Контрольная работа
«Расчёт выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностью до 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью до 19,2 МВт»
1 Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах, выбрасываемых в атмосферу продуктами сгорания твёрдого топлива
Целью расчёта является определение массовых выбросов вредных веществ в атмосферу при работе котельных на различных видах топлива.
При сжигании твёрдого топлива в атмосферу выбрасываются: углерода оксид, серы диоксид, азота диоксид, твердые частицы (зола).
1.1
Расчёт выбросов твёрдых частиц
Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего
топлива (т/год, г/
с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута
производится по формуле:
 , (т/год),
атмосфера выброс вредный концентрация
где В-
расход топлива, т/год, г/с (3000 т/год – по заданию); Ар
– зольность топлива в рабочем состоянии, % (37,6% – для антрацитов);h
з
– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (принимать по результатам измерений не свыше годичной давности), (85% – для циклона ЦБ 254Р)
Мтв
=3000х37,6х0,003х (1–0,85)=50,76 (т/год),
Мтв
=16,4 (г/с).
1.2
Расчёт выбросов диоксида серы
Расчет выбросов диоксидов
серы в пересчете
на SO2
(т/год, г/
с)
выполняется по формуле:
 =
0,02×
В×Sр
(1 –  ) (1 – )
,
где Sр
– содержание серы в топливе, %, (3,7% – для антрацитов);
-
доля диоксидов
серы, связываемых летучей золой в котле (для котлов с открытой топкой
= 3,7);
- доля диоксидов
серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с твердыми частицами (для циклона ЦБ-254Р
= 0).
=
0,02х3000х3,7х (1 – 0,5) (1 –0) = 0,167 (т/год),
= 0,0054 (г/с).
1.3
Расчёт выбросов оксида углерода
Расчет выбросов оксида
углерода (т/год. г/
с,) производится по формуле:
МСО
=
0,001×
ССО
×
В
×
(1 –  ),
где ССО
– выход оксида
углерода при сжигании твердого топлива (кг/т, кг/тыс. м3
)
определяется по формуле:
ССО
= q3
×
R
× ,
где q3
, q4
- потери теплоты
соответственно от химической и механической неполноты сгорания топлива, (для котлов с открытой камерой сгорания q3
, q4
= 0,8 и 12% соответственно); R
– коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической
неполноты сгорания топлива, обусловлен
ной содержанием оксида
углерода в продуктах сгорания. Для твердого топли
ва R
=
1,0
; – теплота
сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м3
.
ССО
=
0,008х1х10,38=0,08, (кг гДж),
МСО
=
0,001×
0,08×
3000×
(1 –  ) = 0,24, (т/год),
МСО
= 0,0077 (г/с).
1.4
Расчёт выбросов диоксида азота
Расчет выбросов диоксидов
азота в пересчете на NO2
. (т/год, г/
с,…),
вычисляется по формуле:
МNO
2
= 0,001хКNO
2
хВхQх (1-β),
где КNO
2
– параметр характеризующий количество диоксида азота, образующегося на 1 ГДж тепла (кг/ГДж), КNO
2
=0,15 (кг/ГДж), для котлов производительностью до 30 т/ч, β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов NO2 в результате применения тех. Решений. β= 0 для топок с неподвижной решеткой и забросом топлива вручную.
МNO
2
= 0,001х0,15х3000х10,38х1=0,0047 (т/год),
МNO
2
= 0,000015 (г/с).
2. Расчёт загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий
Для характеристики объёма вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно допустимого выброса (ПДВ).
Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем: суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия или жилой застройки концентрации, превышающей ПДК.
 ,
где  – максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3
,
 – фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3
. Для наших расчётов принимаем =0.
2.1 Расчёт концентраций, обусловленных выбросами одиночного источника
Основная расчётная формула
Максимальная приземная концентрация вредного вещества , мг/м3
при выбросе газовоздушной смеси из круглого устья для горячих источников определяется по формуле:
 ,
где Н – высота трубы, м, М – масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с, ΔТ – разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха, Vi
– полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы  , где ω0
– средняя скорость газов, Д – диаметр трубы, ( , η – коэффициент, учитывающий влияние рельефа, для равнинного ландшафта η = 1, А – климатический коэффициент, для Калужской, Тульской, Московской, Рязанской областей А = 140, F – коэффициент, учитывающий скорость оседания ВВ в атмосфере, принимаем F = 1, коэффициенты m и n рассчитываем отдельно.
Расчёт коэффициентов m и n:
При  < 100 m и n определяются:
Подсчитываем максимальную приземную концентрацию:
2.2 Расчёт расстояния Хм
от источника до координаты максимума концентраций
Для горячих источников расстояние Хм
(м) от источника выбросов до точки в которой приземная концентрация при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения определяется по формуле:
Для f <100, и 0,5<Vм
<2
2
.3 Опасная скорость ветра
Опасная скорость ветра  для горячих источников при
2.4 Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ)
Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем определяется для горячих источников по формуле:
где ПДКмр
– приняты по ГОСТ 17.2.3.02–78, – принята равной 0.
Расчёт ПДВ для твердых частиц:
 (г/с).
Расчёт ПДВ для диоксида серы:
 (г/с).
Расчёт ПДВ для диоксида азота:
 (г/с).
Расчёт ПДВ для оксида углерода:
 (г/с).
Значение выбросов твёрдых частиц значительно превышает ПДВ. Подавить их образование при сжигании твёрдого топлива невозможно. Возможный путь это очистка продуктов сгорания от золы. В данном случае для очистки применён циклон ЦБ-254Р, с долей улавливания твёрдых частиц 85%. Если на крупных котельных установках совершенствование системы пылеулавливания и строительство высоких труб позволяет значительно уменьшить концентрации твёрдых частиц в воздухе (на лучших энергоблоках России, США и Великобритании η =98%), то для малых котельных установок единственным радикальным решением является переход на мазут или природный газ.
|
