Расчет вредных выбросов котельной. Годовой расход условного топлива. Расчет дымовой трубы. Скорость газов на выходе из дымовой трубы

9. Охрана труда и экология.

9.2 Расчет вредных выбросов котельной.

РАЗМЕРНОСТЬ

Таблица 9.2.

Исходные данные для расчета выбросов вредных веществ от котельной

Наименование	Обозначение	Единица измерения	Величина
1	2	3	4
Источник выделения			Котлы КВ-ГМ-6,5 2 шт. ДЕ4-14
Вид топлива			газ
КПД		%	92,2 89
Расход топлива : - номинальный - максимальный - годовой	Вн   Вмах Вг	м3/ч м3/ч   т/год	943(274) 943(274) 107,6(31,3)
Низшая теплота сгорания	Qрн	МДж/кг	33,549
Коэффициент, зависящий от типа топлива и топки	Х		0,01

Продолжение таблицы 9.2.

1	2	3	4
Доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях	n		0
Потеря теплоты вследствие неполноты сгорания топлива : - химической - механической	q3 q4	% %	0,05 0
Коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода	R		0,5
Параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла при номинальной нагрузке агрегата	КNOx	кг/ГДж	0,092
Коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений	b		0

Продолжение таблицы 9.2.

1	2	3	4
Тепловая мощность агрегата : - номинальная - максимальная	Qн    Qмах	МВт МВт	7,54(2,59) 7,54(2,59)
Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы и определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе	А		160

9.2.1. Годовой расход условного топлива :

 , кг.у.т. (тут) , где     - общий годовой расход тепла на котельную , Гкал/год ;

 - теплотворная способность условного топлива , ккал/кг :  = 7000 ккал/кг

, Гкал/год, где   Q^час – теплопроизводительность двух котлов, Гкал/ч : Q^час = 12,705 Гкал/ч ;

Т_в.н. – усредненная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых зданий, ⁰C : Т_в.н = 18 ⁰C ;

Т_н.о.  - расчетная температура наружного воздуха, ⁰C : Т_н.о. = -24 ⁰C ;

Т_ср.о. – средняя температура наружного воздуха отопительного периода, ⁰C: Т_ср.о. = -1,6 ⁰C ;

n – продолжительность отопительного периода : n = 194 дня.

 

 

9.2.2. Определение годового расхода топлива :

 , м³/год, где     - низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг

 

Максимальный расход топлива :

 , кг/ч , где   В_р – расчетный расход топлива котлом, кг/ч ;

n – количество котлов, шт.

 

В = , м³/с , где   - плотность топлива, кг/м³ [9, стр.35, табл.2.8.].

 г/с

При сжигании  газообразного топлива в атмосферный воздух выбрасываются следующие загрязняющие вещества :

- окись углерода;

- двуокись азота.

Количество выбросов вредных веществ от котельной определяем согласно «Методическим указаниям по расчету загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до25 МВт».

9.2.4. Расчет выброса оксида углерода :

М_со  = 0,001 ·В · С_со · (1 - ) , т/год (г/с) ,

С_со  = q₃ · R ·  , кг/т, где    q₃ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, % , см. табл. 9.1. ;

R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксидов углерода, см. табл. 9.1. ;

 - низшая теплота сгорания топлива, МДж/м³, см. табл. 9.1.

9.2.5. Расчет выброса двуокиси азота:

, т/год (г/с) , где    - параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж, см. табл. 9.1.

= 0,001·438·0,0978· (1 - 0) = 0,042 г/с

9.2.7. Расчет объема дымовых газов

Часовое количество дымовых газов, проходящих через дымовую трубу :

 , м³/ч  (м³/с), где    n – количество котлов, присоединенных к трубе, шт ;

В_р – расчетный часовой расход топлива на каждый из котлов, кг/ч ;

- коэффициент избытка воздуха в дымовой трубе : = 1,1 ;

- полный объем теоретического количества дымовых газов, м³/кг, см.   п. 1 ;

 - теоретическое количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива, м³/кг, см.   п. 1 ;

 - температура дымовых газов в трубе, ⁰C : = 170 ⁰C ;

В – барометрическое давление, мм.рт.ст. : В = 745 мм.рт.ст.

 = 15595,582 м³/ч   = 4,332 м³/с

9.2.8. Расчет дымовой трубы

Зная диаметр устья существующей дымовой трубы = 0,6 м, определяем скорость газов в этой трубе :

 , м/с, где    F_д.т. – площадь поперечного сечения дымовой трубы, м²

F_д.т. =  , м²

F_д.т. =  = 0,2826 м²

Следовательно :

 = 15,32 м/с

Определяем высоту трубы, исходя из максимального значения приземной концентрации вредного вещества :

Н =  , м , где    А – коэффициент, определяющий условия вертикального рассеивания вредных веществ в воздухе, см. табл. 9.2 ;

М – количество окиси углерода или окислов азота, образующегося при сгорании топлива : = 0,45 г/с ;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания золы в атмосферном воздухе, принимаем F = 2 ;

m – коэффициент, учитывающий условия выхода продуктов сгорания из устья трубы, зависящий от величины f :

f =  , где    - скорость газов на выходе из дымовой трубы, м

, ⁰C , где    - температура продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы, ⁰C ;

t_вз – расчетная температура наружного воздуха, принимается максимальной температуре отапливаемого периода, ⁰C : t_вз = 8 ⁰C.

Δ t_г = 170 – 8 = 162 ⁰C

f =  = 28,04

Определяем коэффициент m :

m =  ;

m =  = 1,246

Определяем безразмерный коэффициент n в зависимости от параметра  :

 ;

 =3,088

Т.к.   > 2, следовательно, коэффициент n=1.

Определяем максимальные значения приземной концентрации при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем :

 , мг/м³ , где    n – коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси