Шаблон отчёта для лабораторной работы 1

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра химии
ОТЧЕТ
по учебно-исследовательской работе на тему:
ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ПРИ РАБОТЕ КОТЕЛЬНЫХ
Вариант №
Студент:
Группа:
Преподаватель: Смирнов Сергей Владимирович
ЕКАТЕРИНБУРГ 2014
ВВЕДЕНИЕ
Теплоэнергетические предприятия вызывают комплексные изменения в
окружающей среде, так как являются источниками чуждых природе
химических соединений, шума, вибрации, избыточной теплоты и
электромагнитных полей. Получение пара осуществляются очень широко на
средних и мелких предприятиях, действующих достаточно автономно.
В данной работе проведен расчет выбросов загрязняющих веществ от
теплоэнергетических агрегатов котельной.
Исходные данные для расчета:
Показатель
Марка котла
Паропроизводительность, т/час
Число дней работы в год
Высота трубы Н, м
Диаметр трубы D, м
Расход выбрасываемых газов V, м3/с
Температура выбрасываемых газов T, оС
Топливо
Расход топлива за год, тыс. т или тыс. м3
Расход топлива в самый холодный месяц, т или м3
Массовая доля серы в топливе, %
Зольность, %
Котел 1
Котел 2
Методика расчёта и основные расчетные формулы:
Валовый выброс твердых частиц в дымовых газах (GТ, т/год)
определяется по формуле:
GT =
æ
qT
h ö÷
×m ×x ×çç1,
÷
çè 100 ÷
ø
100
где qТ — зольность топлива, %; т — масса израсходованного за год топлива,
т/год; ξ — безразмерный коэффициент, учитывающий долю золы в уносе5; η —
эффективность золоуловителей, %.
Максимально разовый выброс твердых частиц (MТ, г/с) определяется
по расходу топлива в самый холодный месяц года (т’, т/мес.) и количеству
рабочих дней котельной в этом месяце (п):
æ
qT
h ö
106
÷
ç
MT =
×m¢×x ×ç1 ÷
÷×n ×24 ×3600 .
çè 100 ø
100
5
Коэффициент ξ зависит от типа топки и вида топлива.
2
Расчет валового выброса оксида углерода (GСО, т/год) производится по
формуле:
æ q ö -3
GCO = CCO ×m ×çç1- 1 ÷
÷
÷×10 ,
çè 100 ø
где q1 — потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания
топлива, %; ССО — выход оксида углерода при сжигании топлива, кг/т или
кг/тыс.м3, зависящий от потерь теплоты вследствие химической неполноты
сгорания топлива (q2, %), безразмерного коэффициента, учитывающего долю
потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива (R) и
низшей теплоты сгорания натурального топлива (Qi, МДж/кг):
CCO 
q2
 R  Qi .
100
Максимально разовый выброс оксида углерода (МСО, г/с)
определяется по расходу топлива (т’, т/мес. или тыс.м3/мес.) и количеству
рабочих дней котельной в самом холодном месяце года (п):
æ q1 ö÷
10- 3
ç
¢
M CO = CCO ×m ×ç1 ÷×n ×24 ×3600 .
çè 100 ø÷
Расчет валового выброса оксидов азота (GАЗ, т/год) производится по
формуле:
GАЗ = m ×Qi ×K АЗ ×(1- b )×10- 3 ,
где КАЗ — параметр, характеризующий количество оксидов азота,
образующихся на один ГДж тепла, кг/ГДж; β — безразмерный коэффициент,
определяющий степень снижения выбросов оксидов азота в результате
применения передовых технических решений.
Максимальный разовый выброс оксидов азота (МАЗ, г/с) определяется
аналогично выбросу оксида углерода(II):
103
¢
.
M АЗ = m ×Qi ×K АЗ ×(1- b )×
n ×24 ×3600
Расчет валового выброса оксида серы(IV) (GS, т/год) ведется только для
твердого и жидкого топлив:
S
GS = 0,02 ×m × r ×(1 - hS¢)×(1- hS¢¢),
100
где Sr — массовая доля серы, %; S — доля оксидов серы, связываемых
золой6, а S — доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе7.
Для Эстонских или С-Петербургских сланцев принимается равной 0,8; для остальных
сланцев — 0,5; для углей Канско-Ачинского бассейна — 0,2; для Березовских углей —
0,5; для Экибазстузских — 0,02; для прочих углей — 0,1; для мазута — 0,2.
3
6
Максимально разовый выброс оксида серы(IV) (МS, г/с) определяется
аналогично оксиду углерода(II):
Sr
106
.
M S = 0,02 ×m¢× ×(1- hS¢)×(1- hS¢¢)×
100
n ×24 ×3600
Расчет выбросов в атмосферу оксидов ванадия (V) производится только
при использовании жидкого топлива, в частности, мазута. Алгоритм расчета
валового и максимального разового выбросов аналогичен рассмотренным
выше. Заданием этот расчет не предусмотрен.
Максимальная приземная концентрация вредных веществ в
приземном слое сМ (мг/м3) в выбросе газовоздушной смеси из одиночного
источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических
условиях и опасной скорости ветра равна
cM 
A  M i  F  mi
.
H i2  3 V i  T i
Здесь А – климатологический параметр; Мi – количество вредного
вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; F – параметр, характеризующий
оседание примесей; Нi – высота трубы источника выброса вредных веществ в
атмосферу, м; Vi – объем газовоздушной смеси, выбрасываемый в атмосферу в
единицу времени, м3/с; ΔTi=Ti-T0 – разность между температурами
выбрасываемой газовоздушной смеси Ti и температурой воздуха T0.
Для Уральского региона климатологический параметр А имеет значение
160, а средняя температура атмосферного воздуха в зимний период Т0 по
данным метеорологических наблюдений равна -15,30С.
Параметр F, характеризующий оседание примесей для газообразных
веществ равен единице, а для сажи принимается равным 3.
Коэффициент mi, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из
устья источника загрязнения, рассчитывается по формуле:
mi 
1
;
0.67  0.1 f i  0.34  3 f i
f i  103 
wi 
wi2  Di
;
H i2  T i
4 V i
,
  Di2
где wi — средняя скорость газовоздушной смеси на выходе из устья
(отверстия) трубы, м/с; Di — диаметр отверстия трубы, м.
7
Для сухих золоуловителей принимается равной нулю.
4
Максимальная приземная концентрация вредного вещества в выбросе
газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым отверстием при
неблагоприятных метеорологических условиях и средней для данной
совокупности источников опасной скорости ветра cMu i (мг/м3) равна
cMu i  ri  cM ;
u
 1 , где uMC — опасная скорость ветра, м/с, то
Если MC
uM i
2
u
u
ri  0.67  MC  1.67   MC
 uM
uM i
 i
иначе, если
uMC
ri 
u
2   MC
 uM
 i
3

 ,


 1 , то
uM i
3


  1.34   uMC

 uM

 i
uMC
uM i
2
 uMC
 
2

u
Mi

.
Средняя для рассматриваемой совокупности n-источников опасная
скорость ветра рассчитывается по формуле:
n
uMC 
 uM
i 1
i
 cM i
.
n
 cM
i 1
i
При расчетах принимают следующие значения:
 uM i  0.5 при условии, что vM i  0.5 ;
 uM i  vM i при условии, что 0.5  vM i  2 ;


 uM i  vM i  1  0.12  f i при условии, что vM i  2 ,
где vM i  0.65  3
V i  T
.
Hi
Суммарная концентрация cMu (мг/м3) примеси при неблагоприятных
условиях и средней для данной совокупности источников опасной скорости
ветра равна
n
cMu   cMu i .
i 1
5
Расстояние от одиночного источника выброса хМ (м), на котором при
опасной скорости ветра достигается максимальная приземная концентрация
вредных веществ, оценивается величиной
x M  20  H ,
где Н — высота трубы.
Расстояние от источника выброса, на котором при средней для данной
совокупности источников опасной скорости ветра приземная концентрация
вредных веществ достигает максимального значения, равно
x Mu i  pi  x M .
При расчетах принимается, что если 0.25 
 u
pi  8.43  1  MC
 uM
i

иначе, если
pi  0.32 
uMC
5

  1,


uM
 1, то
uMC
 0.68 .
uM i
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И ВЫВОДЫ:
6
uMC
uM
 1 ,то