Розрахунок ефективності реконструкціі

Згідно ГОСТ 22667-82 «Газы горючие природные» визначення теплоти згорання обчислюється за формулою:

Q = Ʃ Qi * Ci

i=l

де Qi – найнижча теплота згорання газу і-го компоненту (Додаток К);

Ci – частка і-го компоненту в газі (Додаток Л)

Q = 0,01(8570*83,8+15370*7,9+22260*1,6+29510*0,3+29320*0,1+37410*0,2+41360*

*0,09)=8981,94 ккал/м3

Знаходимо об’єм даного природного газу для одержання 1 Гкал тепла:

1Гкал= ккал, тоді

1 м3 – 8981,94 ккал

х м3 – 1 000 000 ккал

х=1*1 000 000 / 8981,94 = 111,33 м3 n

Визначаємо відносну густину (d) по формулі: = Ʃ di * Ci,

i=l

де di – відносна густина і-го компоненту газу,

Сі – частка і-го компоненту в газі.

= 0,01 (0,5548*83,8+1,048*7,9+1,554*1,6+2,090*0,3+2,081*0,1+2,671*0,2+2,976*

*0,09+0,967*2,1+1,529*3,9+1,105*0,01)=0,669

Згідно ГОСТу 17310-86 «Газы. Пикнометрический метод определения плотности» визначення відносної густини газу проводять по формулі:

= / 1,205, звідки = 1,205 кг/м3, де 1,205 – густина сухого повітря,

– густина газу.

= 1,205*0,669 = 0, 806 кг/м3

Враховуючи коефіцієнт корисної дії котла за даними котельні, що опалює будівлю школи, об’єм природного газу для одержання 1Гкал тепла дорівнює

V= 111,33 / 0,6 = 185,55 м3

Знаходимо масу цього об’єму газу:

= = 0,806*185,55 = 149,55 кг

Із дослідження документації завідуючої господарською частиною школи відомо, що у 2012 році було використано 571 Гкал, у 2013 році – 530 Гкал, а у 2014 році – 406 Гкал. Економія тепла у 2014 році порівняно з 2012 роком склала 165 Гкал. Відповідно економія витрат природного газу склала:

1 Гкал – 185,55 м3

165 Гкал – х м3

х = 165*185,55 /1 = 30615,75 м3

Маса зекономленого природного газу дорівнює:

= = 0,806*30615,75 = 24676,29 кг

Розглянемо реакцію горіння метану, так як даний природний газ метанового типу ( >75%), то + 2 = | + 2 O.

M ( ) = 12+4 = 1 6

M ( ) = 12+16*2 = 44

кг/моль ( ) = 0,016 кг

кг/моль ( ) = 0, 044 кг

х = 1*0,044 / 0,016 = 2,75 кг

Отже, із 1 кг метану при горінні виділяється 2,75 кг вуглекислого газу . Із маси зекономленого природного газу знаходимо масу метану:

М ( ) = * % * 0,01

М ( ) = 24676,29 * 0,838 = 20678,73 кг

Знаходимо масу вуклекислого газу, що не виділився в атмосферу в результаті економії:

1 кг ( ) - 2,75 кг

20678,73 ( ) – х кг

х ( ) = 20678,73*2,75 / 1 = 56866,51 кг

Реакція горіння метану: + 3 = | + CO | + 3 O

M ( ) = 12*2+ 1,6 = 30 кг / моль = 0,03 кг

M (CO) = 12+16 = 28 кг / моль = 0, 028 кг

х ( ) = 1* 0,044 / 0,03 = 1,47 кг

х (СО) = 1*0,028 / 0,03 = 0,93 кг

Отже, при згоранні 1 кг етану виділяється 1,47 кг вуглекислого газу та 0,93 кг монооксиду вуглецю.

Із маси зекономленого природного газу знаходимо масу етану:

М ( ) = * % * 0,01

М ( ) = 24676,29 * 0,079 = 1949, 43 кг

Знаходимо маси вуглекислого газу та монооксиду вуглецю («чадного газу»), що не виділився в результаті економії:

1 кг – 1,47 кг 1кг – 0,93 кг

1949,43 кг – х кг 1949,43 – х кг

х( ) = 1949*1,47 / 1 = 2865,66 кг х (СО) = 1949,43*0,93 / 1 = 1812,97кг

Реакція горіння пропану: + 4 = |+ 2CO| + 4 O

M ( ) = 12*3 + 1*8 = 44

кг / моль ( ) = 0,044 кг

х ( )= 1* 0, 044 / 0,044 = 1 кг

х (СО) = 1 * 0, 056 / 0, 044 = 1,27 кг

Отже, при згоранні 1 кг пропану виділяється 1 кг вуглекислого газу і 1,27 кг монооксиду вуглецю («чадного газу»). Із маси зекономленого природного газу знаходимо масу пропану:

М = * % * 0,01

М = 24676,2 * 0,016 = 394,82 кг

Знаходимо масу вуглекислого газу монооксиду вуглецю, що не виділився в результаті економії: 1кг – 1 кг

394,82 – х кг

х ( ) = 394,82 кг

1кг – 1,27 кг

394,82 – х кг

х (СО) = 394,82 * 1,27 / 1 = 501, 42 кг

Крім цього згідно компонентного складу, природний газ містить 3,9 % діоксину вуглецю (вуглекислого газу), що дорівнює:

М ( ) = М * % * 0,01

М ( ) = 24676,29 * 0,039 = 962,38 кг

Отже, загальна маса вуглекислого газу, що не виділився в атмосферу в результаті економії природного газу складає:

М ( ) = 56866,51 + 2865,66 + 394,82 + 962,38

М ( ) = 61089,37 кг = 61,1 т.

Загальна маса монооксиду вуглецю («чадного газу»), що не виділилася в атмосферу в результаті економії природного газу складає:

М (СО) = 1812,97 + 501,42

М (СО) = 2314,39 = 2,3 т

Вуглекислий газ – це основа компоненту, який спричиняє утворення «парникового ефекту» в результаті якого відбувається глобальне потепління.

Моноксид вуглецю СО (чадний газ) – токсичний газ, що шкідливо впливає на серцево-судинну систему людини.

Азот , що входить до складу природного газу, при високій температурі з’єднується з киснем: + = 2NO. В результаті утворюється монооксид азоту NO, який легко приєднує кисень: 2NO + = 2

M ( ) = 14* 2 = 28

M (NO) = 14+16 = 30

M ( ) = 14+16*2 = 46

кг / моль = 0,028 кг

кг / моль NO = 0,03 кг

кг / моль = 0, 046 кг

х (NO) = 1*2*0,03 / 0,028 = 2,14 кг

х ( ) = 2,14*2*0,046 / 2*0,03 = 3,28 кг

Отже, із 1 кг азоту виділяється 3,28 кг діоксину азоту. Згідно компонентного складу природного газу, вміст азоту складає 2,1%, що дорівнює:

М = М * % *0,01

М = 24676,29 * 0,021 = 518,2 кг

Знаходимо масу діоксиду азоту, що не виділилась в результаті економії.

1 кг – 3,28 кг

518,2 кг - х кг

х = 518,2*3,28 / 1 = 1699, 70 кг

М ( ) = 1699,70 кг = 1,7 т

Частина діоксиду азоту , реагуючи з вологою в атмосфері, утворює азотну (нітратну) кислоту. Дана кислота випадає з атмосферними опадами завдаючи агресивну діюцегляній та бетонній будівлям, проникає в грунт, підвищуючи його кислотність і порушує в ньому біологічну рівновагу, пошкоджує рослини, попадаючи у відкриті водойми, закислює воду, в результаті чого гине риба.