курсовой. КУРСОВОЙ. 1. Экологическая политика предприятий. 2 1Основное оборудование котельной 8
 Скачать 1.04 Mb.
|
Расчеты и аналитикаИнвентаризация выделяющихся загрязняющих веществ Расчет выбросов оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива приведен ниже. Расчет выбросов от котельной произведен в соответствии с «Методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах производительностью менее 30 тон пара в час или менее 20 ГКАЛ в час». Число дней работы котельной в год – 230 дней. Число часов работы – 5520 ч/год. Годовой расход угля – 9500 тонн. Расчетный расход топлива найдем по формуле[12] 𝐵р = 𝑚 ∙ (1 − 𝑞4 )  100где, 𝑚 – расход топлива, т/год, г/с; q4– потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %. Таблица 11 Характеристика топки
Примем q4=5,5. 𝐵р = 9500 ∙ (1 − 5,5 ) = 8977,5 т/год; 100𝐵р = 925,9 ∙ (1 − 5,5 ) = 875 г/с. 100теплу Находим фактическую тепловую мощность котла по введенному в топку  𝑖 𝑄𝑇 = 𝐵𝑝 ∙ 𝑄𝑟 = 24,2157 МВт где, Bp– расчетный расход топлива; при определении максимально разовых берется т/час; при определении годовых выбросов – т/год; 𝑖 𝑄𝑟 – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг. Этот показатель принимается из таблицы 9. Рассчитаем тепловое напряжение зеркала горения   𝑞 = 𝑄𝑇 = 24,2157 = 1,523 МВт/м 2 𝑅 𝐹 15,9 где, F – зеркало горения (определяется по паспортным данным котельной установки, приложение ), м2; QT– фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт. Коэффициент избытка воздуха в топке, определяется по формуле 𝑎𝑡 = 21  21 − 𝑂2 где, О2– концентрация кислорода в дымовых газах за котлом, %; при отсутствии информации о концентрации кислорода в дымовых газах за котлом можно принимать at=2,5;𝐾𝑇 = 11 ∙ 10−3 ∙ 𝑎 ∙ (1 + 5,46 ∙ 100 − 𝑅6) ∙ 4√𝑄𝑟 ∙ 𝑞  = 11 ∙ 10−3 ∙ 2,5 ∙ 𝑁𝑂2 𝑡 100 𝑖 𝑅   ∙ (1 + 5,46 ∙ 100−40) ∙ 4√27,65 ∙ 1100 = 0,27 г/МДж где, at– коэффициент избытка воздуха в топке; R6– характеристика гранулометрического состава угля, остаток на сите с размером ячеек 6 мм, % (принимается по сертификату на топливо); 𝑖 𝑄𝑟 – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг; qR– тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м2. Для расчета выбросов оксидов азота, необходимо найти 𝐵𝑟, безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота.  𝐵𝑟 = 1 − 0,075√𝑟 = 1где, r– степень рециркуляции дымовых газов, %. Рассчитаем выбросы оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива[12] 𝑀𝑁𝑂𝑥 = 𝐵𝑝 ∙ 𝑄𝑟 ∙ 𝐾𝑇 ∙ 𝐵𝑟 ∙ 𝑘п 𝑖 𝑁𝑂2 где, 𝐵𝑝 – расчетный расход топлива, кг/с, т/год; 𝑖 𝑄𝑟 – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;  𝑁𝑂2 𝐾𝑇 – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж; 𝑘п - коэффициент пересчета: при определении выбросов в граммах в секунду kп= 1; при определении выбросов в тоннах kп= 10-3. 𝑀𝑁𝑂𝑥 = 8977,5 ∙ 27,65 ∙ 0,27 ∙ 1 ∙ 10−3 = 67,021 т/год; 𝑀𝑁𝑂𝑥 = 875 ∙ 27,65 ∙ 0,27 ∙ 1 ∙ 10−3 = 6,532 г/с. 𝑀𝑁𝑂2 = 𝑀𝑁𝑂𝑥 ∙ 0,8 = 67,021 ∙ 0,8 = 53,616 т/год; 𝑀𝑁𝑂2 = 6,532 ∙ 08 = 5,225 г/с. 𝑀𝑁𝑂 = 𝑀𝑁𝑂 ∙ 0,13 = 67,021 ∙ 0,13 = 8,712 т/год; 𝑀𝑁𝑂 = 6,532 ∙ 0,13 = 0,849 г/с. Расчет выброса диоксидов серы приведен ниже. Расчет выброса диоксидов серы ведется по формуле[12] 𝑀𝑆𝑂 = 0,02 ∙ 𝐵 ∙ 𝑆𝑟 ∙ (1 − 𝑛′ ) ∙ (1 − 𝑛′′ ) 2 𝑆𝑂2 𝑆𝑂2 где, В– расход натурального топлива за рассматриваемый период, г/с (т/год); Sr– содержание серы в топливе на рабочую массу, %;  𝑆𝑂2 𝑛′ – доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, для прочих углей равна 0,1; 𝑆𝑂2 𝑛′′ – доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц, в данном случае равна 0. 𝑀𝑆𝑂2 = 0,02 ∙ 9500 ∙ 0,26 ∙ (1 − 0,1) ∙ (1 − 0) = 44,460 т/год; 𝑀𝑆𝑂2 = 0,02 ∙ 925,9 ∙ 0,26 ∙ (1 − 0,1) ∙ (1 − 0) = 4,333 г/с. Расчет выброса оксида углерода приведен ниже. Масса выброса оксида углерода рассчитывается по[12] 𝑀𝐶𝑂 = 10−3 ∙ 𝐵 ∙ 𝐶𝐶𝑂 (1 − 𝑞4 ) 100где, 𝐶𝐶𝑂 – выход оксида углерода при сжигании топлива, г/кг (г/нм3) или кг/т (кг/тыс. нм3). 𝑖 ССО = 𝑞3 ∙ 𝑅 ∙ 𝑄𝑟 где, q3– потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, %; R – коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; 1 - для твердого топлива; q4– потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %. ССО = 0,5 ∙ 1 ∙ 27,65 =13,825;  100 𝑀𝐶𝑂 = 10−3 ∙ 9500 ∙ 13,825 ∙ (1 − 5,5 ) = 124,113 т/год; 100 𝑀𝐶𝑂 = 10−3 ∙ 925,9 ∙ 13,825 ∙ (1 − 5,5 ) = 12,096 г/с. Расчет выброса твердых частиц приведен ниже  4 𝑀тв = 0,01 ∙ 𝐵 ∙ (𝑎ун ∙ 𝐴𝑟 + 𝑞ун 𝑄𝑟  𝑖 3 ∙ ) ∙ (1 − 𝑛 ) 32,68 где, В– расход натурального топлива, г/с (т/год); Ar– зольность топлива на рабочую массу, %; aун– доля золы, уносимой газами из котла (доля золы топлива в уносе); при отсутствии данных замеров можно использовать ориентировочные значения, приведенные в нормативном методе «Тепловой расчет котельных агрегатов»; n3– доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях; если золоуловитель отсутствует, то (1 − 𝑛3)=1; 4 𝑞ун – потери тепла от механической неполноты сгорания топлива,%; 32,68 – теплота сгорания углерода, МДж/кг.   взв 𝑀 = 0,01 ∙ 9500 ∙ (0,2 ∙ 13 + 3,5 ∙ 27,65) ∙ 1 =528,322 т/год; 32,68 взв 𝑀 = 0,01 ∙ 925,9 ∙ (0,2 ∙ 13 + 3,5 ∙ 27,65) ∙ 1 =51,491 г/с. 32,68 Количество летучей золы, входящее в суммарное количество твердых частиц, уносимых в атмосферу, вычисляем по формуле[12] 𝑀3 = 0,01 ∙ 𝐵 ∙ 𝑎ун ∙ 𝐴𝑟 ∙ (1 − 𝑛3). 𝑀3 = 0,01 ∙ 9500 ∙ 0,2 ∙ 13 ∙ 1 = 247 т/год; 𝑀3 = 0,01 ∙ 925,9 ∙ 0,2 ∙ 13 ∙ 1 = 24,073 г/с. Количество коксовых остатков, образующихся в топке в результате механического недожига топлива и выбрасываемых в атмосферу, определяем по формуле 𝑀𝐾 = 𝑀тв − 𝑀3. 𝑀𝐾 = 78,720 − 36,803 = 281,322 т/год; 𝑀𝐾 = 7,672 − 3,586 = 27,418 г/с. Расчет выброса бенз(а)пирена приведен ниже. Для расчета выброса бенз(а)пирена найдем Кд, коэффициент, учитывающий нагрузку котла[12] КД = ( 𝐷н 1,2 )  𝐷ф где, 𝐷н – номинальная нагрузка котла, кг/с; 𝐷ф – фактическая нагрузка котла, кг/с. КД = 1,11. Рассчитаем коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителем 𝐾зу = 1 − 𝑛зу ∙ 𝑧 где, nзу– степень очистки газов в золоуловителе по золе, %; z–коэффициент, учитывающий снижение улавливающей способности золоуловителем бенз(а)пирена. При t≥185C, z=0,8, для сухих золоуловителей; z=0 для мокрых. При t185C, z=0,7, для сухих; z=0,8 для мокрых. При отсутствии золоуловителя, 𝐾зу = 1. Массовую концентрацию бенз(а)пирена найдем исходя из формулы  бп −3 𝑖 𝐴∙ 𝑄𝑟 С = 10 ∙ ( + 𝑒2,5𝑎𝑇 𝑅  𝑡н ′′  𝑎 ) ∙ Кд ∙ Кзу ∙𝑇 , мг/нм3 𝑎0 где, А – коэффициент, характеризующий тип колосниковой решетки и вид топлива;  𝑇 𝑎′′ – коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания на выходе из топки; R – коэффициент, характеризующий температурный уровень экранов; для tн150С, R=290; для tн≥150С, R=350; Кд – коэффициент, учитывающий нагрузку котла; Кзу – коэффициент, учитывающий степень улавливания бенз(а)пирена золоуловителем. При стандартном коэффициенте избытка воздуха a0=1,4 и нормальных условиях, мг/нм3.  Сбп = 10−3 ∙ (2,5∙27,65 + 290) ∙ 1,11 ∙ 1 ∙ 2,5 = 0,0054 мг/нм3.518,0106469 110 1,4 Рассчитаем объём сухих дымовых газов. Объем дымовых газов на 1 кг сжигаемого топлива рассчитывается по формуле 𝑉𝑐𝑟 = 𝐾 ∙ 𝑄н где K– коэффициент, учитывающий характер топлива и равный 0,365(для каменных углей). 𝑉𝑐𝑟 = 0,365 ∙ 27,65 = 10,09 нм3/кг. Массовый выброс бенз(а)пирена[12] 𝑀бп = Сбп ∙ 𝑉с𝑟 ∙ 𝐵𝑝 ∙ 𝑘п где, Сбп– массовая концентрация бенз(а)пирена в сухих дымовых газах; Vсr– объем сухих дымовых газов, образующихся при полном сгорании 1кг топлива при a0=1,4 нм3/кг; Bp– расчетный расход топлива; при определении максимально разовых берется т/час; при определении годовых выбросов – т/год; Кп– при определении выбросов в граммах в секунду кп=0,278·10-3; при определении выбросов в граммах в год кп=10-6. 𝑀бп = 0,0054 ∙ 10,09 ∙ 8977,5 ∙ 10−6 = 0,00048 т/год; 𝑀бп = 0,0054 ∙ 10,09 ∙ 875 ∙ 10−6 = 0,000048 г/с. Расчет количества образования шлака за год 𝑀 = (𝐵 ∙ 𝐴𝑟 ) − 𝑀 , т/год ш 100 взв  ш 𝑀 = (9500 ∙ 13 ) − 78,720 = 1156,28 т/год. 100 Данные расчетов заносим в таблицу 12. Инвентаризация загрязняющих веществ Таблица 12
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||