Сжигание топлива в котельных

 

 

 

 

Сжигание топлива в котельных

Исходные данные по расчету выбросов ЗВ котельными

Вид топлива – бурый уголь;

B,  г/с –300;

Количество одновременно работающих котлов m, шт – 1;

Тух  , 0 С – 200;

ξух – 1,2

q ун  , % - 1,2; 

q мех, % - 0,5;

q хим, % - 4;

αун – 0,95;

η оч – 0,9;

;

;

 

 

;

;

;

;

r, % - 0;

R – 1,0;

Ψ, кг/тут – 5,3.

 

Топливо	Состав,%								Q, МДж/кг
	W	A	S		C	H	N	O
Бурый уголь марки Б-2	33	6		0,2	43,7	3	0,6	13,5	15,54

Характеристика твердого топлива

Характеристика твердого топлива

 

 

 

1. Расчет выбросов твердых  частиц.

Т.к. отсутствуют эксплуатационные данные по содержанию горючих в уносе, количество выбрасываемых твердых частиц (г/с) определяют по формуле:

= ,

где - расход натурального топлива i-го котла, г/с;

- потери теплоты с  уносом от механической неполноты  сгорания топлива, %;

  - доля золы в уносе;

А – зольность топлива, %;

- доля твердых частиц, улавливаемых золоуловителем i-го котла;

- низшая теплота сгорания  топлива, МДж/кг;

32,7 – средняя теплота  сгорания в уносе, МДж/кг;

Максимально разовый выброс твердых частиц (г/с):

Gтв 0,01 * 300 * 1* [ 0,95 * 6 + 1,2 (15,54/32,7)] * (1 – 0,9 *1 ) = 1,88 г/с.

Валовый выброс твердых частиц (т/год):

Мтв = * 31536000 * ;

Мтв = 1,88 * 31536000 * 10-6 = 59,288 т/год.

2. Расчет выбросов оксидов  серы.

Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы оксидов серы SO2 и SO3 (в пересчете на SO2) от группы из m штук одновременно работающих котлов рассчитывают по формуле:

=

где – расход топлива i-го котла твердого или жидкого, г/с;

S – содержание серы в топливе на рабочую массу, %;

- доля оксидов серы, связываемых  летучей золой в i-ом котле;

- доля оксидов серы, улавливаемых  в золоуловителе i-го котла попутно с улавливанием твердых частиц.

Максимально разовый выброс оксидов серы (г/с):

GSO2 = 0,02 *300 *1 *0,2 (1 – 0,5) * (1 – 0,2) = 0,48 г/с.

Валовый выброс оксидов серы (т/год):

МSO2 = * 31536000 * ;

МSO2 = 0.48 * 31536000 * 10-6 = 15,137 т/год.

3. Расчет выбросов оксида  углерода.

Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы оксида углерода от группы из m штук одновременно работающих котлов рассчитывают по формуле:

=

где - выход оксида углерода при сжигании топлива твердого или жидкого, г/кг;

  - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива в i-ом котле, %.

= ,

где - потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %;

R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленную содержанием в продуктах неполного сгорания оксида углерода;

- теплота сгорания топлива, МДж/кг. 

= = 61,362 г/кг.

Максимально разовый выброс оксида углерода (г/с):

  = 1=  18,317г/с.

Валовый выброс оксида углерода (т/год):

МСО = * 31536000 * ;

.

4. Расчет выбросов оксидов  азота.

Валовый (т/год) и максимально разовый (г/с) выбросы суммы оксидов азота (), в пересчете на диоксид азота (), от группы из m штук одновременно работающих котлов паропроизводительностью более  30 т/ч или водогрейных котлов тепловой мощностью более 30 Гкал/ч рассчитывают по формуле:

=

где ψ  - коэффициент, характеризующий выход оксидов азота, кг/т условного топлива;

β1 - коэффициент, учитывающий влияние на выход оксидов азота качества сжигаемого топлива;

β2 - коэффициент, учитывающий влияние конструкции горелок i-го котла;

β3 - коэффициент, учитывающий вид шлакоудаления г-го котла;

ε1 - коэффициент, характеризующий эффективность влияния рециркулирующих газов в зависимости от условий подачи их в топку i-го котла;

ε2 — коэффициент, характеризующий снижение выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании;

r  — степень рециркуляции дымовых газов i-го котла, %.

Максимально разовый выброс оксидов азота (г/с):

= 1= 0,0365 г/с.  

Валовый выброс оксидов азота (т/год):

= * 31536000 * ;

*.

5. Расчет с применением  экспресс-оценки

В случае необходимости экспресс-оценки выделения и(или) выбросов загрязняющих веществ следует использовать методику ориентировочного расчета. Тогда валовое выделение (в т/г) рассчитывается по формуле:

=

где — удельное выделение загрязняющих веществ i-го котла, г/кг, кг/т или кг/1000м3;

- расход топлива в i-м котле за год; кг/год или  м3/год ( = *31536000, где – расход топлива i-го котла твердого или жидкого, г/с); = 9460800000 кг/год.

Мзола = 1 * 53,6 * 507098,88 кг/год = 507,098 т/год;

МSO2 = 1 * 7,2 * 68117,76 кг/год = 68,117 т/год;

= 485,339 т/год;

= 21,097 т/год.

6. Объемы продуктов сгорания  и воздуха

Теоретический объем воздуха, необходимого для горения твердого топлива (в /кг):

= 0,0889*(C+0.375*S)+0,265*H-0,0333*О

 

= 0,0889*(43,7+0.375*0,2)+0,265*3-0,0333*13,5=4,231 м3/кг.

Теоретические объемы продуктов сгорания (при α=1) топлива рассчитывают по формуле:

= ,

при этом для твердого топлива(в /кг):

=;

= ;

= .

 

= 0,0186 * (43,7 * 0,375 * 0,2) = 0,8142 /кг: 

= 0.79 * 4,23 +0,008 * 0,6 = 3,342 /кг:

=0,111 * 3 + 0,0124 * 33 + 0,0161 * 4,23 = 0,8103/кг.

Теоретические объемы продуктов сгорания (при α=1) топлива:

= =4,967 м3/кг

7. Расход газов (в м3/с), поступающих в дымовую трубу, при рабочих условиях рассчитывают по формуле:

= ,

где В — общий расход топлива котлов, г/с или дм3/с;

ξух — коэффициент избытка воздуха перед дымовой трубой;

Тух — температура газов в устье дымовой трубы, °С;

= 0,001* 300 * [4,967 + (1,2 - 1) * 4,23] * [200 + 273] / 273 = 3,021 м3/с.

Заключение

Для снижения вредного воздействия на воздушный бассейн при сжигании топлива в котлах может быть использовано как минимум три пути:

1) уменьшение количества  и улучшение качества органического  топлива, сжигаемого для производства  электроэнергии и теплоты;

2) подавление образования  и улавливание вредных компонентов  дымовых газов и сокращение благодаря этому выброса вредных веществ в атмосферу;

3) уменьшение концентрации  вредных веществ в приземном  слое атмосферы в результате  рассеивания вредных выбросов  высокими трубами, более рационального  их размещения, усиления контроля  за выбросами и экологическое  управление режимами энергетических  предприятий с использованием  экологически чистых топлив.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1.Инженерная защита окружающей  среды: Учебное пособие /Под ред. О.Г. Воробьева. - СПб.: Издательство "Лань", 2002. - 288. - (Учебники для вузов. Специальная  литература).