Министерствообщего и профессионального образования Российской Федерации
Архангельскийгосударственный технический университет
Кафедра ЭА иМЛК
Расчётно-практическаяработа по теме:
“Расчёт концентрацийв атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах тепловых станций”
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕМарка котла Количество котлов Марка топлива Тип золоуловителя
КЕ-4-14
КЕ-6,5-14
1
1 Воркутинский уголь, Ж Блоки циклонов
2. ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ ВДЫМОВЫХ ГАЗАХ
Основные компоненты,выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в энергоустановках,-нетоксичные диоксид углерода СО2 и водородный пар Н2О. Однакокроме них в атмосферу выбрасываются также свободные вещества, как оксидуглерода СО, оксиды серы SOn, азота NOn, сажа, соединения свинца,канцерогенные вещества (бенз(а)пирен) и др.
3. РАСЧЕТ СУММАРНОГО РАСХОДАТОПЛИВА
Расход топлива однимколом, г/с,
/>,
где /> - номинальнаяпаропроизводительность i-гокотла, />, />,/>;
/> - энтальпия пара при сжиганииугля, />,/>;
/> - энтальпия питательной воды, />, />;
/> - низшая теплота сгораниятоплива, />,/>;
/> - коэффициент полезного действиякотла, />,
/>,
/>.
Суммарный расход топливавсеми котлоагрегатами тепловой станции />,/>,
/>,
/>/>.
4. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Выбросы твердых веществ(золы), />,
/>,
где /> - зольность топлива нарабочую массу, %,/>;
/> - безразмерный коэффициент,зависящий от типа топок и вида топлива, />;
/> - коэффициент полезного действиязолоуловителя, />,
/>.
Выбросы оксидов серы, />,
/>,
где /> - содержание серы втопливе на рабочую массу, %, />;
/> - доля оксидов серы, связываемыхлетучей золой топлива, />;
/> - доля оксидов серы, улавливаемыхв золоуловителе, />,
/>.
Выбросы оксидов азота, />,
/>
где /> - количество оксидовазота, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, />, />;
/> - коэффициент, учитывающийстепень снижения выбросов оксидов азота в результате применения техническихрешений, />,
/>
Расчет выбросов окисиуглерода, />,
/>,
где /> - количество оксидовуглерода, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива, />,/>;
/> - потери тепла вследствиемеханической неполноты сгорания топлива, %, />,
/>.
5. РАСЧЕТ ВЫСОТЫДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Объем дымовых газов,выходящих из трубы за 1 с,/>,
/>,
где /> - температура уходящихгазов, />,/>;
/> - действительный суммарный объемпродуктов сгорания на один кг топлива, />,
/>,
где /> - теоретический объемпродуктов сгорания соответственно трехатомных газов, азота, водяных паров ивоздуха на 1 кг топлива,/>, />; />; />; />; />,
/>,
/>.
Диаметр устья дымовойтрубы, м,
/>,
где /> - средняя скоростьвыхода газовоздушной смеси из устья дымовой трубы, />, />,
/>.
Предварительное значениеминимальной высоты дымовой трубы, м,
/>,
где /> - коэффициент,учитывающий метеорологические условия местности, />;
/> - масса i-го вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, />;
/> - безразмерный коэффициент,учитывающий скорость оседания твердых частиц в атмосфере, />; />;
/> - максимальная разовая предельнодопустимая концентрация i-говещества в атмосферном воздухе, />, />; />; />;
/> - фоновая концентрация i-го вещества, характерная для даннойместности, />,/>;
/> - разность между температуройвыбрасываемой газовоздушной смеси /> и средней температуройокружающего атмосферного воздуха самого жаркого месяца /> ,/>, />, />,
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
Принимаем />
Из ряда кирпичных дымовыхтруб />; />
6. ПРОВЕРКАПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Действительная скоростьвыхода дымовых газов
/>,
где /> - диаметр устья трубы,м, />
/>
Безразмерные параметры/>:
/> />;
/> />;
/> />;
/>, так как />>2
Максимальная приземнаяконцентрация каждого вредного вещества:
/> />;
/>/>;
/> />;
/> />.
7. АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИКОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ОТ РАССТОЯНИЯ ДО ИСТОЧНИКА ВЫБРОСОВ ПРИНЕБЛАГОПРИЯТНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Расстояние />, м от источникавыбросов, на котором приземная концентрация i-го вещества при неблагоприятных метеорологических условиях достигаетмаксимального значения />:
/>,
где /> - безразмерныйкоэффициент, при />>2
/> />;
/>, />
/>, />.
Значение опасной скорости/>, м/с науровне земли, при которой достигается наибольшее значение приземнойконцентрации вредных веществ:
При />>2 /> />
Приземная концентрация i-го вредного вещества/>,/>в атмосфере по осифакела выброса на различных расстояниях Х, м от источника выброса при опаснойскорости ветра />:
/>,
атмосферасжигание топливо примесь
где /> - безразмерныйкоэффициент, определяемый в зависимости от отношения />,
для золы:
при />, />,
/>;
при /> />,
/>;
при /> />,
/>;
при /> />, />;
при />, />;
при />, />;
для />,/>,/>:
при /> />,
/>;
при /> />,
/>;
при /> />,
/>;
при />,/>, />;
при />, />, />;
при />, />, />.
/>;
/>;
/>;
/>.
Результаты расчетовзанесем в Таблицу 1.
Таблица 1 Значенияконцентраций вредных примесей
Расстояние/>,
м
Концентрации вредных примесей, />
/>
/>
/>
/> 50 0,058 0,011 0,002 0,0072 100 0,172 0,037 0,0081 0,024 200 0,364 0,099 0,021 0,063 400 0,356 0,137 0,029 0,088 800 0,22 0,099 0,021 0,063 1200 0,132 0,067 0,014 0,043
На основании полученныхзначений сiпостроимграфик зависимости концентраций вредных веществ от расстояний источника выбросарисунок 1.
/>
Рисунок 1 Зависимостьприземной концентрации вредных примесей от расстояния источника выбросов.
ЛИТЕРАТУРА
Пугин Б.И. Расчёт концентраций ватмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах тепловых станций:Методические указания к выполнению расчетно-графической работы. Архангельск:Изд-во АГТУ, 2000.-16 с.