Расчет высоты факельной трубы

Интенсивность теплоизлучения пламени определяется уравнением:

Расчет высоты факельной трубы
                                                     (9)

где y– коэффициент светового излучения;

Q-количество тепла, выделяемого пламенем, МДж/г;

l- расстояние от центра пламени, при котором интенсивность теплоизлучения снижается до безопасной величины: q = 5 МДж/(м2*ч).

Коэффициент излучения y выражается эмпирическим уравнением:

Расчет высоты факельной трубы
                                                  (10)

где QH – низшая теплота сгорания факельного газа, МДж/м3.

Расчет высоты факельной трубы
                                    (11)

где M – молекулярная масса газа.

Для газовых смесей:

Расчет высоты факельной трубы
                                                    (12)

где Ni – мольная доля компонента в смеси;

Qi - низшая теплота сгорания компонента.

Количество тепла выделяемого пламенем:

Расчет высоты факельной трубы
                                                           (13)

где VФГ – расход факельного (сбросного) газа, м3/ч.

Максимальную интенсивность теплоизлучения определяем по формуле:

Расчет высоты факельной трубы
                                                    (14)

где l1 – расстояние от центра пламени до основания факельной трубы, м, равное

Расчет высоты факельной трубы
,                                                     (15)

где H – высота факельной трубы, м.

Подставим формулу (15) в (14) и решим относительно H:

Расчет высоты факельной трубы
                          (16)

Высота факельной трубы должна обеспечить безопасность радиационно-теплового воздействия на персонал. Максимальная величина qM, которую может выдержать  человек в течение некоторого времени, составляет 17 МДж/(м2·ч). Подставив эту величину в (16) получим:

Расчет высоты факельной трубы
                                        (17)

Высоту факельной трубы рекомендуется принимать не менее 35 d.

Представляет интерес рассчитать расстояние от основания факельной трубы до безопасной зоны, которую можно вычислить как длину катета l2 в прямоугольном треугольнике:

Расчет высоты факельной трубы
               или                 
Расчет высоты факельной трубы
           (18)

Эта зависимость справедлива для случая, когда сброс газа производится в неподвижную атмосферу.

При ветре пламя будет отклонено под углом a к оси трубы. Площадь у основания трубы, на которой интенсивность излучения будет выше допустимого предела, имеет форму эллипса. Поэтому расстояние от факельной трубы до безопасной зоны увеличивается. Как следует из рис.:

Расчет высоты факельной трубы
                                                       (19)

где UB – скорость ветра, м/с;

U - скорость сброса газов, м/с;

a - угол наклона пламени.

Расчет высоты факельной трубы
.              (20)

По данным Деткова и др. в нашей стране не проводились экспериментальные исследования на промышленных факелах с целью определения интенсивности теплоизлучения, мощности тепловыделения, полноты сгорания газа (флюида), уровня шума, длины и отклонения пламени в зависимости от направления ветра и других параметров.

Обширный экспериментальный материал собран американскими исследователями: факельные трубы газо- и нефтеперерабатывающих заводов, d= 390 мм, Н= 22,9 м.

В частности, относительно шума при факельном сжигании газа.

ищи здесь, есть все, ну или почти все