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 = S N_iC_pi/ S N_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 35 D;

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

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

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), ° tg a = 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)