Вопросы эколгии расчет горения мазута М-100. раздел 7- вопросы экологии. 7. вопросы экологии

• Название: 7. вопросы экологии
• Анкор: Вопросы эколгии расчет горения мазута М-100
• Дата: 06.10.2022
• Размер: 177.18 Kb.
• Имя файла: раздел 7- вопросы экологии.docx
• Тип: Документы; #717129

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

(7.1)

Приведенный объем:

(7.2)


Расход топлива на 1 паровой котел равен

(7.3)

Объем дымовых газов для одного котла:

(7.4)



Суммарное количество окислов азота для 1 котла:

(7.5)

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
(7.6)
где: Q_ф и Q_н – соответственно фактическая и номинальная теплопроизводтельность котлов, Гкал/час.



Суммарное количество оксидов азота:

(7.7)

Суммарное количество окислов серы, выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами при работе одного котла определяется по формуле

(7.8)

где:S_p– содержание серы на рабочую массу, %

' - доля окислов серы, улавливаемых в газоходах котла и золоуловителе.


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

(7.9)

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

(7.10)



Определяем параметр

(7.11)



Определяем параметр m по формуле:

(7.12)



Определяем параметр v по формуле:
(7.13)


Максимальная приземная концентрация вредных выбросов





Проверка

(7.14)


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% , A_p = 0,1% , W _p = 3,0%

Низшая теплота сгорания топлива


Расчет теоретических объемов воздуха и продуктов сгорания

Расчет объема дымовых газов

(7.24)

где: -объем трехатомных газов

-объем азота,

-объем водяных паров
Определение теоретического количества воздуха при сжигании потлива

(7.25)



Теоретический объем водяных паров

(7.26)



Теоретический объем трехатомных газов

(7.27)



Теоретический объем азота

(7.28)


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

Величина	Единица измерения	Топка	Экономайзер 2 ступень	Экономайзер 1 ступень
Коэф. избытка воздуха	−	1,2	1,24	1,27
	м3/кг	10,13	10,54	10,84733
	м3/кг	1,38	1,40	1,40495
	м3/кг	1,56	1,56	1,56
	м3/кг	13,08	13,51	13,82

Приведенный объем:

(7.29)



Расход топлива на 1 паровой котел равен

(7.30)

Объем дымовых газов для одного котла:

(7.31)



Суммарное количество окислов азота для 1 котла

(7.32)

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
(7.33)
где Q_ф и Q_н – 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

(7.34)

где – содержание серы на рабочую массу, %

' и - доля окислов серы, улавливаемых в газоходах котла и золоуловителе.


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

(7.35)


В зимний период работает 1 котла. Расход топлива не увеличивается.
Расход топлива равен



Объем дымовых газов для одного котла:

(7.36)



Суммарное количество окислов азота для 1 котла

(7.37)

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

(7.38)



Концентрация вредных примесей не превышает нормы.