Расчёт выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностью до 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью до 19,2 МВт (стр. 1 из 2)
Контрольная работа
«Расчёт выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива в паровых котлах паропроизводительностью до 30 т/ч и водогрейных котлах теплопроизводительностью до 19,2 МВт»
1 Расчёт выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлоагрегатах, выбрасываемых в атмосферу продуктами сгорания твёрдого топлива
Целью расчёта является определение массовых выбросов вредных веществ в атмосферу при работе котельных на различных видах топлива.
При сжигании твёрдого топлива в атмосферу выбрасываются: углерода оксид, серы диоксид, азота диоксид, твердые частицы (зола).
1.1Расчёт выбросов твёрдых частиц
Расчет выбросов твердых частиц летучей золы и несгоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов при сжигании твердого топлива и мазута производится по формуле:
, (т/год),атмосфера выброс вредный концентрация
где В-расход топлива, т/год, г/с (3000 т/год – по заданию); Ар – зольность топлива в рабочем состоянии, % (37,6% – для антрацитов);hз – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях (принимать по результатам измерений не свыше годичной давности), (85% – для циклона ЦБ 254Р)
Мтв=3000х37,6х0,003х (1–0,85)=50,76 (т/год),
Мтв=16,4 (г/с).
1.2Расчёт выбросов диоксида серы
Расчет выбросов диоксидов серы в пересчете на SO2 (т/год, г/с) выполняется по формуле:
= 0,02×В×Sр(1 –
) (1 – 
),где Sр– содержание серы в топливе, %, (3,7% – для антрацитов); - доля диоксидов серы, связываемых летучей золой в котле (для котлов с открытой топкой = 3,7); - доля диоксидов серы, улавливаемых в золоуловителе попутно с твердыми частицами (для циклона ЦБ-254Р = 0).
= 0,02х3000х3,7х (1 – 0,5) (1 –0) = 0,167 (т/год),
= 0,0054 (г/с).
1.3Расчёт выбросов оксида углерода
Расчет выбросов оксида углерода (т/год. г/с,) производится по формуле:
МСО = 0,001×ССО×В× (1 –
),где ССО – выход оксида углерода при сжигании твердого топлива (кг/т, кг/тыс. м3) определяется по формуле:
ССО = q3×R×
,где q3, q4 - потери теплоты соответственно от химической и механической неполноты сгорания топлива, (для котлов с открытой камерой сгорания q3, q4= 0,8 и 12% соответственно); R– коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием оксида углерода в продуктах сгорания. Для твердого топлива R= 1,0; – теплота сгорания натурального топлива, 1 кДж/кг, кДж/м3.
ССО =0,008х1х10,38=0,08, (кг гДж),
МСО = 0,001×0,08×3000× (1 –
) = 0,24, (т/год),МСО= 0,0077 (г/с).
1.4Расчёт выбросов диоксида азота
Расчет выбросов диоксидов азота в пересчете на NO2. (т/год, г/с,…), вычисляется по формуле:
МNO2 = 0,001хКNO2хВхQх (1-β),
где КNO2 – параметр характеризующий количество диоксида азота, образующегося на 1 ГДж тепла (кг/ГДж), КNO2 =0,15 (кг/ГДж), для котлов производительностью до 30 т/ч, β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов NO2 в результате применения тех. Решений. β= 0 для топок с неподвижной решеткой и забросом топлива вручную.
МNO2 = 0,001х0,15х3000х10,38х1=0,0047 (т/год),
МNO2 = 0,000015 (г/с).
2. Расчёт загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий
Для характеристики объёма вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения, установлена величина предельно допустимого выброса (ПДВ).
Принцип расчёта ПДВ заключается в следующем: суммарное количество загрязнителя, выбрасываемое всеми источниками на предприятии, не должно формировать на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия или жилой застройки концентрации, превышающей ПДК.
,где
– максимальная концентрация загрязняющего вещества в приземном воздухе, создаваемая источниками выбросов, мг/м3, 
– фоновая концентрация загрязняющего вещества, характерная для данной местности, мг/м3. Для наших расчётов принимаем =0.2.1 Расчёт концентраций, обусловленных выбросами одиночного источника
Основная расчётная формула
Максимальная приземная концентрация вредного вещества
, мг/м3 при выбросе газовоздушной смеси из круглого устья для горячих источников определяется по формуле: 
,где Н – высота трубы, м, М – масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вещества, г/с, ΔТ – разность температур выбрасываемых газов и атмосферного воздуха, Vi – полный расход выбрасываемых газов на срезе трубы
, где ω0 – средняя скорость газов, Д – диаметр трубы, ( 
, η – коэффициент, учитывающий влияние рельефа, для равнинного ландшафта η = 1, А – климатический коэффициент, для Калужской, Тульской, Московской, Рязанской областей А = 140, F – коэффициент, учитывающий скорость оседания ВВ в атмосфере, принимаем F = 1, коэффициенты m и n рассчитываем отдельно.Расчёт коэффициентов m и n:
При
< 100 m и n определяются: 
Подсчитываем максимальную приземную концентрацию:
2.2 Расчёт расстояния Хм от источника до координаты максимума концентраций
Для горячих источников расстояние Хм (м) от источника выбросов до точки в которой приземная концентрация при неблагоприятных метеоусловиях достигает максимального значения определяется по формуле:
Для f <100, и 0,5<Vм<2
2.3 Опасная скорость ветра
Опасная скорость ветра
для горячих источников при 
2.4 Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ)
Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем определяется для горячих источников по формуле:
где ПДКмр – приняты по ГОСТ 17.2.3.02–78,
– принята равной 0.Расчёт ПДВ для твердых частиц:
(г/с).Расчёт ПДВ для диоксида серы:
(г/с).Расчёт ПДВ для диоксида азота:
(г/с).Расчёт ПДВ для оксида углерода:
(г/с).Значение выбросов твёрдых частиц значительно превышает ПДВ. Подавить их образование при сжигании твёрдого топлива невозможно. Возможный путь это очистка продуктов сгорания от золы. В данном случае для очистки применён циклон ЦБ-254Р, с долей улавливания твёрдых частиц 85%. Если на крупных котельных установках совершенствование системы пылеулавливания и строительство высоких труб позволяет значительно уменьшить концентрации твёрдых частиц в воздухе (на лучших энергоблоках России, США и Великобритании η =98%), то для малых котельных установок единственным радикальным решением является переход на мазут или природный газ.