Расчет выбросов вредных веществ

Задание 2

Определить  массу выбросов в атмосферный  воздух загрязняющих веществ (М, г/с, т/год) с дымовыми газами котлоагрегатов паропроизводительностью  D, т/ч (номинальное значение D указано в марке котла) или водогрейных котлов мощностью Q МВт (Гкал/ч) расчетным путем при сжигании мазута (оксидов азота, оксидов серы, оксида углерода и мазутной золы) или природного газа из соответствующего газопровода (оксидов азота, оксида углерода) в условиях отсутствия систем очистки выбросов. (Данные к заданию приведены в таблицах 1,2).

 

  Таблица 1

Вариант	Параметр
	Тип котла	Марка топлива (номер газопровода)	Нагрузка котла,в долях от номинального значения		Часовой расход топлива Вр, нм³/ч
			максимальная	средняя	максимальный	средний
35	ДЕ-10-14гм	Газ(16)	0,9	0,8	675,9	600,8

 

Таблица 2 – Расчетные характеристики газообразного топлива

Номер    газопровода	Газопровод	Низшая теплота сгорания сухая, ккал/нм	Плотность при 0°С и 760 мм рт. ст., кг/нм³
16	Газли - коган	8730	0,750

 

Расчет выбросов вредных веществ

1. Оксиды азота

Расчет  выбросов оксидов азота при сжигании природного газа

Суммарное количество окислов азота NO_X в пересчете на NO₂ (г/с, т/год), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами, рассчитывается по формуле

где В_р - расчетный расход топлива, нм³/с (тыс. нм³/год), при работе котла в соответствии с режимной картой В_р=B – фактическому расходу топлива на котел

В_р=675,9 нм³/ч=0,188 нм³/с

      - низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм³ ,

 

- удельный выброс оксидов азота при сжигании газа, г/МДж;

- для водогрейных котлов

где - фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу, МВт, определяемая по формуле

 

 

- безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки ( =1,6).

- безразмерный коэффициент, учитывающий  температуру воздуха, подаваемого  для горения:

=l + 0,002(t_гв -30),

где t_гв - температура горячего воздуха, °С (принимаем t_гв =200 °C);

=l + 0,002∙(200 -30)=1,34,

- безразмерный коэффициент,  учитывающий влияние избытка  воздуха на образование оксидов  азота: в общем случае значение  =1,225; при работе котла в соответствии с режимной картой =1.

-  безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов через горелки на образование оксидов азота; при подаче газов рециркуляции в смеси с воздухом

где r - степень рециркуляции дымовых газов, % (принимаем r=5%);

- безразмерный коэффициент,  учитывающий ступенчатый ввод  воздуха в топочную камеру,

где - доля воздуха, подаваемая в промежуточную зону факела, % от общего количества организованного воздуха (принимаем =0%);

- коэффициент пересчета: при  определении выбросов в г/с  =1; при определении выбросов в т/год =10^-3.

Таким образом

 

В связи с установленными раздельными ПДК для оксида и  диоксида азота и с учетом трансформации  оксида азота в атмосферном воздухе  суммарные выбросы оксидов азота  разделяются на составляющие (с учетом различия в молекулярной массе этих веществ):

 

 

где    и    - молекулярные  массы NO и NO₂, равные  30  и 46 соответственно;

0,8 - коэффициент  трансформации оксида азота в  диоксид.

 

2. Оксид углерода

Расчет выбросов оксида углерода

при сжигании природного газа

Расчет количества выбросов СО выполняется по данным инструментальных замеров. При отсутствии данных инструментальных замеров оценка суммарного количества выбросов СО, г/с (т/год), может быть выполнена по соотношению

где B - расход топлива, г/с (т/год);

В = 675,9 нм³/ч = 144,94 г/с

     С_со - выход оксида углерода при сжигании топлива, г/ нм³ или кг/тыс. нм³, рассчитываемый по формуле

,

- потери  тепла вследствие  химической неполноты сгорания  топлива, %;

R - коэффициент, учитывающий долю потери тепла вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную наличием в продуктах неполного сгорания оксида углерода; принимается для газа - 0,5;

- низшая теплота сгорания  натурального топлива, МДж/ нм³;

q₄ - потери тепла вследствие механической неполноты сгорания топлива, %.

При отсутствии эксплуатационных данных значения q₃, q₄ принимаются в зависимости от характеристики топок котлов (принимаем для топок, работающих на газе, соответственно 0,2 и 0 %).