Расчет выбросов загрязняющих веществ парового котла без систем очистки

Горения топлива на корабле неизбежная необходимость для его движения. Естественно при горении топлива образуются вредные выбросы, которые по требованиям различных нормативных документов необходимо снижать. Это непростая инженерная и экономическая задача с множеством вариантов решения и компромиссов.

На танкере по данным предыдущих расчетов будет установлен паровой котел марки КВ1 – 1, сравнительный расчет выбросов которого будет сделан с помощью программы Boiler 2004 в двух вариантах, с системами очистки отработавших газов и без.

9.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ парового котла без систем очистки

Параметры и технологии, используемые в расчете, приведены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Сведения об энергетических установках

Котел	Мазут. Двухкамерная топка
Технология сжигания	Мазут. Факельное сжигание мазута в котлах
Технология десульфуризации дымовых газов	Отсутствует
Технология сжигания	Мазут. Камера сгорания газовой турбины
Тепловая мощность (паропроизводительность) котельной установки	Мазут. Паровой котел от 22 до 140 МВт (от 30 до 200 т/час)
Тип первичных мер	Отсутствуют
Технология очищения дымовых газов от NOx	Отсутствует
Котел	Без промежуточных пароперегревателей, очищение поверхности которых производится во время остановки

Продолжение таблицы 9.1

Золоулавливающая установка	Отсутствует
Показатель	Мазут. Сжигание в камере сгорания ГТУ
Технология и топливо	Мазут
Оборудование	Котел с давлением пара 1,4 < ро < 9,8 МПа (при Do = 6,5...75 т/час для перегретого пара) без промежуточного перегрева

Расчетные характеристики мазута приведены в таблице 9.2.

Таблица 9.2 – Характеристика мазута

Марка мазута	Показатели
	Sdaf, %	Cdaf, %	Hdaf, %	(O+N)daf %	Qdaf, МДж/кг	Ad, %	V2O5, мг/кг	Wr, %
Высокосернистый 40	2,5	85,5	11,2	0,8	40,4	0,15	600	2

Перерасчет массового содержания золы в топливе на  рабочую массу производится по формуле:

где   А ^r – массовое содержание золы в топливе на рабочую массу, %;

        А ^d – массовое содержание золы в топливе на сухую массу, %;

W ^r – массовое содержание влаги в топливе на рабочую массу, %.

Массовое содержание ванадия в мазуте на сухую массу, мг/кг, рассчитываются по формуле:

где   V ^d – массовое содержание ванадия в топливе на сухую массу, мг/кг.

Перерасчет массового содержания ванадия в топливе на  рабочую массу производится по формуле:

где   V ^r – массовое содержание ванадия в топливе на рабочую массу, мг/кг.

Перерасчет массового содержания других составляющих на рабочую массу производится по формулам:

 

где     S ^daf – массовое содержание серы в топливе на горючую массу, %;

          C ^daf – массовое содержание углерода в топливе на горючую массу, %;

H ^daf – массовое содержание водорода в топливе на горючую массу, %.

          (O+N) ^daf – массовое содержание кислорода и азота в топливе на горючую массу, %;

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

          С ^r – массовое содержание углерода в топливе на рабочую массу, %;

          H ^r – массовое содержание водорода в топливе на рабочую массу, %;

          (O+N) ^r – массовое содержание кислорода и азота в топливе на рабочую

                              массу, %.

Перерасчет низшей теплоты сгорания топлива на  рабочую массу производится по формуле:

где     Q ^daf – низшая теплота сгорания топлива на горючую массу, МДж/кг;

          Q ^r – низшая теплота сгорания топлива на рабочую массу, МДж/кг.

Результаты перерасчета характеристик мазута, выполненные по вышеприведенным формулам, приведены в таблице 9.3.

Таблица 9.3 – Характеристика мазута

Марка мазута	Cr, %	Hr, %	(0+N)r, %	Sr, %	Ar, %	Vr, мг/кг	Qr, МДж/кг
Высокосернистый 40	83,664	10,960	0,783	2,446	0,147	320,101	39,483

Валовый выброс j-ого загрязняющего вещества E_j, т, который выбрасывается в атмосферу с дымовыми газами энергетической установки за промежуток времени Р, определяется как сумма валовых выбросов этого вещества во время сжигания различных видов топлива, в том числе во время их одновременного сжигания

 

где   E_ji – валовый выброс j-ого загрязняющего вещества во время сжигания i-

                      го топлива за промежуток времени P, т;

        k_ji – показатель эмиссии j-ого загрязняющего вещества для i-го топлива