3.1. Методы расчета токсичных выбросов в атмосферу суходящими газами ТЭС(по А.Я. Малкину, 1992, А.П. Хаустову, 2006)
Укрупненный расчет объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу основывается на учете следующих основных данных: количества сжигаемого в регионе топлива (в тоннах условного топлив разбивкой по видам (газ, мазут, различные виды твердого топлива, в том числе углей); характеристик сжигаемых на электростанциях данного региона видов топлива, включая их теплоту сгорания, сернистость, зольность и т.п.; показателей режимов сжигания топлива, влияющих на выход загрязняющих веществ; эффективности природоохранного оборудования (золоуловителей, устройств сероочистки дымовых газов и очистки дымовых газов от оксидов азота).
Расчет в этом случае ведется по приведенным ниже зависимостям.Количество золы, твердые частицы, тыс. т/год:
где i - вид топлива; n - количество видов топлива, сжигающихся на электростанциях региона в рассматриваемом году; МЗотх. - количество
отходящей золы, образующейся в котлах электростанций региона, сжигающих данный вид топлива в рассматриваемом году, тыс. т/год, рассчитывается по следующей формуле:
где В - расход натурального топлива; q4l - потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива, %; аун1 - доля золы, уносимой из топки в газоходы котла при сжигании 1-го вида топлива (может приниматься равным 0,9); АР1 и QpHl - зольность (%) и теплота сгорания (кДж/кг) 1-го вида топлива, соответственно, 32680 теплота сгорания углерода, кДж/кг.
Для разных видов топлива значения q4 равны: мазут - 0,02; уголь (пылевое сжигание) - 2,0; дизельное топливо - 0,01.
Выбросы золы в атмосферу:
где ^3 - кпд золоулавливания по региону в среднем в расчетном году.
Определяется с учетом ретроспективы, структуры ввода мощностей и достижений научно-технического прогресса (принимаем нормативное минимальное значение 0,98). При расчете выбросов для отдаленной перспективы ориентируются на лучшие мировые образцы золоуловителей.Количество отходящих оксидов серы, т/год, определяется по формуле:
где MS отх. - количество отходящего диоксида серы, образующегося в котлах электростанций региона, сжигающих данный вид топлива в рассматриваемом году, тыс. т/год, рассчитывается по следующей формуле:
где Sp - содержание серы в топливе на рабочую массу, %, ^'sO2 - доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле; ^''SO2 - доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц; 0,02 - коэффициент перевода молекулярной массы серы в молекулярную массу диоксида серы.
Доля оксидов серы, связываемых летучей золой в котле, зависит от сети топлива и содержания свободной щелочи в летучей золе. Ориентировочные значения ^'SO2 при факельном сжигании различных
видов топлива следующие: мазут - 0,02; уголь - 0,1. Доля оксидов серы ^"зо2, улавливаемых в сухих золоуловителях (электрофильтрах, батарейных циклонах), принимается равной нулю. В мокрых золоуловителях она зависит в основном от расхода и общей щелочности орошаемой воды и от приведенной сернистости топлива (в среднем она равна 0,1).
Выбросы:
где ^'SO2 - кпд сероулавливающей установки (0,8-0,9 при наличии такой установки или нулю при ее отсутствии).
Оксиды азота, отходящие, тыс. т/год (в пересчете на N02):
где MNO20Tx - количество отходящих оксидов азота, образующихся в котле электростанций региона, сжигающих данный вид топлива в рассматриваемо году, тыс.
т/год:
где К - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/г условного топлива; В - расход топлива данного вида, сжигаемого на электростанциях региона в рассматриваемом году, тыс. т/год; QPH - теплота сгорания (кДж/к i-го вида топлива; Pi - коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива (содержание азота в топливе); р2 коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (для вихревых горелок р2=1, для прямоточных р2=0,85); р3 - коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления: при жидком шлакоудалении р3 = 1,4, во всех остальных случаях р3=1; s1 - коэффициент, характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку; е2 - коэффициент, характеризующий снижение выброса оксидов азота при подаче части воздуха помимо основных горелок (при двухступенчатом сжигании), определяется по рисунку 6; г - степень рециркуляции дымовых газов.
Данная формула эмпирическая и дает приближенное значение выбросов оксидов азота и рекомендуется для расчета выбросов энергетических котлов паропроизводительностью более 30 т/ч.
Коэффициент К для котлов паропроизводительностью более 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также при
высокотемпературном сжигании твердого топлива с нагрузками свыше 75% номиниальной определяется по формуле:
где D и Бф - номинальная и фактическая паропроизводительность значения pi для энергетических котлов, в которых сжигается твердое топливо, определяется по формуле:
где Nr - содержание азота на горючую массу в топливе, %.
Рис.
6. График определения значенийкоэффициента 82:
1 - газ, 2 - мазут, 3 - газ, Ов - доля
воздуха, подаваемого помимо
основных горелок
Значения коэффициента ?i при номинальной нагрузке и гlt;30% принимаются в соответствии с нижеприведенными данными. Значения коэффициента ?ь при сжигании газа и мазута и вводе газа рециркуляции: в подтопки (при расположении горелок на
вертикальных экранах) - 0,002; через шлицы под горелками - 0,015; по наружному каналу горелок - 0,020; в воздушное дутье - 0,025; в рассечку двух воздушных потоков - 0,030; при высокотем-пературном сжигании твердого топлива и вводе газа рециркуляции: в первичную аэросмесь - 0,010; во вторичный воздух - 0,005.
Выбросы:
где m - количество электростанций данного региона, оснащенных установками по разложению оксидов азота в дымовых газах; j - электростанция данного региона, оснащенная установками по разложению оксидов азота в дымовых газах; М^0^ - количество отходящих оксидов азота, подвергшихся разложению на азот и кислород в дымовых газах на данной электростанции в четном году, тыс. т/год; pNOx - эффективность мероприятия по разложению оксидов азота в дымовых газах (до 80%).
РЕШИТЕ ЗАДАЧИ
Задача 1. В котельной установлено два котла, работающих на подмосковном угле марки Б2Р. Определите объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы золы и оксидов серы, углерода, азота при показателях, приведенных ниже: технические характеристики котла - расчетный расход топлива на один котел - 500 г/с; температура отходящих газов в устье трубы - 150 °С; коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой - 1,75; потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива - 1,00%; потеря тепла от неполноты сгорания топлива - механической - 4,00%, химической - 1,00%; доля твердых частиц, задерживаемых золоуловителем - 0,85; доля оксидов серы, связанных летучей золой в котле - 0,10; доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе котла попутно с улавливанием твердых частиц - 0; низшая теплота сгорания топлива - 11,48 МДж/кг; коэффициенты, характеризующие: долю потерь теплоты, обусловленную содержанием СО в продуктах сгорания - R=1,0; влияние тепла на выход NO2 - Pi=0,9; конструкцию горелок - р2=1,0; вид шлакоудаления - р3=1; эффективность воздействия рециркулирующих газов в зависимости от условий их подачи в топку - е1=1; снижение выбросов NOx при двухступенчатом дожигании - е2=1; степень рециркуляции дымовых газов - r=0; выход оксидов азота, кг/т условного топлива - у=5,9.
Таблица 3 - Характеристика топлива (состав угля, %)
А | S | W | С | Н | N | О |
28,8 | 4,1 | 32,8 | 24,7 | 3,6 | 1,0 | 5,0 |
Задача 2. В котельной установлено два котла, работающих на угле. Определить объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы золы и оксидов серы, углерода, азота при следующих показателях: расчетный расход топлива на один котел - 900 г/с, температура отходящих газов в устье трубы - 155 °С, остальные показатели см. в предыдущей задаче.
Задача 3. В котельной установлен один котел, работающий на угле. Определите объем дымовых газов, а также максимально разовые выбросы оксидов серы, углерода, азота при следующих показателях: расход топлива на один котел - 1000 г/с, температура отходящих газов в устье трубы - 145 0С, остальные показатели см. в предыдущей задаче.
Таблица 4 - Характеристика топлива (состав угля, %)
А | S | W | С | Н | N | О |
29,8 | 3,1 | 32,8 | 24,7 | 3,6 | 1,0 | 5,0 |
Еще по теме 3.1. Методы расчета токсичных выбросов в атмосферу суходящими газами ТЭС(по А.Я. Малкину, 1992, А.П. Хаустову, 2006):
- Методы удовлетворения потребностей высших уровней (Мескон М., Альберт М., Хедоури Ф., 1992)
- 10.8.2. Метод прямого расчета
- Системы комплексной очистки газопылевых выбросов
- ОЧИСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБРОСОВ
- 12.5. Меры предупреждения загрязнения атмосферы воздушным транспортом
- ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ (ст. 251 УК РФ).
- Загрязнение атмосферы и контроль ее качества
- Классификация технологий и средств защиты атмосферы
- 13.4. Атмосфера
- § 1. АТМОСФЕРА И ПРОЦЕССЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ
- Глава 14. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ
- Актуальные вопросы исчисления и уплаты НДС в 2009 году: метод счетов-фактур, осуществление безденежных форм расчетов, возмещение НДС
- 30. Кризис двоевластия 1992—1993 гг.
- § 3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИХ ИТОГИ. 1992-1998
- § 2. ПЕРВЫЙ ГОД НЕЗАВИСИМОГО РАЗВИТИЯ. 1992
- Атмосфера угрозы после 11 сентября
- АТМОСФЕРА, В КОТОРОЙ ПРАВДА БЫВАЕТ УСЛЫШАНА
- § 4. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ НОВОЙ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ. 1992-1999
- § 6. ВНЕШНЯЯ ПОЛИТИКА РОССИИ. 1992-1999