Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Архангельский государственный технический университет
Кафедра ЭА и МЛК
Расчётно-практическая работа по теме:
“Расчёт концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах тепловых станций”
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Марка котла |
Количество котлов |
Марка топлива |
Тип золоуловителя |
КЕ-4-14
КЕ-6,5-14
|
1
1
|
Воркутинский уголь, Ж |
Блоки циклонов |
2. ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ
Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в энергоустановках,- нетоксичные диоксид углерода СО2
и водородный пар Н2
О. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются также свободные вещества, как оксид углерода СО, оксиды серы SOn
,
азота NOn
, сажа, соединения свинца, канцерогенные вещества (бенз(а)пирен) и др.
3. РАСЧЕТ СУММАРНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА
Расход топлива одним колом, г/с,
,
где
- номинальная паропроизводительность i-го котла,
,
,;
- энтальпия пара при сжигании угля,
,
;
- энтальпия питательной воды,
,
;
- низшая теплота сгорания топлива,
,
;
- коэффициент полезного действия котла,
,
,
.
Суммарный расход топлива всеми котлоагрегатами тепловой станции
,
,
,
.
4. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Выбросы твердых веществ (золы),
,
,
где
- зольность топлива на рабочую массу, %,
;
- безразмерный коэффициент, зависящий от типа топок и вида топлива,
;
- коэффициент полезного действия золоуловителя,
,
.
Выбросы оксидов серы,
,
,
где
- содержание серы в топливе на рабочую массу, %,
;
- доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива,
;
- доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе,
,
.
Выбросы оксидов азота,
,
где
- количество оксидов азота, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива,
,
;
- коэффициент, учитывающий степень снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений,
,
Расчет выбросов окиси углерода,
,
,
где
- количество оксидов углерода, образующееся на единицу тепла, выделяющегося при горении топлива,
,
;
- потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %,
,
.
5. РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Объем дымовых газов, выходящих из трубы за 1 с,
,
,
где
- температура уходящих газов,
,
;
- действительный суммарный объем продуктов сгорания на один кг топлива,
,
,
где
- теоретический объем продуктов сгорания соответственно трехатомных газов, азота, водяных паров и воздуха на 1 кг топлива,
,
;
;
;
; ,
,
.
Диаметр устья дымовой трубы, м,
,
где
- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья дымовой трубы,
,
,
.
Предварительное значение минимальной высоты дымовой трубы, м,
,
где
- коэффициент, учитывающий метеорологические условия местности,
;
- масса i-го вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени,
;
- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания твердых частиц в атмосфере,
;
;
- максимальная разовая предельно допустимая концентрация i-го вещества в атмосферном воздухе,
,
;
; ;
- фоновая концентрация i-го вещества, характерная для данной местности,
,
;
- разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси
и средней температурой окружающего атмосферного воздуха самого жаркого месяца
,
,
, ,
;
;
;
;
;
Принимаем
Из ряда кирпичных дымовых труб
;
6. ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ВЫСОТЫ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
Действительная скорость выхода дымовых газов
,
где
- диаметр устья трубы, м,
Безразмерные параметры
:
;
;
;
, так как
>2
Максимальная приземная концентрация каждого вредного вещества:
;
;
;
.
7. АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ОТ РАССТОЯНИЯ ДО ИСТОЧНИКА ВЫБРОСОВ ПРИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Расстояние
,м от источника выбросов, на котором приземная концентрация i-го вещества при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения
:
,
где
- безразмерный коэффициент, при
<100 и
>2
;
,
,
.
Значение опасной скорости
,м/с на уровне земли, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ:
При
>2
Приземная концентрация i-го вредного вещества
,
в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х, м от источника выброса при опасной скорости ветра
:
,
атмосфера сжигание топливо примесь
где
- безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения
,
для золы:
при
,
,
;
при
,
;
при
,
;
при
,
;
при
,
;
при
,
;
для
,
,
:
при
,
;
при
,
;
при
,
;
при
,
,
;
при
,
,
;
при
,
,
.
;
;
;
.
Результаты расчетов занесем в Таблицу 1.
Таблица 1 Значения концентраций вредных примесей
Расстояние,
м
|
Концентрации вредных примесей,
|
|
|
|
|
50 |
0,058 |
0,011 |
0,002 |
0,0072 |
100 |
0,172 |
0,037 |
0,0081 |
0,024 |
200 |
0,364 |
0,099 |
0,021 |
0,063 |
400 |
0,356 |
0,137 |
0,029 |
0,088 |
800 |
0,22 |
0,099 |
0,021 |
0,063 |
1200 |
0,132 |
0,067 |
0,014 |
0,043 |
На основании полученных значений сi
построим график зависимости концентраций вредных веществ от расстояний источника выброса рисунок 1.
Рисунок 1 Зависимость приземной концентрации вредных примесей от расстояния источника выбросов.
ЛИТЕРАТУРА
|