя терминологию можно записать

(1.62)

При известной толщине футеровки стен определяют внутренний диаметр кожуха на уровне откосов ванны с учетом формулы (1.25):

 (1.63)

на уровне пят свода с учетом (1.23) и (1.26):

(1.64)

Диаметр кожуха Dк является паспортной характеристикой и также может служить определяющим параметром ДСП вместимостью mо с учетом выражений (1.18) и (1.25). Кожух ДСП изготовляют из котельной листовой стали толщиной исходя из ориентировочного соотношения:

(1.65)

По форме кожух выполняют цилиндрическим, коническим и цилиндро-коническим, а также ступенчатым, с обратной конусностью или бочкообразным. Для увеличения жесткости корпуса ДСП на кожух иногда наваривают вертикальные и горизонтальные ребра. Верхний фланец кожуха оборудуют песчаным затвором для уплотнения рабочего пространства. Отечественные ДСП повышенной мощности имеют цилиндро-конический кожух. Угол наклона образующей конической части с вертикалью составляет 10ч26°, высота hкк может составлять 1/3-2/3 высоты рабочего пространства ДСП от уровня порога рабочего окна, где обычно делают разъем кожуха, до пят свода, т.е. с учетом (1.17) и (1.19), м:

(1.66)

Соотношение (1.30) должно соответствовать соотношению (1.28), так как

 (1.67)

В кожухе корпуса ДСП вырезают отверстия для рабочего и выпускного (сливного) отверстия, называемого иногда "леткой". Ширина рабочего окна обычно составляет 0,25-0,3 диаметра рабочего пространства ДСП; высота окна в зависимости от принятой высоты расположения свода, согласно выражению (1.19) или (1.22), приблизительно равна 0,8ч1,2 ширины окна:

(1.68)

. (1.69)

Вырез для рабочего окна обрамляют водоохлаждаемой рамой; футеровку в месте выреза удерживают и защищают от повреждений при загрузке материалов в ванну П-образной водоохлаждаемой аркой. Выпускное отверстие выполняют крутым (диаметром 120-150 мм) или прямоугольным (150 x 250 мм). В современных мощных и сверхмощных ДСП цилиндрический кожух корпуса служит для размещения водоохлаждаемых панелей. Во избежание возможного контакта поверхности панелей с жидким металлом (особенно при наклоне ДСП) уровень откосов ванны в сторону выпускного отверстия поднимают на два-четыре ряда огнеупорных кирпичей (до 600 мм), что уменьшает площадь водоохлаждаемой поверхности стен на 20-25%.

Толщина кирпичной футеровки свода определяется длиной применяемых огнеупорных кирпичей - периклазо-хромитовых. высокоглиноземистых или динасовых.

Стрела подъема сферического (купольного) свода, выбираемая с учетом строительной прочности футеровки согласно формуле (1.23а), определяет радиус сферы свода:

, (1.70)

где - диметр свода, практически равный диаметру согласно выражению (1.27) или (1.31).

В футеровке свода необходимо выполнить ряд отверстий различного диаметра для размещения трех электродов, патрубка газоотсоса и различных технологических устройств - кислородная фурма, сводовые ТКГ, механизированный пробоотборник, загрузочная воронка для подачи шлакообразующих материалов и металлизованных окатышей, если не предусмотрено их размещение на корпусе ДСП. На ДСП высокой и сверхвысокой мощности применяют комбинированные своды, имеющие периферийную металлическую секцию с водоохлаждаемыми панелями и центральную кирпичную секцию для размещения графитированных электродов по условиям электробезопасности. При диаметре кирпичной секции менее 1/2 диаметра Dсв площадь водоохлаждаемой поверхности свода достигает 80--85%. Расположение графитированных электродов, характеризуемое в трехэлектродных ДСП с круглым рабочим пространством диаметром окружности, проходящей через оси электродов (так называемым диаметром распада Dp), выбирают из условия:

, (1.71)

где - диаметр рабочего пространства ДСП на уровне откосов ванны согласно формуле (1.18).

Расчет для заданных условий

_{Технологические условия}: 1. плотность металлошихты dш = 1,4 т/м³, 2. плотность металла dж = 7 т/м³, 3. плотность жидкого шлака dшл = 3 т/м³, 4. расходные коэффициенты - kp = 1,034 т/т, kз = 1,0, kшл = 5%, 5. вместимость ДСП - m0 = 25т.

_{Геометрические условия: 1. форма ванны и подины - kш = 0,2, kм = 5, hз = 20мм, h4 = 40мм, kп = 1, 2. форма стены и кожуха - бI = 27o, бII = 20o, бIII = 13o, бIV = 0o; kI ст = 0,1, kII ст = 0,2, kIII ст = 0,35, kIV ст = kст = 0,45, 3. толщина футеровки, мм - ?а = 65 мм, ?р = 380; ?IVа = 65, ?IVр = 300; kв = 0,28, kh = 1,1, kkk = 0,45, г = 17o, 4. форма свода - kcв = 0,65, kп.с.= 0,143; ?св = 300мм, 5. расположение электродов - kэд = 0,3.}

I. Определение размеров ванны

Для ДСП заданной вместимости m0 необходимый объем металлической ванны Vm определяют по массе жидкого металла m0 :

Расчетные формулы для определения размеров металлической ванны.

1. Коэффициент, характеризующий форму металлической ванны ДСП

где - выражено в т/м³.

2. Глубина ванны жидкого металла

3. Диаметр зеркала металла

4. Так как в нашем случае рассматривается сфероконическая ванна трехэлектродной ДСП , уточним объем металлической ванны Vm

Размеры элементов металлической ванны.

4. Высота шарового сегмента

5. Высота усеченного конуса

6. Диаметр и радиус основания шарового сегмента

7. Объем Vшл шлаковой ванны

где dшл - плотность жидкого шлака, равная в зависимости от состава и температуры шлака 2,9-3,2 т/м³;

- количество шлака, выражаемое в процентах от массы металла и составляющее 3-7% в зависимости от марки выплавляемой стали.

8. Толщина слоя шлака

9. Уровень порога рабочего окна

10. Паспортной характеристикой, т.е. параметром ДСП является глубина ванны от уровня порога рабочего окна

Согласно ГОСТ7206-70 для ДСП-50 выбираем

11. Другой параметр - диаметр ванны на уровне порога рабочего окна Dп

12. Уровень откосов ванны

13. Суммарная глубина ванны (от уровня откосов подины)

14. Диаметр рабочего пространства на уровне откосов D0, являющийся также паспортной характеристикой ДСП вместимостью m0

Согласно ГОСТ7206-70 выбираем .

II. Определение размеров свободного пространства

1. Высота свободного пространства ДСП в виде расстояния от уровня откосов подины до верха стен или, что то же самое, до пят сферического (купольного) кирпичного свода

Согласно ГОСТ7206-70 выбираем

2. Объем, занимаемый металлошихтой с насыпной плотностью , равен

где -- коэффициент, учитывающий технологию загрузки металлошихты, т.е. при загрузке в один прием, что возможно при т/м³;

- расходный коэффициент;

- масса угара на тонну стали.

3. Определим высоту каждого яруса стены сложного профиля

4. Соответствующий объем рабочего пространства ДСП состоит из объемов ванны и свободного пространства

где

5. Стрела подъема кирпичной футеровки над уровнем пят сферического свода (или секции)

6. Высота расположения центральной точки кирпичного сферического (купольного) свода (или кирпичной секции комбинированного свода с водоохлаждаемыми панелями) относительно уровня откосов ванны, где горят электрические дуги

III. Определение размеров футеровки

1. Толщина многослойной футеровки подины ДСП



где для ДСП без ЭМП и для ДСП с ЭМП.

2. Общая толщина футеровки стены в нижней части составляет

3. Верхняя часть стен

4. Внутренний диаметр кожуха на уровне откосов ванны

Согласно ГОСТ7206-70 выбираем

На уровне пят свода

Диаметр кожуха Dк является паспортной характеристикой и также может служить определяющим параметром ДСП вместимостью mо.

5. Кожух ДСП изготовляют из котельной листовой стали толщиной исходя из ориентировочного соотношения

6. Высота образующей конической части кожуха



7. Ширина рабочего окна

8. Высота окна в зависимости от принятой высоты расположения свода:

9. Радиус сферы свода

где - диметр свода, практически равный диаметру .

10. Диаметр распада Dp

1.10 Энергетический баланс процесса

Дуговая сталеплавильная печь является печью периодического действия, в которой потребление мощности в различные периоды технологического процесса плавки существенно различаются.

Плавка такой печи состоит из следующих характерных периодов:

1. период расплавления;

2. окислительный период;

3. период рафинировки металла;

4. период межплавочного простоя.

Во время расплавления происходит нагрев загрузки (обычно в виде стального лома, или скрапа) до температуры плавления и расплавления загрузки. В этот период печь потребляет преобладающую часть электроэнергии, причем, чем больше средняя активная мощность печи, тем, при прочих равных условиях, меньше длительность расплавления.

В окислительный период потребляемая печью мощность существенно сокращается, так как необходимый перегрев жидкого металла, а также нагрев и расплавление шлакообразующих материалов в значительной мере осуществляются за счет экзотермических реакций окисления различных элементов в ванне печи, особенно при продувке ванны кислородом.

В ряде случаев начальная стадия окислительного периода совмещается с расплавлением, для чего в печь наряду со стальным ломом загружаются шлакообразующие материалы, и к концу периода расплавления в ванне печи имеются нагретый до требуемой температуры жидкий металл и расплавленный шлак.

В период рафинировки металла печь потребляет энергию, необходимую для расплавления восстановительного шлака, расплавления легирующих добавок, перегрева металла до температуры выпуска и для покрытия потерь. Средняя активная мощность печи в период рафинировки обычно значительно ниже, чем в период расплавления.

В период межплавочного простоя осуществляются различные технологические операции без потребления мощности из сети, а именно: слив металла, заправка футеровки печи и загрузка печи для очередной плавки.

При непрерывном технологическом процессе, характерном для выплавки стали на металлургических заводах, когда плавка производится за плавкой с обычным межплавочным простоем (круглосуточная работа печи), тепловые потери в период межплавочного простоя компенсируется при последующей плавке. В этом случае можно с достаточной для технических расчетов точностью принимать, что компенсация этих потерь происходит в период расплавления следующей плавки.

При прерывистом технологическом процессе, например при двухсменной или односменной работе печи с перерывами на выходные дни, что характерно для многих для многих дуговых печей в литейных цехах машиностроительных заводов, потери тепла за время простоя печи обычно компенсируются в течение нескольких последующих плавок. В отдельных случаях практикуется предварительный подогрев частично остывшей футеровки включением печи на пониженной мощности перед началом рабочего дня.

Для каждого из перечисленных выше периодов плавки может быть составлен свой энергетический баланс со всей совокупностью статей прихода и расхода энергии.

В периоды расплавления, окислительный и рафинировки приход энергии происходит в основном за счет электрической энергии и энергии экзотермических химических реакций (иногда следует также учитывать тепло содержание загружаемых в печь материалов), а статьями расхода энергии являются:

1. полезное тепло на нагрев и расплавление металла, шлака, а также легирующих элементов и вспомогательных добавок;

2. тепловые потери печи за соответствующий период плавки;

3. тепловые потери печи за предшествующий период плавки, если эти потери не были компенсированы в тот период;

4. потери энергии на разогрев футеровки до установившегося теплового режима (при прерывистом процессе работы печи с существенным охлаждением футеровки во время длительного простоя или на первых плавках после смены футеровки при непрерывном процессе работы печи);

5. электрические потери установки печи.

В период обычного межплавочного простоя прихода энергии в дуговой сталеплавильной печи нет, а расход энергии имеет место в результате тепловых потерь. Лишь в отдельных случаях при длительных межплавочных простоях печи с существенным остыванием футеровки в это период осуществляется подвод энергии для частичной или полной компенсации тепловых потерь (за счет электрической энергии или за счет тепловой энергии, например, посредством топливно-кислородных горелок).

Строгий энергетический баланс каждого периода плавки составляется с учетом материального баланса соответствующего периода, что дает возможность определить теплосодержание всех вносимых в печь материалов, полезный расход энергии, приход и расход тепла за счет химических реакции, а по итоговым расходным показателям - рассчитать удельный расход электроэнергии и всей энергии на единицу массы выплавляемого в печи металла.

Сводный энергетический баланс плавки в целом получается суммированием всех статей прихода и расхода энергии за все периоды плавки.

Составление материально-энергетического баланса плавки дуговой сталеплавильной печи представляет собой длительную и трудоемкую работу, которая может быть выполнена только на действующей печи, причем достоверность полученных результатов зависит от ряда факторов, в том числе от количества балансовых плавок, проведенных в равных условиях.

При проектировании дуговой сталеплавильной печи обычно составляется расчетный энергетический баланс только для периода расплавления и по результатам этого баланса определяется необходимая мощность печного трансформатора, длительность расплавления и удельный расход электроэнергии в период расплавления, т.е. важнейшие параметры печи, определяющие ее производительность и технико-экономическую эффективность.

Для оценки основных параметров и показателей действующей дуговой сталеплавильной печи необходимо и достаточно использовать статические данные значительного количества плавок по следующим показателям:

1. расходу активной и реактивной электроэнергии в период расплавления и за всю плавку;

2. длительности периода расплавления и всей плавки;

3. массе загружаемого в печь скрапа, массе жидкого металла и по выходу годного металла.

В период расплавления происходит нагрев и плавление нагрузки. Печь потребляет большую часть электроэнергии. Поэтому при проектировании дуговой сталеплавильной печи расчет проводят только для периода расплавления, по которому затем определяют необходимую мощность трансформатора.

Для современных ДСП емкостью 50 т продолжительность расплавления =8700с.

Примерно в середине периода расплавления происходит подвалка шихты, продолжительность которой составляет . Следовательно, продолжительность расплавления "под током" составляет .

1.10.1 Тепло, вносимое шихтой

(1.72)

где - доля шихты, G - емкость ванны, tш = 20°С - температура шихты, - удельная теплоемкость шихты:

где gi - весовые доли элементов шихты, Сi - теплоемкости чугуна, стального лома и паспортной болванки.

Сш.ну=0,6

Сш.ву =0,7

1.10.2 Тепло экзотермических реакций

(1.73)

где - доля выгоревшей смеси, - емкость ванны, кг, - тепловой эффект ,

1. С+O2=CO2 =3946,4 кДж/кг

QЭКЗ=14,9•3946,4=58,7 МДж

2. C+O2=CO =8943,4 кДж/кг

QЭКЗ=10•8943,4=89,6 МДж

3. Si+O2=SiO2 =14321,7 кДж/кг

QЭКЗ=16,7•14321,7=131,8 МДж

4. 2Mn+O2=2MnO =5426,1 кДж/кг

QЭКЗ=14,1•5426,1=126 МДж

5. 4Fe+3O2=2Fe2O3 =5142,9 кДж/кг

QЭКЗ=6,3•5142,9=148 МДж

6. 2Fe+O2=2FeO =3669,9 кДж/кг

QЭКЗ=3669,9•13,9=316,9 МДж

7. 4P+ 5O2>2P2O5 =10507 кДж/кг

QЭКЗ=7•10507=1,8 МДж

8. 4Cr+3O2=2Cr2O3 =7506,6 кДж/кг

QЭКЗ=6,6•7506,6=53,6 МДж

1.10.3. Тепло шлакообразования

(1.74)

где - энтальпия шлакообразования в каждом периоде, кДж/кг.

1.10.4 Тепло, уносимое газообразными продуктами реакций

Температура отходящих газов составляет , тогда средняя удельная теплоемкость составит:

Объемы газов:

(1.75)

(1.76)

При 1000 кг шихты выделиться 186,2 газа. Следовательно, что при 25•103 кг шихты, выделится 4,7•103 газа.

Процентное содержание в объеме каждого газа составляет:

 (1.77)

Средняя удельная теплоемкость смеси газов в интервале (0-1500):

С газами отходит:

(1.78)

1.10.5 Физическое тепло стали

(1.79)

Где

- доля вышедшей стали, G - емкость ванны;

- удельная теплоемкость твердой стали, средняя в интервале 0-1500 °С;

- температура плавления твердой стали, ;

-температура плавления жидкой стали, ;

- удельная теплоемкость жидкой стали, средняя в интервале 1500-1600°С;

- скрытая теплота плавления стали, ;

1.10.6 Физическое тепло стали, теряемое со шлаком

(1.80)

где - температура шлака, ,

- удельная теплоемкость твердой стали, ;

-удельная теплоемкость жидкой стали, ;

-скрытая теплота плавления стали, ;

1.10.7 Физическое тепло шлака

, (1.81)

где - доля вышедшего шлака;

- удельная теплоемкость шлака, ;

- температура шлака, ;

- скрытая теплота плавления шлака, ;

1.10.8 Потери тепла теплопроводностью через футеровку печи

Расчет нижнего слоя футеровки, которая состоит из стального кожуха толщиной 23 мм, слоя асбеста толщиной 10 мм, шамотного кирпича, толщиной 460 мм и магнезитовой засыпки толщиной 82 мм.

- внутренний радиус до внутренней поверхности футеровки;

- наружный радиус кожуха печи

Температура на внутренней поверхности футеровки составляет 1600°С, а температура наружной поверхности кожуха составляет 300°С.

.

Значение коэффициента теплопроводности для стального кожуха .

Значение критерия Pr при средней температуре воздуха составляет Pr = 0,703. Значение критерия Грасгофа для воздуха:

(1.82)

Значение критерия Nu для воздуха составляет:

(1.83)

, тогда и

Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

 (1.84)

Плотность теплового потока от стенки кожуха в окружающую среду:

(1.85)

Температура на границе слоя асбеста и стального кожуха:

(1.86)

Температура на границе слоя асбеста и шамотного кирпича:

(1.87)

Температура на границе шамотного кирпича и магнезитовой засыпки:

(1.88)

Значение коэффициентов теплопроводности для асбеста, шамота и магнезитовой засыпки:

Значение коэффициента сквозной теплопередачи:

Количество тепла, теряемое через футеровку в нижнем слое по высоте печи:

(1.89)

Так как принятая температура tнар = 300°С мало отличается от найденной t=300,28°С, то перерасчет температуры производить нецелесообразно.

Расчет верхнего слоя футеровки, которая состоит из стального кожуха толщиной 23 мм, слоя асбеста толщиной 10 мм, шамотного кирпича толщиной 260 мм и магнезитовой засыпки толщиной 73 мм.

- внутренний радиус до внутренней поверхности футеровки,

- наружный радиус кожуха печи

Температура на внутренней поверхности футеровки составляет 1600°С, а температура наружной поверхности кожуха печи составляет 300°С.

Значение критерия Pr при средней температуре воздуха составляет Pr = 0,703. Значение критерия Грасгофа:

, тогда и

Тогда коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

(1.90)

Плотность теплового потока от стенки кожуха в окружающую среду:

(1.91)

Температура на границе слоя асбеста и стального кожуха:

(1.92)

Температура на границе слоя асбеста и шамотного кирпича:

(1.93)

Температура на границе шамотного кирпича и магнезитовой засыпки:

(1.94)

Значение коэффициентов теплопроводности для асбеста, шамота и магнезитовой засыпки:

Значение коэффициента сквозной теплопередачи:

Количество тепла, теряемое через футеровку в нижнем слое по высоте печи:

(1.95)

Так как принятая температура tнар = 300°С мало отличается от найденной t=300,28 °С, то перерасчет температуры производить нецелесообразно.

1.10.9 Потери тепла через свод печи

Свод печи состоит из 300 мм магнезитохромита, стального кожуха толщиной 23 мм, наружным радиусом и внутренним - .

Потери тепла определим как величину теплового потока через сферическую поверхность с учетом той части, которая приходится на долю площади шарового сегмента.

Температура на внутренней поверхности футеровки составляет 1600°С, а температура наружной поверхности свода составляет 400°С.

Значение критерия Pr при средней температуре воздуха составляет 0,703. Значение критерия Грасгофа:

(1.96)

По произведению PrGr выберем коэффициенты для эмперической зависимости для критерия Нуссельта:

, тогда и

Тогда коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

(1.97)

Плотность теплового потока от стенки кожуха в окружающую среду:

(1.98)

(1.99)

t - температура на границе слоя магнезитохромита и стенки кожуха печи.

Значение коэффициента теплопроводности футеровки, состоящей из магнезитохромита, составляет:

Значение коэффициента сквозной теплопередачи:

толщина футеровки свода равна 323 мм, а площадь наружной поверхности

Тепловые потери через свод печи:

Так как принятая температура tнар = 400°С мало отличается от найденной t=412°С, то перерасчет температуры производить нецелесообразно.

1.10.10 Потери тепла через подину печи

Футеровка подины имеет толщину и состоит из огнеупорной магнезитовой набивки толщиной , огнеупорной кладки из магнезитового кирпича толщиной , шамота-легковеса толщиной , изоляционной прослойки из асбеста толщиной и стального кожуха толщиной 23 мм. Температура внутренней поверхности составляет 1600°С.

Значение критерия Прандтля при средней температуре воздуха составляет 0,687. Значение критерия Грасгофа:

(1.100)

По произведению PrGr выберем коэффициенты для эмперической зависимости для критерия Нуссельта:

, тогда и

Тогда коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

(1.101)

Плотность теплового потока от стенки кожуха в окружающую среду:

(1.102)

(1.103)

t - температура на границе слоя магнезитохромита и стенки кожуха печи;

Температура на границе асбеста и шамота-легковеса:

,

Температура на границе шамота-легковеса и магнезитового кирпича:

,

Температура на границе магнезитового кирпича и магнезитовой засыпки:

,

Коэффициенты теплопроводности для асбеста, шамота, магнезита и магнезитовой засыпки:

Плотность теплового потока составляет:

(1.104)

При определении площади наружной поверхности подины примем, что она состоит из поверхности сферического сегмента, равной площади наружной поверхности свода и цилиндрической поверхности.

(1.105)

(1.106)

Теплопотери через под печи составляет:

(1.107)

Общие потери тепла через футеровку:

(1.108)

1.10.11 Потери тепла с водой, охлаждающей рабочее окно

Рабочее окно печи имеет габариты b x h = 981 х 1090 мм, окно закрыто водо-охлаждающей заслонкой и для защиты футеровки от разрушения обрамлено П-образной водоохлаждаемой коробкой шириной S = 0,15 м. Температура поверхности коробки равна 80°С, а степень черноты .

Потери тепла с водой, охлаждающей коробку:

(1.109)

С0=5,67 Вт/м2К4 - коэффициент излучения черного тела;

ТП=1873 К - температура в печи;

ТК=353 К - температура коробки



Потери тепла с водой, охлаждающей заслонку окна:

(1.110)

приведенная степень черноты, определяется по графику

Общие потери тепла через рабочее окно:

(1.111)

1.10.12 Потери тепла в период межплавочного простоя

В период подвалки шихты печь раскрывается и потери тепла в этот период складываются из потерь тепла излучением через раскрытый свод, потерь тепла с газами, с охлаждающей водой и теплопроводностью через футеровку печи. Расчет этих величин в случае раскрытой печи достаточно сложен, так как температура внутренней поверхности футеровки быстро падает. Поэтому ориентировочно примем, что потери тепла в период межплавочного простоя будут равны:

(1.112)

где Кн - коэффициент неучтенных потерь, Кн = 1,1 - 1,2,

- время подвалки шихты,

- продолжительность периода плавления.

1.10.13 Тепло, вносимое электрическими дугами

(1.113)

где - вводимая в печь электроэнергия, Дж, - электрический к.п.д.

Из уравнения теплового баланса выразим энергию, вносимую электрическими дугами:

QПРИХ=QРАСХ

1.10.14 Удельный расход электрической энергии на 1 т жидкого металла

(1.114)

1.10.15 Тепловой КПД

(1.115)

(1.116)

1.10.16 Мощность печного трансформатора

Мощность трансформатора дуговой сталеплавильной печи определяется по условиям расплавления, во время которого в печи расходуется наибольшая часть электрической энергии.

Средняя активная мощность, которую необходимо выделять в дуговой сталеплавильной печи в период расплавления, определяется суммарным расходом электроэнергии и длительностью расплавления "под током" (то есть общей длительностью расплавления за вычетом времени, в течении которого печь не потребляет электрической энергии):

(1.117)

где - средняя мощность в период работы трансформатора. Максимальная мощность трансформатора:

(1.1.86)

где К - коэффициент использования мощности печного трансформатора в период расплавления. Он учитывает невозможность работы печи в течении всего периода расплавления на максимальной мощности ( в частности, ввиду опасности перегрева футеровки стен и свода длинными электрическими дугами к концу расплавления). При проектировании печей коэффициент К обычно принимают в пределах 0,8-0,9.

Для условий работы современных сверхмощных дуговых сталеплавильных печей большой емкости средний коэффициент мощности в период расплавления находится в пределах 0,72-0,68. Приняв значение коэффициента мощности , найдем необходимую мощность трансформатора:

(1.118)

1.11 Расчет газоходной системы

Расчет газоходной системы дуговой сталеплавильной печи состоит в выборе системы газоотчистки и утилизации газов.

При выборе системы очистки газов от пыли, прежде всего, следует иметь в виду те требования, которые предъявляются в данном случае к полноте улавливания пыли. Они могут быть обусловлены санитарно-гигиеническими требованиями обеспечения чистоты атмосферного воздуха или самой технологией.

Кроме того, при выборе способа пылеулавливания необходимо учитывать дисперсность и другие свойства аэрозоля, наличие влаги и агрессивных компонентов в газах, запыленность и их температуру. Высокая степень очистки газов от пыли достигается правильным выбором типа и конструкции агрегата и правильной его эксплуатации. Из выше перечисленного выбираем следующую систему пылегазоочистки.

В последние годы повсеместное распространение получает отвод газов через отверстие в своде с последующей очисткой от пыли. Наибольшее распространение получила мокрая газоочистка с использованием труб Вентури.



Рис. 1.4. Схема пылегазоочистки ДСП

Условные обозначения: 1. Электропечь. 2. Котел - утилизатор. 3. Дымосос. 4. Пучок труб Вентури. 5. Циклон - каплеуловитель. 6. Дымовая труба. 7. Водяные форсунки. 8.Отвод грязной воды.

Длины участков AB=10 м, CD=65 м , EG=25 м.

Количество газов образующихся в печи определяется по формуле:

(1.119)

где V0 - общий объем газов, образующихся в печи, м³,

- время переработки 1000 кг шихты

Таблица 1.14.

Процентный и объемный состав отходящих газов печи дуговой сталеплавильной печи, по данным материального баланса

Газ	V0, м3	%
СО2	5,10	2,74
СО	11,90	6,39
О2	3,84	2,06
N2	165,34	88,81
Итого	186,17	100,00

С учетом подсоса воздуха - 5%, количество газа на всех участках газохода составляет:

.

Температура газов на выходе из печи с учетом подсосов - t=15000C

Температура окружающего газоход воздуха 300С. Средняя логарифмическая температура газа:

(1.120)

Средняя температура газа на участке составляет:

(1.121)

Определяющая температура, используемая в дальнейших расчетах:

(1.122)

Расход отходящих газов при рабочей температуре определяется по формуле:

(1.123)

Принимаем, что футеровка газохода состоит из шамотного кирпича толщиной , толщина стального кожуха

Cечение газохода определяется:

 (1.124)

где W- скорость течения газа в газоходе, м/с.

Из этого следует, что внутренний диаметр газохода равен:

(1.125)

Тогда наружный диаметр газохода равен:

(1.126)

Определим коэффициент динамической вязкости.

Коэффициент динамической вязкости газов зависит от температуры и не зависит от давления.

Зависимость коэффициента динамической вязкости газа от температуры выражается формулой Сетерленда:

(1.127)

где - коэффициент динамической вязкости газа при температуре, Па•с;

- коэффициент динамической вязкости газа при 00С, Па•с;

Т - абсолютная температура газа, К;

С - постоянная Сетерленда.

Коэффициент динамической вязкости газовой смеси может быть найден следующем соотношением:

 (1.128)

Мсм, М1, М2,…, Мn - молекулярные массы соответственно смеси газа и отдельных его компонентов, кг/моль;

а1, а2, аn - содержание в смеси газа компонентов в объемных долях единиц.

, 1, 2, n - коэффициенты динамической вязкости соответственно смеси газа и отдельных компонентов, Па•с.

Плотность смеси печных газов:

(1.129)

где y1, y2, yn - объемные доли;

1, 2, n - плотности компонентов, кг/м³.

, кг/м³

Рассчитываем кинематическую вязкость по формуле:

(1.130)

где - коэффициент динамической вязкости смеси газа, Па•с;

см - плотность смеси газа, кг/м³.

Определим среднюю удельную теплоемкость смеси газа:

. (1.131)

сi - истинная теплоемкость смеси газов, кДж/кг•град;

ri - объем отходящих газов, доли.

Определим коэффициент температуропроводности:

(1.132)

- коэффициент теплопроводности газов, Вт/м•⁰С;

с - теплоемкость смеси газов, Дж/м³•⁰С;

см - плотность смеси газов, кг/м³.

Определим критерий Рейнольдса:

(1.133)

Для турбулентного режима формула для определения критерия Нуссельта выглядит следующим образом:

(1.134)

Pr - критерия Прандтля, для газов ;

- степень черноты газа;

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией:

 (1.135)

принимаем, что коэффициент теплоотдачи излучением составляет 5% от .

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

.(1.136)

Определим тепловой поток излучением:

принимаем, что температура кладки внутри газохода tш, а температура снаружи газохода tг. Тогда

.(1.137)

Определим критерий Грассгофа:

(1.138)

(1.139)

Определим коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

. (1.140)

Тепловой поток излучением равен:

 (1.141)

где tСР - средняя логарифмическая температура, ⁰С;

tОКР.ВОЗД - температура окружающего воздуха;

rвн - внутренний радиус газохода, м;

- коэффициент теплопроводности шамота, Вт/м•град;

rНАР - наружный радиус газохода, м.

Определим температуру шамота и наружную температуру газохода:

(1.142)

Если полученные температуры отличаются от принятых, то производим их пересчет. Продолжаем до сходимости температур равной одному градусу.

Определим коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием.

Рассчитаем эффективную длину пути луча:

(1.143)

nГ - коэффициент эффективности газового излучения.

nГ=0,7-0,9

V - объем газоход занятый газом, м³.

где dВН - внутренний диаметр газохода, м;

l - длина участка, м;

, м².

Наибольшей излучательной и поглощательной способностью обладает многоатомный газ СО2. Двухатомные газы (N2 и СО) имеют очень маленькую способность излучения и поглощения лучистой энергии и могут считаться практически теплопрозрачными.

Находим значения парциального давления компонента газовой смеси:

парциальное давление СО2: р=0,37 ат.

По графику излучения СО2 по значению произведения p•S и температуры, находим .

Искомая степень черноты смеси газов будет равна:

Определяем плотность теплового потока:

, (1.144)

где с0 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, с0=5,67 Вт/м2 •К4;

- степень черноты газа;

- степень черноты клади (шамот) ,=0,59;

ТГ - средняя логарифмическая температура газа, К;

Тк - температура кладки (шамот), К.

Определим коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:,

(1.145)

Суммарный коэффициент теплоотдачи равен:

(1.146)

Произведем пересчет теплового потока и температур (внутри поверхности кладки и наружной поверхности газохода), по предложенной выше методике, для нового значения суммарного коэффициента теплоотдачи .

Определим общее количество тепла по формуле:

, (1.147)

где q - плотность теплового потока, Вт/м²;

l - длина участка, м;

- время теплообмена, с;

(1.148)

где - средняя удельная теплоемкость газов при постоянном давлении, в интервале температур от tн до tК, кДж/кг•град;

V0 - расход с учетом подсосов, м³/с.

Приравнивая Q1 и Q2 найдем значение конечной температуры:

. (1.149)

Находим падение температур:

(1.150)

Участок ДСП - Котел-утилизатор

Расход при нормальных условиях:

С учетом подсоса воздуха - 5%, количество газа на всех участках газохода составляет:

Температура газов на выходе из печи с учетом подсосов - t=15000C. Принимаем температуру газов в конце первого участка, на входе в котел - утилизатор 14300С. Температура окружающего газоход воздуха 300С. Средняя логарифмическая температура газа:

Средняя температура газа на участке составляет:

Определяющая температура, используемая в дальнейших расчетах:

Расход отходящих газов при рабочей температуре определяется по формуле:



Принимаем скорость газа в газоходе w=7 м/с, тогда сечение газохода определяется:

Из этого следует, что внутренний диаметр газохода равен:

Согласно расчёту данный диаметр примерно совпадает по ГОСТу 10705-80 с диаметром d=0,494 м. Тогда наружный диаметр газохода равен:

,

.

Определим коэффициент динамической вязкости. Коэффициент динамической вязкости газов зависит от температуры и не зависит от давления. Зависимость коэффициента динамической вязкости газа от температуры выражается формулой Сетерленда:

Коэффициент динамической вязкости газов при нормальных условиях (t0=00C, p0=101325 Па).

Таблица 1.15. Термодинамические свойства веществ

Газ	,Па•с	С	,Па•с
СО2	0,0000137	254	0,000058
СО	0,00001	100	0,000033
О2	0,000017	114	0,000057
N2	0,0000203	131	0,000071

Коэффициент динамической вязкости газовой смеси при T=tcp+273:

,

.

Плотность смеси печных газов при температуре T=tCP+273, K

,

кг/м³.

Плотность компонентов газа при нормальных условиях: рассчитаем плотность смеси газов см при температуре tСР:

Таблица 1.16. Плотности компонентов газа

Газ	,кг/м3	,кг/м3
СО2	1,964	0,308
СО	1,25	0,196
О2	1,25	0,196
N2	1,428	0,224



Кинематическая вязкость:

Температура отходящих газов составляет , тогда средняя удельная теплоемкость составит:

Коэффициент температуропроводности:

.

Критерий Рейнольдса:

.

Так как полученное значение Рейнольдса больше 104, следовательно, режим течения газа турбулентный. Для турбулентного режима формула для определения критерия Нуссельта выглядит следующим образом:

,

где Pr - критерия Прандтля, для газов;

,

где - степень черноты газа.

Наибольшей излучательной и поглощательной способностью обладает многоатомный газ СО2. Двухатомные газы (N2 и СО) имеют очень маленькую способность излучения и поглощения лучистой энергии и могут считаться практически теплопрозрачными.

Находим значения парциального давления компонента газовой смеси:

парциальное давление СО2: р=0,37 ат.

По графику излучения СО2 по значению произведения p•S и температуры, находим .

Искомая степень черноты смеси газов будет равна:.

Рассчитаем эффективную длину пути луча:

Тогда по данным, степень черноты газа =0,09.

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией:

Вт/м²•К.

Принимаем, что коэффициент теплоотдачи излучением составляет 5% от .

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

Вт/м²•К.

Определим тепловой поток излучением. Принимаем, что температура кладки внутри газохода tш=14300С, а температура снаружи газохода tг=1000С. Тогда

⁰С.

Из справочной литература находим, что

Определим критерий Грассгофа:

Gr•Pr=3,5•1014•0,71=2,5•1014, тогда с=0,135, n=0.33

Определим коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности к окружающему воздуху:

Вт/м2•град.

Тепловой поток излучением равен:

Определим температуру шамота и наружную температуру газохода:

Так как полученные температуры отличаются от принятых, то производим их пересчет. Продолжаем до сходимости температур равной одному градусу.

В итоге получаем, что температура кладки внутри газохода tш=6720С, а температура газохода снаружи tг=330С

Определяем плотность теплового потока:

с0=5,67 Вт/м2 •К4;

=0,09;

=0,59;

Вт/м.

Определим коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:

Вт/м²•К.

Суммарный коэффициент теплоотдачи равен:

Вт/м²•К.

Произведем пересчет теплового потока и температур (внутри поверхности кладки и наружной поверхности газохода), для нового значения суммарного коэффициента теплоотдачи .

В итоге получим, что при =258,05 Вт/м²•К, температура кладки внутри газохода tш=14480С, температура газохода снаружи tг=380С, плотность теплового потока q=0,23 МВт/м.

Определим общее количество тепла:

;

.

Найдем значение конечной температуры:

.

Находим падение температур:

Падение температур в котле-утилизаторе, трубах Вентури, каплеуловителе приняты из практических данных и составляют 500, 200 и 15С.

Численный расчет других участков производится аналогично. Расчет произведен в программе Microsoft Excel. Результаты расчета занесены в таблицу:

Таблица 1.17.

Участок	l,м	tн,0С	dнар, м	tшвн,0С	q,Вт/м	n,0С/м	dвн, м	W, м/с	, м3/с
Печь - котел-утилизатор	10	1500	0,96	1448	0,23•106	9,4	0,49	5,5	1,06
Котел -утилизатор - дымосос, трубы Вентури	65	871	1,01	830,8	0,16•106	8,7	0,54	4,68	1,06
Трубы Вентури - каплеуловитель	25	85	0,91	263,1	0,13•106	0,6	0,44	6,2	1,08
Каплеуловитель - дымовая труба	5	60	0,89	261,2	0,13•106	2	0,42	7	0,96

Устанавливаем дымосос двустороннего всасывания ДА-26, производительность 570000 м³/ч, мощность электродвигателя 2500кВт.

Выбираем трубы Вентури типа ГВПВ - 0,010-400, производительность (по условиям выхода) 3100-6500 м³/ч, расход орошающей жидкости 5-13 м³/ч, диаметр горловины - 115 мм, габаритные размеры 685x540х2500.

Рис. 1.5. Трубы Вентури

Условные обозначения: 1. диффузор, 2. горловина, 3. конфузор, 4. подвод орошающей жидкости.

Для улавливания капельной орошающей жидкости с осевшими на каплях частицами пыли устанавливаем каплеуловитель типа КЦТ-500, диаметр аппарата 500 мм, производительность 3100-3890 м³/ч, габаритные размеры 770х770х1750.



Рис. 1.6. Каплеуловитель

Условные обозначения: 1. входной патрубок, 2. корпус, 3. выходной патрубок.

Расчет потерь напора на участках

Участок печь - котел - утилизатор

1. Потери напора при внезапном сужении:

где - коэффициент местного сопротивления;

F1 - сечение газохода, м²;

F2 - сечение пылевой камеры, мм².



2. Потери на трение:

где - коэффициент, учитывающий трение газа о стенки:

- шероховатость стенок трубы .

3. Потери напора при резком расширении:

4. Потери напора в котле - утилизаторе составляют:

hПОТ4=35мм.вд.ст

Участок котел - утилизатор - трубы Вентури

5. Потери напора при резком сужении:

6. Потери напора на трение:

7. Потери напора при резком расширении:

8. Потери напора в трубах Вентури составляют:

hПОТ9=30 мм.вд.ст

Участок трубы Вентури - каплеуловитель

10. Потери напора при резком сужении.

11. Потери напора при опускании газов после труб Вентури

12. Потери напора на трение

13. Потери напора в каплеуловителе составляют:

hПОТ13=35мм.вд.ст.

Участок каплеуловитель - дымовая труба

Потери напора при резком сужении:

6. Потери напора на трение:

7. Потери напора при резком расширении:

Сумма потерь напора будет равна:

13. Определим среднюю логарифмическую температуру по всей длине газохода учитывая что tн=15000С, tk=500C.

.

Основными размерами дымовой трубы является диаметр D и высота H, которые подлежат расчету. Для кирпичных труб конической формы необходимо определить диаметр устья.

Диаметр устья трубы:

(1.151)

Q - расход газа;

w - скорость газа.

Определим высоту дымовой трубы:

(1.152)

2. Охрана окружающей среды

2.1 Характеристика загрязнения атмосферного воздуха

Основными выбросами в атмосферу являются окись углерода, неорганическая пыль, тяжелые металлы. Промышленные выбросы в атмосферу поступают обычно через газоотводные трубы, поднимающиеся на значительную высоту. Этим достигается рассеивание газов при относительно большом объеме воздуха. Дальнейшее распространение атмосферных загрязнений определяется горизонтальными и вертикальными воздушными течениями. Концентрация атмосферных токсикантов уменьшается по мере удаленности от источника промышленных выбросов. В каждой конкретной точке территории концентрация вредных примесей определяется также температурой воздуха, наличием облачности, тумана, осадков и других метеорологических факторов. На интенсивность обмена воздуха в приземном слое влияет также и рельеф местности.

2.2 Методика расчета нормативов ПДВ

Таблица 2.1. Источник №1

Исходные данные

Н, м	D, м	Т газов, оС	V1, м3/с	M NO2, г/с	M SO2, г/с	M CO, г/с	M пыль, г/с
70	3	350	25,45	32,5	9,87	57,6	89,5

Источник выброса - точечный;

Коэффициент расхода - з = 1;

Коэффициент стратификации - А = 160;

Коэффициент оседания - F = 1 для NO2, SO2 и CO; F = 2 для пыли;

Средняя температура наиболее теплого периода 22^оС

Таблица 2.2.

Источник №2

Исходные данные

Н, м	D, м	Т газов, оС	V1, м3/с	M NO2, г/с	M SO2, г/с	M CO, г/с	M пыль, г/с
75	3	350	26,78	27,4	6,1	48,1	82,9

Источник выброса - точечный;

Коэффициент расхода - з = 1;

Коэффициент стратификации - А =160;

Коэффициент оседания - F = 1 для NO2, SO2 и CO; F = 2 для пыли;

Средняя температура наиболее теплого периода 22оС

УПРЗА ЭКОЛОГ, версия 3.00

Copyright © 1990-2006 ФИРМА "ИНТЕГРАЛ"

Серийный номер 00-00-0000, Учебная версия

Предприятие номер 1; ОМЗ ЛП

Город Колпино

Адрес предприятия: Российская Федерация, 196650, Санкт-Петербург, Колпино, Ижорский завод.

Разработчик Реутов

ИНН 123456789

ОКПО 1234567890

Отрасль 12100 Черная металлургия

Вариант исходных данных: 1, Вариант данных №1

Вариант расчета: Вариант расчета №1

Расчет проведен на лето

Расчетный модуль: "ОНД-86 стандартный"

Расчетные константы: E1= 0,01, E2=0,01, E3=0,01, S=999999,99 кв.км.

Метеорологические параметры

Средняя температура наружного воздуха самого жаркого месяца	22°C
Средняя температура наружного воздуха самого холодного месяца	-26°C
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы A	160
Максимальная скорость ветра в данной местности (повторяемость превышения в пределах 5%)	4,2 м/с

Структура предприятия (площадки, цеха)

Номер	Наименование площадки (цеха)

Выбросы источников по веществам

Учет:	Типы источников:
"%" - источник учитывается с исключением из фона;	1 - точечный;
"+" - источник учитывается без исключения из фона;	2 - линейный;
"-" - источник не учитывается и его вклад исключается из фона.	3 - неорганизованный;
При отстутствии отметок источник не учитывается.	4 - совокупность точечных, объединенных для расчета в один площадной;
Источники, помеченные к учету знаком "-" или непомеченные (" "), в общей сумме не учитываются	5 - неорганизованный с нестационарной по времени мощностью выброса;
	6 - точечный, с зонтом или горизонтальным направлением выброса;
	7 - совокупность точечных с зонтами или горизонтальным направлением выброса;
	8 - автомагистраль.

Вещество: 0301 Азота диоксид (Азот (IV) оксид)

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Выброс(г/с)	F	Лето	Зима
							Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	32,5000000	1	0,4215	942,45	3,2200	0,4013	966,02	3,4068
0	0	2	1	+	27,4000000	1	0,3049	1005,82	3,1996	0,2903	1031,02	3,3853
Итого:	59,9000000		0,7264		0,6916

Вещество: 0330 Сера диоксид (Ангидрид сернистый)

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Выброс (г/с)	F	Лето	Зима
							Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	9,8700000	1	0,0512	942,45	3,2200	0,0487	966,02	3,4068
0	0	2	1	+	6,1000000	1	0,0272	1005,82	3,1996	0,0258	1031,02	3,3853
Итого:	15,9700000		0,0784		0,0746

Вещество: 0337 Углерод оксид

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Выброс (г/с)	F	Лето	Зима
							Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	57,6000000	1	0,0299	942,45	3,2200	0,0284	966,02	3,4068
0	0	2	1	+	48,1000000	1	0,0214	1005,82	3,1996	0,0204	1031,02	3,3853
Итого:	105,7000000		0,0513		0,0488

Вещество: 2908 Пыль неорганическая: 70-20% SiO2

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Выброс (г/с)	F	Лето	Зима
							Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	89,5000000	2	1,5477	706,84	3,2200	1,4735	724,51	3,4068
0	0	2	1	+	82,9000000	1	0,6150	1005,82	3,1996	0,5855	1031,02	3,3853
Итого:	172,4000000		2,1627		2,0590

Выбросы источников по группам суммации

Учет:	Типы источников:
"%" - источник учитывается с исключением из фона;	1 - точечный;
"+" - источник учитывается без исключения из фона;	2 - линейный;
"-" - источник не учитывается и его вклад исключается из фона.	3 - неорганизованный;
При отстутствии отметок источник не учитывается.	4 - совокупность точечных, объединенных для расчета в один площадной;
Источники, помеченные к учету знаком "-" или непомеченные (" "), в общей сумме не учитываются	5 - неорганизованный с нестационарной по времени мощностью выброса;
	6 - точечный, с зонтом или горизонтальным направлением выброса;
	7 - совокупность точечных с зонтами или горизонтальным направлением выброса;
	8 - автомагистраль.

Группа суммации: 6009

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Код в-ва	Выброс (г/с)	F	Лето	Зима
								Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	0301	32,5000000	1	0,4215	942,45	3,2200	0,4013	966,02	3,4068
0	0	1	1	+	0330	9,8700000	1	0,0512	942,45	3,2200	0,0487	966,02	3,4068
0	0	2	1	+	0301	27,4000000	1	0,3049	1005,82	3,1996	0,2903	1031,02	3,3853
0	0	2	1	+	0330	6,1000000	1	0,0272	1005,82	3,1996	0,0258	1031,02	3,3853
Итого:	75,8700000		0,8048		0,7662

Группа суммации: 6046

№пл.	№цех	№ист.	Тип	Учет	Код в-ва	Выброс(г/с)	F	Лето	Зима
								Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)	Cm/ПДК	Xm	Um (м/с)
0	0	1	1	+	0337	57,6000000	1	0,0299	942,45	3,2200	0,0284	966,02	3,4068
0	0	1	1	+	2908	89,5000000	2	1,5477	706,84	3,2200	1,4735	724,51	3,4068
0	0	2	1	+	0337	48,1000000	1	0,0214	1005,82	3,1996	0,0204	1031,02	3,3853
0	0	2	1	+	2908	82,9000000	1	0,6150	1005,82	3,1996	0,5855	1031,02	3,3853
Итого:	278,1000000		2,2140		2,1078

Расчет проводился по веществам (группам суммации)

Код	Наименование вещества	Предельно Допустимая Концентрация	Коэф. экологич. ситуации	Фоновая концентр.
		Тип	Спр. значение	Исп. в расч.		Учет	Интерп.
0301	Азота диоксид (Азот (IV) оксид)	ПДК м/р	0,2	0,2	1	Нет	Нет
0330	Сера диоксид (Ангидрид сер- нистый)	ПДК м/р	0,5	0,5	1	Нет	Нет
0337	Углерод оксид	ПДК м/р	5	5	1	Нет	Нет
2908	Пыль неорганическая: 70-20% SiO2	ПДК м/р	0,3	0,3	1	Нет	Нет
6009	Азота диоксид, серы диоксид	Группа	-	-	1	Нет	Нет
6046	Углерода оксид и пыль це- ментного производства	Группа	-	-	1	Нет	Нет

Роза ветров

Ветром называют движение воздуха относительно земной поверхности, причем имеется в виду горизонтальная составляющая этого движения. Ветер характеризуется вектором скорости, но на практике под скоростью подразумевается только числовая величина скорости, направление вектора скорости называют направлением ветра. Скорость ветра выражается в метрах в секунду, в км в час и в узлах (морская миля в час). Направление ветра определяют, назвав точку горизонта, откуда дует ветер или угол, образуемый направлением ветра с меридианом места, откуда дует ветер, т.е. его азимут. В первом случае различают 8 основных румбов горизонта: север, север-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад и 8 промежуточных. 8 основных румбов направления имеют следующие сокращения (русские и международные): C-N, Ю-S, З-W, B-E, СЗ-NW, СВ-NE, ЮЗ-SW, ЮВ-SE.

Построение розы ветров

От начала полярных координат откладывают направление по румбам горизонта отрезками, длины которых пропорциональны повторяемости ветров данного направления ("откуда" дует ветер). Концы отрезков соединяются ломаной линией. Повторяемость штилей указывают числом в центре диаграммы.

Розу ветров учитывают при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов, планировке населенных мест (целесообразной ориентации зданий и улиц), оценке взаимного расположения жилой застройки и промышленной зоны (с точки зрения направления переноса загрязняющих веществ от промышленной зоны) и множества других хозяйственных задач (агрономия, лесное и парковое хозяйство и др.). Роза ветров, построенная по реальным данным наблюдений, позволяет по длине лучей построенного многоугольника выявить направление господствующего (преобладающего) ветра, со стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность.

Таблица 2.3.

Роза ветров г. Колпино в январе

Румбы	с	св	в	юв	ю	юз	з	сз	штиль
Повторяемость напр. Ветра, %	8	7	9	10	17	20	21	8	6

Рис. 2.1. Роза ветров г. Колпино в январе

Таблица 2.4.

Роза ветров г. Колпино в июле

Румбы	с	св	в	юв	ю	юз	з	сз	штиль
Повторяемость напр. Ветра, %	14	10	7	7	10	19	24	9	12

Рис. 2.2. Роза ветров г. Колпино в июле.



Рис. 2.3. Азота диоксид

Рис. 2.4. Сера диоксид



Рис. 2.5. Углерод оксид

Рис. 2.6. Пыль неорганическая



Рис. 2.7. Пыль неорганическая

Рис. 2.8. Пыль неорганическая

Загрязнения веществами: азота диоксид, серы диоксид, углерод оксид, а также суммация азота диоксид и серы диоксид не превышают предельно допустимой концентрации, поэтому ими можно пренебречь.

Основным источником загрязнения является пыль. Для обеспыливания воздуха, выходящего из печи, используется электрофильтр ЭГА с КПД=0,95. Пыль, улавливается зонтом, проходя через сеть труб, остывает в них и поступает в электрофильтр. После уже отфильтрованный воздух в результате газоочистки, через дымовую трубу попадает в атмосферу.

Рис. 2.9. Зонт

8- Колпак. 9-Зонт

На рис. 2.10. представлена схема стандартного электрофильтра.

Рис. 2.10. Схема электрофильтра типа ЭГА

1 - корпус; 2 - газораспределительная решетка; 3 - осадительный электрод; 4 - механизм встряхивания осадительных электродов; 5 - коронирующий электрод; 6 - рама подвеса коронирующих электродов; 7 - механизм встряхивания коронирующих электродов; 8 - привод встряхивания осадительных электродов; 9 - привод встряхивания коронирующих электродов; 10 - токоподвод; 11 - вибратор; 12 - опора.

После очистки

Рис. 2.11. Пыль неорганическая

Рис. 2.11. Углерода оксид и пыль неорганическая

Вывод

В проделанном разделе проекта были рассчитаны загрязнения атмосферы от промышленных точечных источников, расчеты были произведены в программе "Эколог 3" по методике ОНД - 86, а так же были выбраны дополнительные способы очистки газовоздушной смеси исходя из географического фактора и величины степени загрязнения. Так же в работе были представлены графические материалы в виде ореолов рассеивания программы "Экограф" показывающих значение загрязнений атмосферы, а так же была построена прямая роза ветров для января и июля месяцев.