Контрольная работа
«Расчёт выбросазагрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностьюдо 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью до 19,2 МВт»
1 Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжиганиитоплива в котлоагрегатах, выбрасываемых в атмосферу продуктами сгораниятвёрдого топлива
Целью расчёта является определение массовых выбросов вредныхвеществ 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).
1.1Расчёт выбросов твёрдых частиц
Расчет выбросов твердых частиц летучейзолы инесгоревшего топлива (т/год, г/с),выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов при сжиганиитвердого топлива и мазута производится по формуле:
/>, (т/год),
атмосфера выброс вредный концентрация
где В-расход топлива, т/год, г/с (3000 т/год – позаданию);Ар – зольность топлива в рабочем состоянии, % (37,6%– для антрацитов);hз – доля твердых частиц, улавливаемых взолоуловителях (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).
1.2Расчёт 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% – дляантрацитов); /> — доля диоксидов серы, связываемых летучей золой в котле(для котлов с открытой топкой />=3,7); /> — доля диоксидовсеры, улавливаемых в золоуловителе попутно с твердыми частицами (дляциклона ЦБ-254Р /> = 0)./>
/> = 0,02х3000х3,7х (1 – 0,5)(1 –0) = 0,167 (т/год),
/> = 0,0054 (г/с).
1.3Расчёт выбросов оксида углерода
Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с,) производится по формуле:
МСО = 0,001×ССО×В× (1 – />),
где ССО – выход оксида углеродапри сжигании твердого топлива (кг/т, кг/тыс. м3) определяетсяпо формуле:
ССО = q3×R×/>,
где q3, q4 — потери теплоты соответственно от химической и механическойнеполноты сгорания топлива, (для котлов с открытой камерой сгоранияq3,q4 = 0,8 и 12% соответственно); R – коэффициент,учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполнотысгорания топлива, обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах сгорания. Для твердого топлива R = 1,0; /> – теплотасгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м3.
ССО =0,008х1х10,38=0,08, (кггДж),
МСО = 0,001×0,08×3000× (1 – />) = 0,24, (т/год),
МСО= 0,0077 (г/с).
1.4Расчёт выбросов диоксида азота
Расчет выбросов диоксидов азота в пересчете на NO2. (т/год, г/с,…), вычисляется по формуле:
МNO2 = 0,001хКNO2хВхQх (1-β),
где КNO2 – параметр характеризующий количество диоксидаазота, образующегося на 1 ГДж тепла (кг/ГДж), КNO2 =0,15(кг/ГДж), для котлов производительностью до 30 т/ч, β – коэффициент,зависящий от степени снижения выбросов NO2 в результате применениятех. Решений. β= 0 для топок с неподвижной решеткой и забросом топливавручную.
МNO2 = 0,001х0,15х3000х10,38х1=0,0047 (т/год),
МNO2 = 0,000015 (г/с).
2. Расчёт загрязнения атмосферы выбросами промышленныхпредприятий
Для характеристики объёма вредных веществ, выбрасываемых ватмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельнодопустимого выброса (ПДВ).
Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем: суммарноеколичество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, недолжно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия илижилой застройки концентрации, превышающей ПДК.
/>,
где /> – максимальнаяконцентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемаяисточниками выбросов, мг/м3,
/> – фоноваяконцентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3.Для наших расчётов принимаем />=0.
2.1 Расчёт концентраций, обусловленных выбросамиодиночного источника
Основная расчётная формула
Максимальная приземная концентрация вредного вещества />, мг/м3 привыбросе газовоздушной смеси из круглого устья для горячих источниковопределяется по формуле:
/>,
где Н – высота трубы, м, М – масса выбрасываемого в атмосферув единицу времени вещества, г/с, ΔТ – разность температур выбрасываемыхгазов и атмосферного воздуха, Vi – полный расход выбрасываемых газов на срезетрубы />, 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, Рязанскойобластей 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 />
/>
Подсчитываем максимальную приземную концентрацию:
/>
2.2 Расчёт расстояния Хм от источникадо координаты максимума концентраций
Для горячих источников расстояние Хм (м) отисточника выбросов до точки в которой приземная концентрация принеблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения определяется поформуле:
Для f
/>
2.3 Опасная скорость ветра
Опасная скорость ветра /> длягорячих источников при
/>
2.4 Предельно допустимый выброс вредных веществ ватмосферу (ПДВ)
Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьемопределяется 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. Возможныйпуть это очистка продуктов сгорания от золы. В данном случае для очисткиприменён циклон ЦБ-254Р, с долей улавливания твёрдых частиц 85%. Если накрупных котельных установках совершенствование системы пылеулавливания истроительство высоких труб позволяет значительно уменьшить концентрации твёрдыхчастиц в воздухе (на лучших энергоблоках России, США и Великобритании η =98%),то для малых котельных установок единственным радикальным решением являетсяпереход на мазут или природный газ.