<<
>>

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 значений

коэффициента 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

<< | >>
Источник: Алябышева Е.А. Промышленная экология: учебное пособие. 2010

Еще по теме 3.1. Методы расчета токсичных выбросов в атмосферу суходящими газами ТЭС(по А.Я. Малкину, 1992, А.П. Хаустову, 2006):

  1. Методы удовлетворения потребностей высших уровней (Мескон М., Альберт М., Хедоури Ф., 1992)
  2. 10.8.2. Метод прямого расчета
  3. Системы комплексной очистки газопылевых выбросов
  4. ОЧИСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБРОСОВ
  5. 12.5. Меры предупреждения загрязнения атмосферы воздушным транспортом
  6. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ (ст. 251 УК РФ).
  7. Загрязнение атмосферы и контроль ее качества
  8. Классификация технологий и средств защиты атмосферы
  9. 13.4. Атмосфера
  10. § 1. АТМОСФЕРА И ПРОЦЕССЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ
  11. Глава 14. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ
  12. Актуальные вопросы исчисления и уплаты НДС в 2009 году: метод счетов-фактур, осуществление безденежных форм расчетов, возмещение НДС
  13. 30. Кризис двоевластия 1992—1993 гг.
  14. § 3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИХ ИТОГИ. 1992-1998
  15. § 2. ПЕРВЫЙ ГОД НЕЗАВИСИМОГО РАЗВИТИЯ. 1992
  16. Атмосфера угрозы после 11 сентября
  17. АТМОСФЕРА, В КОТОРОЙ ПРАВДА БЫВАЕТ УСЛЫШАНА
  18. § 4. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ НОВОЙ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ. 1992-1999
  19. § 6. ВНЕШНЯЯ ПОЛИТИКА РОССИИ. 1992-1999