Вопросы эколгии расчет горения мазута М-100. раздел 7- вопросы экологии. 7. вопросы экологии
![]()
|
![]() 7. ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ При выработки тепловой и электрической энергии на тепловых электрических станция и котельных выделяется большое количество дымовых газов, которые загрязняют окружающую среду. Количество выбросов, а так же их влияние на окружающую среду зависит от вида используемого на предприятие топлива. Например, при сжигании угля помимо дымовых газов выделяется еще одно веществозагязняющие окружающую среду-это зола, которая требует дальнейшей утилизации. Так же при сжигании угля, в зависимости от от его характеристик, в окружающую среду выбрасывается большое количество серы, которая отрицательно воздействует на окружающую среду. На большества предприятих резервным топливом является мазут. При сжигание мазута в топках котлов образуется высокое количество серы, котрые в свою очередь могут повлиять на образование сернистых дождей. В большенстве случаев на промышленных предприятиях основным видом сжигаемого топлива является природный газ, выбор данноого топлива обуславливается тем, что при его сжигании образуется меньшее по сравнению с другими видами топлива вредных выбросов. Основным вредным соеднением, которое может образоваться при сжигании природного газа является оксид углерода-СО. Оксид углероад образуется при неполном сгорании топлива. Основвным загрязняющим веществом при сжигании топлива можно считать серу. Для того чтобы уменьшить влияние серы на окружающую среду необходимо уменьшить его количество выбрасываемого в атмосферу. Существует множество способов уменьшить количество выбросов серы атмосферу. Одним из самых простых является переход на другой вид топлива, который имеет меньшую концентрацию серы в составе топлива. Другими способами уменьшения количества выбросов серы в атмосферу является использование механических и химических приспособлений для очистки дымовых газов. Так же к основному зарязняющему атмосферу веществу относится оскислы азота, которые образуются под влиянием большой температуры в топке котлов. Основным способом в борбе с образованием окислов серы в котлах являеся уменьшение количества избытков воздуха, уменьшением температуры горения топлива. Но сниженение количества избытков воздуха в основном применяется при сжиганиии природного газа, так как это не сказувается на процессе горения факела, как например при сжигинии угля и мазута. Ещ одним главным элементом при борьбе с количеством вредных примесей в уходящих газах была и остается дымовая труба. Применение дымовой трубы позволяет рассеивать уходящие газы, даже в случаях когда в них нет высокого количества вредных примесей. Рассеивание уходящих газов происходит за счет того , что в происходит активное смеение дымовых газов с воздухом , что в конце концов приводит к их рассеиванию и снижению количества вредных примесей в воздухе. Проведем расчет концентрации вредных выбросов и поверочный расчет дымовой трубы, для Универсин-С и мазута М-100. 7.1 Расчет концентрации вредных выбросов для топлива Универсин-С Температура уходящих газов 1600С Средняя температура холодного месяца для города Челябинск-16,40С Средняя температура самого жаркого месяца +24,10С Тепловая мощность парового котла ГМ-50-14/250 29,9 Гккал/час Температура при нормальных условиях 00С Объем дымовых газов ![]() Приведенный объем: ![]() ![]() Расход топлива на 1 паровой котел равен ![]() Объем дымовых газов для одного котла: ![]() ![]() Суммарное количество окислов азота для 1 котла: ![]() где β1 – безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива. β1= 1 для паровых котлов; В – расход топлива, м3/с; β2=0 – безразмерный коэффициент, характеризующий эффективность воздействия циркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; q4=0, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; r =0 – степень рециркуляции инертных газов (дымовых газов, сушильного агента и т.п.) в процентах расхода дутьевого воздуха; β3 – безразмерный коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; β3 = 0,85 для прямоточных горелок; k – коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1т сожженного условного топлива. Для парового котла находится по формуле для паровых котлов удельный выброс окислов азота ![]() где: Qф и Qн – соответственно фактическая и номинальная теплопроизводтельность котлов, Гкал/час. ![]() Суммарное количество оксидов азота: ![]() Суммарное количество окислов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при работе одного котла определяется по формуле ![]() где:Sp– содержание серы на рабочую массу, % ![]() ![]() 7.2 Поверочный расчет дымовой трубы Отвод дымовых газов от котлов производиться в одну трубу, высотой H=150м, и диаметром устья D0=4,8м. Максимальная приземная концентрация вредных веществ определяется по формуле ![]() где: А – коэффициент, учитывающий рассеивающие свойства атмосферы при неблагоприятных метеорологических условиях, определяется климатической зоной и для европейской территории России и Урала севернее 52º с.ш. составляет А=160, с2\3∙мг/(К1/3∙г); М – расход выбрасываемого в атмосферу вещества, г/с; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для газообразных выбросов F = 1; m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовой смеси из устья источника выброса В летний режим работает один котел. Рассчитаем скорость выхода газа из устья дымовой трубы по формуле ![]() ![]() Определяем параметр ![]() ![]() Определяем параметр m по формуле: ![]() ![]() Определяем параметр v по формуле: ![]() ![]() Максимальная приземная концентрация вредных выбросов ![]() ![]() Проверка ![]() ![]() 7.3 Расчет концентрации вредных выбросов для топлива мазут М-100 Топливо – Мазут М-100 Характеристика топлива C p = 83,0%, H p =10,4%, S p = 2,8% , N p = 0,7% , Ap = 0,1% , W p = 3,0% Низшая теплота сгорания топлива ![]() Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания Расчет объема дымовых газов ![]() где: ![]() ![]() ![]() Определение теоретического количества воздуха при сжигании потлива ![]() ![]() Теоретический объем водяных паров ![]() ![]() Теоретический объем трехатомных газов ![]() ![]() Теоретический объем азота ![]() ![]() Теоретический объем трехатомных газов: ![]() Коэффициент избытка воздуха и объемы дымовых газов по газоходам Определение действительного объема дымовых газов с учетом присосов воздуха в топочной и конвективной камере котла Таблица 7.1 –Действительные объемы дымовых газов
Приведенный объем: ![]() ![]() Расход топлива на 1 паровой котел равен ![]() Объем дымовых газов для одного котла: ![]() ![]() Суммарное количество окислов азота для 1 котла ![]() где β1 – безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива. β1= 1 для паровых котлов; В – расход топлива, м3/с; β2=0 – безразмерный коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; q4=0, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; r =0 – степень рециркуляции инертных газов (дымовых газов, сушильного агента и т.п.) в процентах расхода дутьевого воздуха; β3 – безразмерный коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; β3 = 0,85 для прямоточных горелок; k – коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1т сожженного условного топлива. Для парового котла находится по формуле для паровых котлов удельный выброс окислов азота ![]() где Qф и Qн – соответственно фактическая и номинальная теплопроизводтельность котлов, Гкал/час. ![]() Суммарное количество оксидов азота ![]() Суммарное количество окислов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при работе одного котла определяется по формуле ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Поверочный расчет дымовой трубы Рассчитаем скорость выхода газа из устья дымовой трубы по формуле ![]() Определяем параметр ![]() Определяем параметр m по формуле: ![]() Определяем параметр v по формуле: ![]() Коэффициент ![]() Максимальная приземная концентрация вредных выбросов ![]() ![]() Проверка ![]() ![]() В зимний период работает 1 котла. Расход топлива не увеличивается. Расход топлива равен ![]() Объем дымовых газов для одного котла: ![]() ![]() Суммарное количество окислов азота для 1 котла ![]() где β1 – безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий влияние на выход окислов азота качества сжигаемого топлива. β1= 1 для паровых котлов; В – расход топлива, м3/с; β2=0 – безразмерный коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; q4=0, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива; r =0 – степень рециркуляции инертных газов (дымовых газов, сушильного агента и т.п.) в процентах расхода дутьевого воздуха; β3 – безразмерный коэффициент, учитывающий конструкцию горелок; β3 = 0,85 для прямоточных горелок; k – коэффициент, характеризующий выход окислов азота на 1т сожженного условного топлива. Для парового котла находится по формуле для паровых котлов удельный выброс окислов азота ![]() Суммарное количество оксидов азота ![]() Суммарное количество окислов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при работе одного котла определяется по формуле ![]() Рассчитаем скорость выхода газа из устья дымовой трубы по формуле ![]() Определяем параметр ![]() Определяем параметр m по формуле: ![]() Определяем параметр v по формуле: ![]() Коэффициент ![]() Максимальная приземная концентрация вредных выбросов ![]() ![]() Проверка ![]() ![]() Концентрация вредных примесей не превышает нормы. |