Охрана воздушного бассейна. Расчёт количества вредных выбросов продуктов сгорания в атмосферу

Раздел V

Охрана воздушного бассейна.

Выбрасываемые в атмосферу из дымовых труб котельных продукты сгорания содержат токсичные вещества, пагубно воздействующие на биосферу.

Наиболее опасными по степени воздействия на организм человека и выбрасываемыми в значительных количествах с дымовыми газами являются: оксид углерода, оксиды серы и оксиды азота.

Для предотвращения вредного воздействия загрязнённого атмосферного воздуха на человека и окружающую его среду необходимо, чтобы содержание токсичных веществ в воздухе было предельно ограничено.

Содержание вредных веществ в атмосферном воздухе определяется их концентрацией.

Концентрация – количество вредного загрязняющего вещества в мг, находящегося в 1м чистого воздуха, мг/м.

Санитарными нормами предусмотрен расчёт приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикальное распределение концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим расчётным значением концентрации, соответствующей неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе и опасной скорости ветра, при которой для заданного состояния атмосферы концентрация вредных веществ на уровне дыхания людей достигает своей максимальной величины.

Согласно действующим санитарным нормам, расчётами определяются максимально-разовые концентрации, относящиеся к 20-30 минутному  интервалу осреднения.

Минимально допустимая высота дымовой трубы для теплогенерирующей установки определяется с учётом работы всех котельных агрегатов на максимальную теплопроизводительность  исходя из условия рассеивания вредных загрязняющих веществ на высоте 2 метров от земли в атмосферном воздухе т.е. обеспечения такого рассеивания, при котором концентрация вредных веществ у поверхности земли будет меньше максимально разовой предельно-допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе, утверждённой Минздравом России.

5.1. Расчёт количества вредных выбросов продуктов сгорания в атмосферу.

Количество выбросов оксида углерода в единицу времени, г/с, рассчитываем по формуле:

, г/c, где B-расход топлива теплогенерирующей установкой, кг/с или м/с

q4-потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %

Cco-выход окиси углерода при сжигании твёрдого, жидкого и газообразного топлива г/кг или г/ м рассчитываемый по формуле:

Cco=q3*R*Q

где q3- потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива, %

R-коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной содержанием окиси углерода в продуктах сгорания.

Для природного газа R=0,5

Q- низшая теплота сгорания топлива, MДж/кг или MДж/м.

Cco=0,5*0,5*35,929=8,982мДж/м.

При сжигании газообразного топлива в котельном агрегате нет механической неполноты сгорания и формула принимает вид:

, г/c           

, г/c           

Количество выбросов оксида азота в пересчёте на NO2 в единицу времени, г/с, рассчитываем по формуле:

MNO2=*KN02*β1*β2*β3*(1-βр)*(1-βб), кг/c.

B-расход топлива теплогенерирующей установкой, кг/с или м/с

Q- низшая теплота сгорания топлива, MДж/кг или MДж/м. 

q4-потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %

KN02-коэффициент, учитывающий удельный выброс оксидов азота при сжигании топлива на 1мДж теплоты сожжённого условного топлива, г/MДж.

Для  водогрейной котельной работающей на природном газе KN02 рассчитывается по формуле

KN02=

где Qк- тепловая мощность водогрейного котла по введённой в топку теплоте, МВт

,МВт

, МВт

KN02=

β1 - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние коэффициента избытка воздуха в камере сгорания  на образование оксидов азота.

При сжигании природного газа и мазута β1 определяем по формуле:

β1=1+0,002*(tг.в.- 30)

где, tг.в.- температура воздуха, подаваемого в камеру сгорания.

β1=1+0,002*(30- 30)=1

β2 - безразмерный коэффициент, учитывающий принципиальную конструкцию горелки при сжигании природного газа.

Для горелки двухступенчатого сжигания β2=0,7.

β3 - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние коэффициента избытка воздуха в камере сгорания  на образование оксидов азота.

При работе котельного агрегата на природном газе β3=1,225

βр- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов на образование оксидов азота.

βб- безразмерный коэффициент, учитывающий ступенчатый ввод воздуха