Файл: Текст Лаб.раб.Эк.без ТЭС - 2, 2010.doc

з) полученные данные (рис.4.5. и 4.5.) перtнести в Word и распечатать на принтере, воспользовавшись клавишей «Print Screen»;

Рис. 4.6. Результат расчета «Исходные данные»

Рис. 4.7. Результат расчета «Траектория факела

относительно устья трубы»

2. Для расчета следующего варианта через клавишу “Esc” выйти в главное меню, нажать ВВОД и изменить необходимую величину.

Обработка результатов расчета

1. Появляется таблица с исходными данными и профилями метеопараметров. В левом столбце таблицы – уровни по высоте (z). В соседнем столбце – скорость ветра на этих уровнях. На уровнях от 0 до 100 м принимается линейная интерполяция. В третьем столбце слева - температура воздуха, а в четвертом столбце слева – параметр устойчивости Будыко на этих уровнях. В предпоследнем столбце – интенсивность турбулентности атмосферы в вертикальной плоскости. В последнем - интенсивность турбулентности в горизонтальной плоскости.

2. Нажимаем клавишу Print Screen и записываем содержимое экрана в буфер.

3. Нажимаем Alt+Tab и переходим в Word. Открываем новый файл (Ctrl+N). Открываем буфер обмена. Содержимое буфера вставляем в файл.

4. Возвращаемся в программу « P-Fak». Нажимаем Enter. Появляется новая таблица, которую тоже записываем в буфер.

5. Эту таблицу тоже записываем в буфер и переносим в Word.

6. Заменяем точки на запятые, при необходимости выравниваем первые и последние строчки, переносим ее в Excel и обрабатываем.

7. По данным таблиц строим профили температуры, скорости ветра и траекторию дымового факела. Пример результатов обработки в отдельном файле и на рис. 4.8.- 4.11.

8. После записи таблиц в буфер два раза нажимаем Esc и возвращаемся в главное меню.

9. Переводим курсор на выход (wixod) и нажимаем Enter.

10. Если нужно рассчитать другой режим, то вместо выхода курсор переводим на ввод, нажимаем Enter и вводим значения только в те строчки, где исходные данные изменяются.

11. При использовании программы скорость ветра должна быть не менее U = 2 м/с.

12. Расчетное поле ограничено на 3 км по длине факела и на 3 км по его подъему. Если верхняя граница достигает 3 км на картинке имеет место скачек траектории вниз. При анализе данных принимать во внимание траекторию только на участке до скачка.

Полученные графики сравнить между собой и привести описание отличий с базовым вариантом. Сделать выводы о траектории дымового факела.

Рис. 4.8. Профиль скорости ветра

Рис. 4.9. Профиль температуры воздуха

Рис. 4.10. Траектории при нейтральной стратификации и данном режиме

Рис. 4.11. Траектория границ и средней линии факела

Содержание отчета

Отчет по работе делается каждым студентом индивидуально и должен содержать краткое описание методики расчета траектории дымового факела, таблицы по результатам расчета и графики траекторий, а также выводы по работе.

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРАЕКТОРИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЫМОВОГО ФАКЕЛА КАЗАНСКОЙ ТЭЦ-2

Цель работы

Целью, работы является практическое ознакомление студентов с закономерностями распространения выбросов из дымовых труб ТЭС в натурных условиях.

Предварительное задание

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, каждый студент должен ознакомиться с описанием лабораторной работы и изучить предлагаемую литературу:

1. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций: Учебник для вузов/ Л.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский; Под ред. П.С. Непорожнего. – М.: Энергоиздат; 1981. (с.118-130).

Рабочее задание

В ходе выполнения лабораторной работы каждому студенту необ­ходимо:

1. изучить устройство шаропилотного теодолита и правила его эк­сплуатации;

2. замерить угловые координаты точки съемки траектории дымового факела , , , , , …;

3. замерить угловые координаты траектории дымового факела;

4. на основе исходных данных рассчитать теоретическую траекторию дымового факела по методике, изложенной в [1], и сравнить ее с опытной траекторией.

Описание лабораторного прибора и схемы внешних газоходов

Казанской ТЭЦ-2

Одним из возможных способов определения траектории движения дымового факела является фиксация угловых координат границ дымового факела с помощью АШТ. Данный способ позволяет получить максималь­ную длину траектории по сравнению с другими способами, основанными на отличии оптической плотности дымового факела от оптической плот­ности атмосферы.

Теодолит имеет следующие особенности:

наличие одного окуляра для трёх оптических систем: зрительной трубы, визира и отсчётного микроскопа, передающего изображения вертикального и горизонтального кругов теодолита;

неограниченный диапазон работы наводящих винтов, выполненных в виде червячных пар.

Эти особенности устройства теодолита позволяют выполнять изме­рения с максимальной производительностью, точность замера теодоли­та - 0,05°.

В данной работе замеряется траектория дымового факела, выбрасы­ваемого из труб Казанской ТЭЦ-2. На Казанской ТЭЦ-2 установлены: три прямоточных котла СП-67-1, шесть парогенераторов БКЗ-210-140, а так­же два пиковых водогрейных котла ПТВМ-180. В стадии монтажа находится котел БКЗ-320-140.

На станции имеются четыре дымовых трубы. К первой трубе высотой h₀ = 60 м с диаметром устья D = 5,2 м были подключены 3 котла 51-СП, которые сейчас демонтированы. Ко второй трубе высотой h₀ = 60 м с диаметром устья D = 5,2 м подклвчены три котла 67-СП (паропроизводительность 230 т/ч, температура газов t_г = 146°С). Дымовые газы из шести котлов БКЗ-210-140 (паропроизводительность 210 т/ч, температура уходящих газов t_г = 124°С) и двух пиковых водогрейных котлов ПТВМ-180 удаляются через трубу № 4, высота которой h₀ = 180 м и диаметр устья D = 6 м. Дымовая труба № 3 высотой 100 м законсервирована. Схема внешних газоходов Казанской ТЭЦ-2 показана на рис.5.1.

Рис.5.1. Схема внешних газоходов Казанской ТЭЦ-2

Указания по выполнению лабораторной работы

Установка шаропилотного теодолита производится по описанию, приложенному к теодолиту.

Точка, с которой производится теодолитное визирование, выбирается в зависимости от направления ветра и длины видимой траектории дымового факела. Для повышения точности результатов желательно, чтобы угол между направлением распространения дымового факела и направлением на трубу с точки съёмки γ был возможно ближе к 90° (рис.5.2).

До начала замеров необходимо в тетради наблюдений записать место съёмки, описать погодные данные: температуру воздуха, характеристику облачности и т.д.

Замеры должны производить два человека, один из них ведёт наблюдения по теодолиту, а второй записывает наблюдаемые угловые координаты: , , , , , … .

Прежде чем приступить к замеру угловых координат натурной траектории дымового факела, замеряет угловые координаты устья дымовой трубы и светофорных площадок.

Рис.5.2. Координаты точки съёмки

Дымовая труба в окуляре видна в перевёрнутой изображении.

Перекрестие сетки зрительной трубы наводится на устье дымовой трубы, определяются вертикальный угол , под которым с точки установки теодолита видны устье дымовой трубы, светофорные площадки, а также горизонтальные углы между дымовыми трубами.

Затем можно приступить к замеру угловых координат траектории дымового факела. Для этого необходимо зафиксировать теодолитом верхнюю и нижнюю границы дымового факела и , изменяя горизонтальный угол на 1-2°, и результаты замеров занести в табл.5.1. Схема замера траектории дымового факела с помощью теодолита показана на рис.5.5.

Одновременно с замером траектории дымового факела определяется направление ветра .

Одним из необходимых параметров для расчёта теоретической траектории дымового факела (методика изложена в [1]) является скорость ветра . Поэтому перед началом замера траектории дымового факела и после замера по секундомеру фиксируется время прохождения клубов дыма от трубы до ориентира . В дальнейшем, рассчитав расстояние от трубы до ориентира и зная время, за которое клуб дыма проходит это расстояние, можно определить скорость ветра . Ориентир при этом выбирается любой, удобный для наблюдателя. Предварительно теодолитом замеряется α ориентира, т.е. горизонтальный угол между направлением на трубу и ориентиром.

После окончания всех замеров следует снять теодолит со штатива, правильно закрепить его в укладке и закрыть крышкой.

Обработка результатов расчета

Для расчёта натурной траектории дымового факела необходимо определить превышение точки установки теодолита над основанием трубы, а также расстояние от точки установки теодолита до трубы.

Из технического проекта станции известны уровни как устья , м, так и всех светофорных площадок дымовой трубы , м (см. рис.5.3). На основании геометрических соотношении (см. рис.5.4) определяется превышение устья над точкой установки теодолита , м:

(5.1)

где

(5.2)

здесь синус берётся в радианах.

После определения , м, находится расстояние от точки установки теодолита до трубы М, м:

(5.3)

Замерив горизонталь­ные углы между направле­ниями на дымовые трубы , , , рассчитав расстояние до каждой из 4-х труб и зная расстояние между трубами из плана станции, следует найти координаты точки съёмки (см. рис.5.2). Далее по произведен­ным замерам угловых коор­динат текущих точек тра­ектории дымового факела и рассчитанным расстояниям М, опре­деляются линейные координаты натурной траектории дымового факела x_i и z_i (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема замера траектории дымового факела теодолитом

Для этого сначала определяется угол между напра­влением траектории дымового факела и направлением теодолита на те­кущую точку факела, , град:

(5.4)

где -угол между направлением распространения дымового факела и направлением на трубу с точки съемки.

Расстояние от точки установки теодолита до текущей точки тра­ектории дымового факела, м, находится из уравнения:

(5.5)

Расстояние между устьем дымовой трубы и текущей точкой дымово­го факела, м, находится так:

(5.6)

Вертикальная координата ,м, определяется следующим образом:

(5.7)

Результаты расчёта заносятся в табл.5.1.

По рассчитанным линейным координатам строится график натурной траектории дымового факела.

На график с натурной траекторией наносят и теоретическую тра­екторию факела.

Для расчёта теоретической траектории (методика изложена в [1]) необходимы следующие параметры: W - скорость выхода газов из устья дымовой трубы, м/с, и Т_г - температура газов, °К, определя­ются по режиму работы ТЭЦ (при работе всех котлов можно принимать следующий объёмный расход газов из труб ТЭЦ: для трубы № 2 – 260 м³/с, для трубы №4 - 600 м³/с); Т_в - температура воздуха, °К, определяет­ся с помощью ртутного термометра; - интенсивность турбулентности атмосферы, определяется по углу раскрытия границ дымового факела; u - скорость ветра, м/с, рассчитывается по замеренному интервалу времени τ ; D - диаметр устья дымовой трубы, м.

Для нахождения подъёма z_i ,м, теоретической траектории дымо­вого факела берутся абсциссы текущих точек x_i ,м, натурной траек­тории дымового факела.

Результаты расчётов теоретической траектории также заносятся в табл.5.1.

Таблица 5.1

По построенным графикам натурной и теоретической траектории следует сделать выводы о закономерностях распространения дымового факела.

Оценка погрешности в определении линейных координат факела производится путем сравнения полученных координат последней точки с координатами этой же точки, рассчитанными с учётом максимальной погрешности при замере угловых координат точки теодолитом.

Содержание отчета

Отчет по работе делается каждым студентом индивидуально и должен содержать схему замера траектории дымового факела, схему к определению размера , результаты замеров, расчёт линейных координат и текущих точек натурной траектории дымового факела, расчёт теоретической траектории дымового факела, график опытной и теоретической траектории дымового факела, а также выводы по работе.