СОДЕРЖАНИЕ

2. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ КОТЕЛЬНОЙ

2.2 Расчет выбросов загрязняющих веществ топлива в котлоагрегатах

Котельная МК-151 работает на топливе апсаткского угля марки СС и угля других месторождений.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Выбросы загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах «КВСМ-1,25»

2.3 Расчет выбросов оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива

Расчетный расход топлива рассчитывается следующим образом (формула (7)):

, (7)

где В_ρ – расчетный расход топлива, т/год;

В - фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

q₄ – потеря тепла от механической неполноты сгорания, 9,8%.

Расчетный расход топлива рассчитывается следующим образом (формула (8)):

, (8)

где В'_ρ – расчетный расход топлива, кг/с;

В' - фактический расход топлива, 80,83184 г/с;

q₄ – потеря тепла от механической неполноты сгорания, 9,8%.

В_ρ = 1166,5 ∙ (1- 9,8/100)= 1052,183 т/год;

В'_ρ = 80,83184 ∙ (1- 9,8/100) = 0,07291 кг/с.

Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу определяется следующим образом (формула (9)):

Q_Т = В_ρ /Time/3,6∙Q_r , (9)

где Q_Т – фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку тепла, МВт;

В_ρ – расчетный расход топлива, т/год;

Time- время работы котла за год, 6816 час;

Q_r – низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу определяется следующим образом (формула (10)):

Q'_Т = В'_ρ ∙Q_r , (10)

где Q_Т – фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку тепла, МВт;

В'_ρ – расчетный расход топлива, кг/с;

Q_r – низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Q_Т = 1052,183: 6816 : 3,6∙26,4 = 1,13204 МВт,

Q'_Т = 0,07291∙26,4= 1,924824 МВт.

Тепловое напряжение зеркала горения рассчитывается следующим образом (формула (11)):

, (11)

где q_r – тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м² ;

F – площадь горения, 5 м² .

Тепловое напряжение зеркала горения рассчитывается следующим образом (формула (12)):

, (12)

где q'_r – тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м² ;

F – площадь горения, 5 м² .

q_r = 1,13204/5= 0,2264 МВт/м² ;

q'_r = 1,924824/5= 0,38496 МВт/м² .

Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива рассчитывается следующим образом (формула (13)):

К_no 2 = 0,11∙α_Т (1+5,46∙( )∙( q_r ∙ Q_r ) ∙0,25, (13)

где К_no 2 – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

α_Т - коэффициент избытка воздуха в топке, 1,35;

R6 - характеристика гранулометрического состава угля, 40%;

q_r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м² ;

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива рассчитывается следующим образом (формула (14)):

К_no 2' = 0,11∙α_Т (1+5,46∙( )∙( q'_r ∙ Q_r ) ∙0,25, (14)

где К_no 2' – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

α_Т - коэффициент избытка воздуха в топке, 1,35;

R6 - характеристика гранулометрического состава угля, 40%;

q'_r - тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м² ;

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

К_no 2 = 0,11∙1,35(1+5,46∙ ∙( 0,2264∙ 26,4) ∙0,25 = 1,38498 г/МДж

К_no 2 = 0,11∙1,35(1+5,46∙ ∙( 0,38496∙ 26,4) ∙0,25 = 2,35495 г/МДж

Выброс оксидов азота определяется следующим образом (формула (15)):

М_{n ох} = В_ρ ∙ Q_r ∙ К_no 2 ∙ß_r ∙k_П , (15)

где В_ρ – расчетный расход топлива, т/год;

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг;

К_no 2 – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

ß_r - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подавляемых в смеси сдутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота, 1;

k_П – 0,001 (для валового выброса);

Выброс оксидов азота определяется следующим образом (формула (16)):

М_{n ох} ' = В_ρ '∙ Q_r ∙ К_no 2' ∙ß_r ∙k_П , (16)

где В'_ρ – расчетный расход топлива, кг/с;

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг;

К_no 2' – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж;

ß_r - коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подавляемых в смеси сдутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота, 1;

k_П ^/ – 1 (для максимально-разового выброса).

М_{n ох} = 1165,3568 ∙26,4 ∙ 1,38498 ∙1∙0,001= 42,60949 т/год;

М_{n ох} ' = 0,0751736∙ 26,4 ∙ 0,1632252 ∙1= 5,020444 г/с.

2.4 Расчет выбросов диоксида серы

Выброс диоксида серы определяется следующим образом (формула (17)):

М_{so 2} = 0,02∙B ∙S_r ∙ (1-η_{so 2} ') ∙(1-η_{so 2} ''), (17)

где B- расход натурального топлива за рассматриваемый период, 1166,5 т/год;

S_r - содержание серы в топливе на рабочую массу, 1,62% (для валового содержания);

η_{so 2} '- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, 0,1 (тип топлива: угли других месторождений);

η_{so 2} ''- доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц, 0.

Выброс диоксида серы определяется следующим образом (формула (18)):

М_{so 2} '= 0,02∙B' ∙S_r '∙ (1-η_{so 2} ') ∙(1-η_{so 2} ''), (18)

где B' - расход натурального топлива за рассматриваемый период,

80,86184г/с;

S_r ' - содержание серы в топливе на рабочую массу, 1,62% (для максимально-разового содержания);

η_{so 2} '- доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, 0,1 (тип топлива: угли других месторождений);

η_{so 2} ''- доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц, 0.

М_{so 2} = 0,02∙1166,5∙1,62∙ (1-0,1) ∙(1-0)=34,01564 т/год;

М_{so 2} '= 0,02∙80,83184 ∙1,62∙ (1-0,1) ∙(1-0)=2,3575345 г/с.

2.5 Расчет выбросов оксида углерода

Расчет выбросов оксида углерода определяется следующим образом (формула (19)):

М_со = 0,001∙В ∙ С_со ∙ ( ), (19)

где В – фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

С_со –выход оксида углерода при сжигании топлива;

q₄ - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, 9,8 %.

Расчет выбросов оксида углерода определяется следующим образом (формула (20)):

М_со ' = 0,001∙В ∙ С_со ∙ ( ), (20)

где В – фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

С_со – выход оксида углерода при сжигании топлива;

q₄ – потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, 9,8 %.

Выбросы углерода при сжигании топлива определяются следующим образом (формула (21)):

С_со = q₃ ∙R∙ Q_r , (21)

где С_со – выход оксида углерода при сжигании топлива;

q₃ – потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, 2%;

R – твердое топливо, 1;

Q_r – низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

С_со = 2∙1∙ 26,4=52,8 г/кг.

Всего по оксиду углерода в год:

М_со = 0,001∙1166,5 ∙ 52,8 ∙ (1- 9,8/100)= 55,5553 т/год;

М_со '= 0,001∙80,83184∙ 52,8 ∙ (1- 9,8/100)= 3,84966 г/с.

2.6 Расчет выбросов твердых частиц (зола угольная)

Расчет количества летучей золы определяются теоретическим методом следующим образом (формула (22)):

М_з = 0,01∙В∙А_r ∙А_ун ∙(1-V_з ) (22)

где В – фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

А_r – зональность топлива на рабочую массу (для валового выброса), 12,9%;

А_ун – доля золы, уносимой газами из котла, 0,6;

V_з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76.

Расчет количества летучей золы определяются следующим образом (формула (23)):

М_з '= 0,01∙В'∙А_r '∙А_ун ∙(1-V_з ) (23)

где В' - фактический расход топлива, 80,83184 г/с;

А_r ' –зональность топлива на рабочую массу (для максимально- разового продукта), 12,9%;

А_ун –доля золы, уносимой газами из котла, 0,6;

V_з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76.

Расчет количества коксовых остатков при сжигании твердого топлива определяется следующим образом (формула (24)):

М_к = 0,01∙В∙(1-V_з )∙(q⁴ _уноса ∙ ) (24)

где В – фактический расход топлива, 1166,5 т/год;

V_з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76;

q⁴ _уноса – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, 3,9%

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Расчет количества коксовых остатков при сжигании твердого топлива определяется следующим образом (формула (25)):

М_к '= 0,01∙В'∙(1-V_з )∙(q⁴ _уноса ∙ ) (25)

где В' - фактический расход топлива, 80,83184 г/с;

V_з - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, 0,76;

q⁴ _уноса – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива, 3,9%

Q_r - низкая теплота сгорания топлива, 26,4 МДж/кг.

Всего по угольной золе в год:

М_з = 0,01∙1166,5∙12,9∙0,6∙(1- 0,76) = 21,668904 т/год;

М_з ' = 0,01∙80,83184∙12,9∙0,6∙(1- 0,76) = 1,5015322 г/с;

Всего по саже в год:

М_к = 0,01∙1166,5∙(1-0,76)∙(3,9 _уноса ∙ 26,4/32,68) = 8,820603 т/год;

М_к ' = 0,01∙80,83184∙(1-0,76)∙(3,9_уноса ∙ 26,4/32,68) = 0,6114841 г/с.

2.7 Расчет параметров газовоздушной смеси от источников выбросов

Источник № 1 (гараж) оборудован самовытяжкой. При самовытяжении от источников выбросов рассчитываются параметры: плотность наружного воздуха, плотность газо-воздушной смеси, параметр, характеризующий равность плотностей и высоту трубы, параметр, характеризующий сопротивление трубы, скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника, объем газо-воздушной смеси, площадь сечения устья источника выброса.

Плотность наружного воздуха рассчитывается следующим образом (формула (26)):

Р_Н = , (26)

где Р_Н - плотность наружного воздуха, кг/м³ ;

t - средняя температура наружного воздуха для времени года, 23,6⁰ С.

Плотность газо-воздушной смеси рассчитывается следующим образом (формула (27)):

Р_УХ = , (27)

где Р_УХ - плотность газо-воздушной смеси, кг/м³ ;

t₁ – температура на газо-воздушной смеси, отходящей от источника выделения, 35⁰ С.

Параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы рассчитывается следующим образом (формула (28)):

H=h∙(P_Н -Р_УХ ), (28)

где H- параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы;

h – высота трубы, 3м.

Параметр, характеризующий сопротивление трубы рассчитывается следующим образом (формула (29)):

Z= , (29)

где Z - параметр, характеризующий сопротивление трубы;

h – высота трубы, 3м;

d – диаметр трубы, 0,2 м.

Скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника рассчитывается следующим образом (формула (30)):

S= , (30)

где S – скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника, м/с;

H – параметр, характеризующий равность плотности и высоту трубы;

Z – параметр, характеризующий сопротивление трубы;

Р_УХ – плотность газо-воздушной смеси, кг/м³ .

Объем газо-воздушной смеси рассчитывается следующим образом (формула (31)):

V=S∙F, (31)

где V– объем газо-воздушной смеси;

S – скорость газо-воздушной смеси на выходе из источника, м/с;

F – площадь сечения устья источников выбросов, м.

Площадь сечения устья источника выброса рассчитывается следующим образом (формула (32)):

F= (32)

где F – площадь сечения устья источников выбросов, м;

d – диаметр трубы, 0,2 м.

Р_Н = 353/(273 + 23,6) = 1,190155 кг/м³ ,

Р_УХ = 353/(273 + 35) = 1,146104 кг/м³ ,

H= 3∙(1,190155 – 1,146104) = 0,132153,

Z= 0,04∙3/0,2 = 0,6,

S= ((0,132153∙2∙9,8)/ = 2,14793 м/с,

V= 2,14793 ∙ 0,0314 = 0,067445 м³ /с;

F= 3,14∙0,2² /4 = 0,0314 м² .

На источнике № 4 – котельная МК-151 – установлен дымосос ДН-10. При использовании тягодутьевого оборудования рассчитываются следующие параметры газо-воздушной смеси: производительность тягодутьевого оборудования, площадь сечения источника выброса, скорость газо-воздушной смеси, исходящей от источника выброса, объем газо-воздушной смеси.

Производительность тягодутьевого оборудования рассчитывается следующим образом (формула (33)):

P= (33)

где P- производительность тягодутьевого оборудования, м³ /с;

R- производительность тягодувного оборудования, 14650 м³ /час.

Скорость газо-воздушной смеси, исходящей от источника выброса рассчитывается следующим образом (формула (34)):

(34)

где W- скорость газо-воздушной смеси, исходящей от источника выброса, м/c;

F – площадь сечения источника выброса, м² , по формуле (32);

K- КПД электродвигателя тягодувного оборудования, 0,83 доли единиц;

Р = 14650 / 3600 = 4,069 м³ /с;

W = 4,069 / 0,5024∙0,83 = 6,723 м/с;

по формуле (31) V = 2,14793 ∙ 0,0314 = 0,067445 м³ /с.

Сводные данные по загрязняющим веществам приведены в таблице 2

Таблица 2 – Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу котельной МК-151

4. Литературные источники

1. Э.Ю. Безуглая, Г.П. Расторгуева, И.В. Смирнова. Чем дышит промышленный город. «Гидрометеоиздат», 2001.

2. Т.А. Хван. Промышленная экология. Высшее образование. «Феникс», 2003.

содержание   ..  493  494  495   ..