Расчет количества загрязняющих веществ.

 

Источник № 1

Оксиды азота: валовый выброс:

М= В_р* Q^г_i*К_NO2*β_к*β_t*β_α*(1-β_г)*(1-β_δ)k_п, т/год,

где В_р -  расчетный расход топлива, тыс.м³/год;

В_р = В*(1-q₄/100), где В – фактический расход топлива, т/год;

В_р = В, т.к. q₄- потери тепла с уносом вследствие механической неполноты сгорания топлива, для природного газа равна 0.

Q^г_i – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

К_NO2 – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж:

К_NO2=0,0113 ,где

Q_т- фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, определяемая по формуле Q_т= В_р* Q^г_i,где - В_р нм³/с.

β_к-безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки:

    для всех дутьевых горелок напорного типа β_к=1,0

β_t- безразмерный коэффициент, учитывающий температуру воздуха, подаваемого для горения, β_t=1

β_α-безразмерный коэффициент, учитывающий влияние избытка воздуха на образование оксидов азота, в общем случае значение β_α=1,225

β_г – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота: принимать β_г = 1;

β_δ – безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха в топочную камеру, принимать β_δ=0

k_п – коэффициент пересчета;

При определении выбросов в т/год k_п = 10^-3;

При расчете в г/с (максимальных) выбросов ряд величин следует подставлять в формулу в следующих единицах:

В_р – максимальный расчетный расход топлива, нм³/с;

k_п - коэффициент пересчета, г/с, k_п = 1.

 

В_р = 3,14*7500*0,8 = 18840 т/г = 0,87 кг/с

К_NO2 =0,0113*5,66+0,03=0,094 т/МДж

Q_т=36.84*0.87=32.05 мВт

М = 18840*36,84*0,094*1*1*1,225(1-0)*(1-0)*10³ = 79,92 т/год

М = 0,87*36,84*0,094*1*1*1,225*(1-0)*(1-0)= 3,69 г/с;

 

Оксид углерода:

М=0,001*q₃*R*Q^р_н*В*(1-q₄/100), т/год, где

q₃- потери тепла вследствие химической неполноты сгорания,%;

R - коэффициент, зависящий от вида топлива, для газа- 0,5;

q₄ -потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива,%

При расчете г/с (максимальных) выбросов в формулу следует подставлять:

В- максимальный расход топлива, г/с

М=0,001*0,5*0,5*36,84*18840*(1 – 0) = 173,52 т/год;

М=0,001*0,5*0,5*36,84*0,87*(1 –0)*10³ = 8,01 г/с;

 

 

Источник № 2

Оксиды азота:

М= В_р* Q^г_i*К_NO2*β_г*k_п, т/год,

где В_р -  расчетный расход топлива, т/год;

В_р = В*(1-q₄/100), где В – фактический расход топлива, т/год;

Q^г_i – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

К_NO2 – удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива, г/МДж:

К_NO2=11,0*10^-3*α_Т*(1 +5,46*(1 –R₆/100))* ,где

α_Т – коэффициент избытка воздуха в топке, α_Т = 1,4;

R₆  - характеристика гранулометрического состава угля – остаток на сите с размером ячеек 6 мм, %; принимать R₆ =40% для угля;

q_г – тепловое напряжение зеркала горения, МВт/м³; принимать q_г = 1,3 МВт/м³ для каменного угля;

β_г – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота: принимать β_г = 1;

k_п – коэффициент пересчета;

При определении выбросов в т/год k_п = 10^-3;

При расчете в г/с (максимальных) выбросов ряд величин следует подставлять в формулу в следующих единицах:

В_р – максимальный расчетный расход топлива, кг/с;

k_п - коэффициент пересчета, г/с, k_п = 1.

 

В_р = 8040*(1- 3/100)= 7798,8 т/г

К_NO2 = 11,0*10^-3*1,4*(1 +5,46*(1 –40/100))*  = 0,153 г/МДж

М = 7798,8*22,82*0,153*1*10^-3 = 27,23 т/год

Bр = 0,37*(1-3/100)=0,36 кг/с

М = 0,36*22,82*0,153*1*1 = 1,26 г/с;

 

Диоксид серы:

М = 0,02* В_р*S^p*(1 - η_SO2^’)* (1-η_SO2^”), т/г,

где В – расход натурального топлива за рассматриваемый период, т/год;

S^р – содержание серы в топливе, %;

η_SO2^’  – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива;

η_SO2^”  – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе.

При расчете г/с (максимальных) выбросов в формулу следует подставлять:

В – максимальный расход топлива, г/с

М = 0,02*8040*0,5(1 – 0,1)*(1 – 0) = 72,36 т/год

М = 0,02*372,22*0,5*(1 – 0,1)*(1- 0) = 3,35 г/с;

 

Летучая зола:

М = 0,01*В_Р*а_ун*А^г(1 – η₃), т/год,

Где В- расход натурального топлива, т/год

а_ун – доля золы, уносимой газами из топки котла;

А^г – зольность топлива на рабочую массу, %;

η₃ – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, принимать равным 0;

При расчете г/с (максимальных) выбросов в формулу следует подставлять:

В- максимальный расход топлива, г/с

М = 0,01*8040*0,25*9,5(1 – 0) = 190,95 т/год

М = 0,01*372,22*0,25*9,5*(1 – 0) = 8,84 г/с;

 

 

Сажа:

М=0,01*В*q4*Q^р_н/32,68*(1-η_з), т/год,

где q₄-потери тепла с уносом вследствие механической неполноты сгорания топлива, %;

Q^р_н – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

η_з  – доля частиц сажи, улавливаемое в золоуловителях.

При расчете г/с (максимальных) выбросов в формулу следует подставлять:

В- максимальный расход топлива, г/с

М=0,01*8040*3*22,82/32,68*(1 – 0) = 168,42 т/год;

М=0,01*372,22*3*22,82/32,68*(1 – 0) = 7,79 г/с;

 

Оксид углерода:

М=0,001*q₃*R*Q^р_н*В*(1-q₄/100), т/год, где

q₃- потери тепла вследствие химической неполноты сгорания,%;

R - коэффициент, зависящий от вида топлива, для угля - 1;

q₄ -потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива,%

При расчете г/с (максимальных) выбросов в формулу следует подставлять:

В- максимальный расход топлива, г/с

М=0,001*0,7*1,0*22,82*8040*(1 – 3/100) = 124,58 т/год;

М=0,001*0,7*1,0*22,82*372,22*(1 – 3/100) = 5,77 г/с;

 

Сводим результаты в таблицу №2.

Результаты расчётов количества загрязняющих веществ в атмосферу.

 

Таблица №2

Источник	Вещество	Количество
		г/с	т/год
1	2	3	4
Газ (смесь из Западной Сибири)	Оксид азота	3,69	72,92
	Углерода оксид	8,01	173,52
Уголь Кузнецкий марки С	Оксид азота	1,26	27,23
	Углерода оксид	5,77	124,58
	Летучая зола	8,84	190,95
	Сажа	7,79	168,42
	Диоксид серы	3,35	72,36

 

5.Расчет загрязнения атмосферного воздуха.

Расчет производится на основе ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

Расчет вследствие его трудоемкости производится на ЭВМ по стандартным программам РЗА, разработанным на базе ОНД-86.

В данной курсовой работе используется программа РЗА «Эколог».

Табл. 3.

Характеристика объектов

Номер	Название объекта	Температура, ˚С		Максим. Скорость ветра, U* м/с	Коэф. А	Угол поворота, град	Расположение объекта
		зима	лето
1	2	3	4	5	6	7	8
01	котельная	-13,7	20,7	7	160	90	-

 

Табл.4.

Список веществ

Код	Тип  (П или Г)	Название	ПДК	F
1	2	3	4	5
301	П	Азота диоксид	0,2	1
328	П	Сажа	0,15	3
330	П	Серы диоксид	0,5	1
337	П	Углерода оксид	5,0	1
908	П	Летучая зола	0,5	3
001	Г	301+330	-	-

 

Табл. 5.

Исходные данные источников выбросов

Номер пло­щадки		Номер пред­прия­тия		Номер источ­ника			Тип (1-4)		Название источ­ника			Высота выброса, м			Дмаметр устья, м		Объем ГВС, м3/с
1		2		3			4		5			6			7		8
0		0		1			1		точеч.			30			1,2		17,78
0		0		2			1		точечн.			35			0,8		5,95
Ско-рость ГВС, м/с		Темп-ра ГВС, ˚С			Координаты источника									Ширина источника			Коэф. рельефа
					X1		Y1			Х2	Y2
9		10			11		12			13	14			15			16
-		160			800		600			-	-			-			1
-		160			800		650			-	-			-			1
Код при-меси	Масса выб-роса		Код при-меси			Масса выб-роса		Код при-меси		Масса выброса			Код при-меси	Масса выб-роса		Код при-меси		Масса выб-роса
17	18		19			20		21		22			23	24		25		26
301	3,69		337			8,01		-		-			-	-		-		-
301	1,26		330			3,35		908		8,84			328	7,79		337		5,77

 

Табл. 6.

Расчётные площадки

 

 

Номер	Координаты середин двух противоположных сторон площадки, м				Шаг по длине, м	Ширина, м	Шаг по ширине, м
	X1	Y1	Х2	Y2
1	2	3	4	5	6	7	8
01	100	650	1500	650	100	1400	100

 

Таблица № 7.

Метеопараметры.

 

Скорости ветра		Направление ветра
Тип	Значение	Тип	Начало сектора	Конец сектора	Шаг
1	2	3	4	5	6
1	0,5	01	00	360о	10о
1	7
2	0,5
2	1,0
2	1,5

 

Анализ результатов расчёта.

301 – Азота диоксид

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация оксида азота в долях ПДК равна 2,04, в мг/м³ – 0,408. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰  . И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,78 долей ПДК или 0,156 мг/м³, а вклад источника №1 – 1,26 ПДК или 0,252 мг/м³

 

328 – Сажа

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =850 м суммарная концентрация сажи в долях ПДК равна 2,57  в мг/м³ – 0,3855. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 2,57 долей ПДК или 0,3855 мг/м³ .

 

330 – Диоксид серы

В точке на местности с координатами X =600 м, Y =950 м суммарная концентрация диоксида серы в долях ПДК равна 0,11 в мг/м³ – 0,055. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 146⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,11 долей ПДК или 0,055 мг/м³.

 

337 – Углерода оксид

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация оксида углерода в долях ПДК равна 0,03 в мг/м³ – 0,15. Указанная концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,02 долей ПДК или 0,1 мг/м³, а вклад источника №1 – 0,02ПДК или 0,1 мг/м³.

 

 

908– Взвешенные вещества

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =850 м суммарная концентрация взвешенных веществ в долях ПДК равна 1,46 в мг/м³ – 0,73. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра 180⁰. И скорости ветра 2,32 м/с. Вклад источника №2 составляет 1,46долей ПДК или 0,73 мг/м³.

 

 

Группа суммации: 301+330

В точке на местности с координатами X =800 м, Y =1050 м суммарная концентрация группы суммации: диоксид азота диоксида серы в долях ПДК равна 1,34 в мг/м³-1,34. Эта концентрация устанавливается при направлении ветра180⁰. И скорости ветра 3,15 м/с. Вклад источника №2 составляет 0,56 долей ПДК или 0,56 мг/м³,а вклад источника №1 – 0,79ПДК или 0,79 мг/м³.