Расчет высоты факельного ствола.

Проведем предварительный расчет высоты факельного ствола в соответствии с методикой, изложенной в ПБ 03-591-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем» (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 10 июня 2003 г. N 83).

Обозначения и определения

С_pi, C_vi - теплоемкости компонентов, Дж/(моль×К);

D - диаметр факельной трубы, м;

k - показатель адиабаты, k = SN_iC_pi/SN_iC_vi;

М - молекулярная масса, кг/(кг/кг/моль);

N_i - молярная доля i-го компонента в смеси;

Т - температура газа, К;

V - скорость истечения сбросного газа, м/с;

V_в - скорость ветра на уровне центра пламени, м/с,

V_в = V_t*[0,9 + 0,01*(H + Z)] при H + Z < 60, (5.1)

V_в = V_m*[1,34 + 0,002*(H + Z)] при 60 < H + Z < 200; (5.2)

V_m - максимальная скорость ветра, м/с,

V_зв - скорость звука в сбрасываемом газе, м/с:

V_зв = 91,5* ; (5.3)

m = отношение скорости истечения к скорости звука в сбрасываемом газе:

m = V/V_зв. (5.4)

При этом рекомендуется принимать:

при постоянных сбросах m £ 0,2;

при периодических и аварийных сбросах m £ 0,5;

X - расстояние от факельного ствола, м;

Х_тiп - минимальное расстояние от факельного ствола до объекта, м;

q - плотность теплового потока в расчетной точке, кВт/м²;

q = q_п + q_с, (5.5)

q_п - плотность теплового потока от пламени, кВт/м²;

q_пд - предельно допустимая плотность теплового потока, кВт/м²;

q_пдп = q_пд - q_с, (5.6)

q_пдп - предельно допустимая плотность теплового потока от пламени, кВт/м²;

q_с - прямая солнечная радиация, кВт/м², определяется для 11 - 12 ч;

Q - количество тепла, выделяемое пламенем, кВт;

h - высота объекта, м;

H - высота факельного ствола, м, рекомендуется принимать не менее 35D;

Z - расстояние от центра излучения пламени до верха ствола, м;

при m < 0,2 рекомендуется принимать Z = 5D;

при m ³ 0,2 определяют по следующим соотношениям:

H/D ....... 20 30 35 40 60 80 100

Z/D ....... 32 37 39 40 44 47 48

a - угол отклонения пламени (угол между вертикалью и осью пламени), ° tga = V_в / V;

e - коэффициент излучения пламени, рассчитывается или принимается по справочным данным.

Значения q_пд, кВт/м², рекомендуется принимать:

у основания факельного ствола - 9,4;

при условии эвакуации персонала в течение 30 с - 4,8;

на ограждении факельной установки и при условии эвакуации персонала в течение 3 мин - 2,8;

неограниченное пребывание персонала - 1,4.

Расчетный вариант сброса определяется по максимальной плотности теплового потока.

Плотность теплового потока q_n проверяют при выбранной высоте факельного ствола Н и заданном расстоянии X. Минимальное расстояние между факельным стволом и объектом определяют при выбранной высоте факельного ствола. Высоту факельного ствола определяют при заданном расстоянии между факельным стволом и объектом.

1. При m < 0,2

(5.7)

(5.8)

. (5.9)

2. . При m ³ 0,2

; (5.10)

; (5.11)

. (5.12)