Природоохранные технологии на тепловой электростанции (ТЭС) (стр. 1 из 3)
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Расчет валового выброса вредных веществ
1.1 Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога
1.2 Расчет выбросов в атмосферу окислов серы
1.3 Расчет выбросов в атмосферу окиси углерода
1.4 Расчет выбросов в атмосферу окислов ванадия
1.5 Расчет выбросов в атмосферу оксидов азота
1.6 Расчет содержания бенз(а)пирена
2. Расчет высоты домовой трубы
3. Определение платы и ее предельных размеров зазагрязнениеокружающей природной среды
4. Расчет продуктов сгорания топлива
5. Разработка технических мероприятий по снижению вредных выбросов от ТЭС
5.1 Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога
5.2 Расчет выбросов в атмосферу оксидов азота
Введение
Природоохранная деятельность в энергетике приобретает качественно новый характер в связи с формированием системы законодательных актов по охране окружающей среды и проводимым на этой основе нормированием вредных выбросов. В условиях роста энергопотребления необходимо уделять особое внимание решению задачи охраны окружающей среды с тем, чтобы не только обеспечить экологическую безопасность существующих энергопредприятий, но и создать условия для наращивания их мощностей.
В настоящее время только тепловые электростанции (ТЭС) дают более 27% общих промышленных выбросов, потребляя 1/3 энергетического топлива.
Для концентрации усилий научных, проектно-конструкторских, производственных организаций по снижению негативного воздействия топливно-энергетического комплекса на окружающую среду разработана и начата реализация государственной научно-технической программы (ГНТП) «Экологически чистая энергетика». В программу включены четыре основных направления: «Безопасная атомная станция», «Экологически чистая тепловая электростанция на твердом топливе», «Нетрадиционная энергетика», «Топливо будущего».
Тепловая электростанция на твердом топливе должна отвечать экологическим требованиям: выбросы в атмосферу золы – не более 0,05 г/м3 (для экибастузского угля – не более 0,1 г/м3);окисловсеры не более 0,2-0,3 г/м3, оксидов азота – не более 0,15-0,2 г/м3 в дымовых газах при коэффициенте избытка воздуха aт = 1,4. Неочищенные жидкие стоки с ТЭС должны отсутствовать, доля золы и других твердых отходов, пригодных к использованию в народном хозяйстве, должна составлять не менее 80%.
Исходные данные
Таблица 1
| № варианта | Место расположе-ния ТЭС и вид сжигаемого топлива | Марка, число котлов и вид горелок | Расход топлива ТЭС | Температура уходящих газов, К | Тип золоулови-телей и их КПД, % | Температура воздуха, К | ||
| Средняя самого жаркого месяца года, Тв | Средняя годовая, Тср | |||||||
| часовой при номиналь-ной нагрузке, кг/с(т/ч) | годовой т/год, | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 6 | г. Кара-ганда, караган-динский уголь | Е-220-100, 8 шт., прямо-точный | 62,89 (226,4) | 1650 . 103 | 423 | скруббера (94) | 298,1 | 275,3 |
Таблица 2
Расчетные характеристики сжигаемого топлива
| Номер варианта | Вид сжигаемого топлива | С о с т а в т о п л и в а в % п о м а с с е | Qpн,МДж/кг | |||||||
| Wp | Ap | Sp | Hp | Cp | Np | Op | Nг | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 6 | Карагандинский уголь | 8,0 | 27,6 | 0,80 | 3,30 | 54,7 | 0,80 | 4,80 | 1,24 | 21,33 |
Карагандинский уголь – каменный
1. РАСЧЕТ ВАЛОВОГО ВЫБРОСА ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОССФЕРУ
1.1 Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога
Количество золовых частиц и недожога, уносимое из топки парогенераторов за любой промежуток времени(т/год, кг/с), определяется по формуле
МТВ = 0,01.В.(αун.Ар +q4ун.
). (1-η3)где В - расход натурального топлива на парогенератор за любой промежуток времени (В = 62,89 кг/с; В = 1650 . 103 т/год);
Ар = 27,6% - зольность топлива на рабочую массу;
αун = 0,95- доля золовых частиц и недожога, уносимых из котла при камерном сжигании для каменных углей;
q4ун– потери теплоты с уносом от механической неполноты сгорания топлива, %. При отсутствии эксплутационных данных по q4ун при камерном сжигании каменных углей с твердым шлакоудалением для котлов паропроизводительностю 220 т/ч для приблизительного расчета в формулу подставляют нормативное значение q4 , т.е. q4ун = q4 = 1%;
Qpн =21330 кДж/кг -теплота сгорания топлива на рабочую массу;
h3 =0,94% – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях.
МТВ = 0,01.62,89.(0,95.27,6 +1.
) . (1-0,94) = 1,014 кг/сМТВ = 0,01. 1650 . 103.(0,95.27,6 +1.
) . (1-0,94) =26603,97 т/год1.2 Расчет выбросов в атмосферу окислов серы
Количество окислов серы, поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в пересчете на SO2 за любой промежуток времени (т/год, кг/с) вычисляется по формуле
МSO2=0,02 В.Sp.(1-ήSO2).(1-η''SO2)
где Sp= 0,80 % - содержание серы в топливе на рабочую массу;
ήSO2 = 0,1 - доля окислов серы, связываемые летучей золой в газоходах парогенераторов при факельном сжигании карагандинского уголя;
η''SO2 = 0,015– доля окислов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твердых частиц при нейтральной орошающей воде.
МSO2=0,02 . 62,89. 0,80.(1-0,1).(1-0,015) = 0,892 кг/с
МSO2=0,02 . 1650 . 103. 0,80.(1-0,1).(1-0,015) = 23403,6 т/год
1.3 Расчет выбросов в атмосферу окиси углерода
Количество окиси углерода (т/год, кг/с), выбрасываемой в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени, вычисляется по формуле
MCO = 0,001.Cco. В.(1-0,01.q4)
где ССО – выход окиси углерода при сжигании твердого топлива (кг/т,), определяется по формуле
,где q3- потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива.
В котлах с паропроизводительностью более 75т/ч при отлаженном процессе горения потери теплоты от химического недожога равны нулю (q3= 0%), поэтому в таких котлах количество окиси углерода выбрасываемой в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени не считается, т.е. MCO =0
1.4 Расчет выбросов в атмосферу окислов ванадия
Соединения ванадия в состав угольной золы не входят, поэтому количество окислов ванадия для котлов, сжигающих твердое топливо, в пересчете на пятиокись ванадия (V2O5) (т/год, кг/с), выбрасываемое в атмосферу дымовыми газами в единицу времени не вычисляется, т.е. M 
= 0
1.5 Расчет выбросов в атмосферу оксидов азота
Количество оксидов азота в пересчете на двуокись азота (т/год, кг/с), выбрасываемые в атмосферу с дымовыми газами в единицу времени для энергетических парогенераторов паропроизводительностью более 8,3 кг/с (30т/ч) вычисляется по формуле
M 
=10-3.K.By. (1-0.01.q4).β1. β2.β3
где К- коэффициент, характеризующий выход окислов азота, кг/т. у т;
Ву- расход условного топлива за любой промежуток времени (тут/год, кгут/с) находится по формуле
β1-коэффициент, учитывающий влияние на выходокислов азота качества сжигаемого топлива (содержание Nг);
β2=0,85- коэффициент, учитывающий конструкцию горелок (прямоточные);
β3=1,0- коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления(твердое шлакоудаления);
Коэффициент К вычисляется по эмпирической формуле для котлов паропроизводительностью D, равной 200т/ч и более, при сжигании угля во всем диапазоне нагрузок;
К =
,где Dн = Dф =220 т/ч – номинальная и фактическая паропроизводительность котла при сжигании твердого топлива;
К =
= 6,29Расход условного топлива определяется
,QpH = 21330 кДж/кг - низшая теплота сгорания топлива
= 45,75 кгут/с 
=1200,36 . 103 тут/годЗначение β1 при сжигании твердого топлива (αт ≤ 1,25) вычисляют по формуле
β1= 0,178 + 0,47.Nг,где Nг=1,24%– содержание азота втопливе на горючую массу.
β1= 0,178 + 0,47.1,24 = 0,7608
M =10-3. 6,29 . 45,75. (1-0.01.1).0,7608. 0,85 .1= 0,1842 кгут/с