Материал: Сжигание топлива в котельных на примере ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3 г. Новосибирск

Таблица 3.2 - Характеристика твердых и жидких топлив

Таблица 3.3 - Значения удельного показателя g*

) Теоретический объем воздуха, необходимого для горения твердого топлива, определяют по формуле:

= 0.0889(C+0.375*S)+0.265*H-0.0333*O

= 0,0889(43,7 + 0,375*0,20+0,265*3-0,0333*13,5 = 4,2366 м³/кг

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

*Σ = V*RO2 + V*N + V*H2O

Для твердого и жидкого (м³/кг)

V*RO2 = 0,0186(С+0,375*S)

V*RO2 = 0,0186(43,7+0,375*0,2) = 3,8916 м³/кг

V*N = 0,79*V0 + 0,008*N

V*N = 0,79*4,2366+0,008*0,6 = 3,3517 м³/кг

V*H2O = 0,111*H + 0.0124*W + 0.0161*V0

V*H2O = 0,111*3+0,0124*33+0,0161*4,2366 = 0,8102 м³/кг

V*Σ = 3,8916+3,3517+0,8102 = 8,0535 м³/кг

) Расход газов, поступающих в дымовую трубу, при рабочих условиях рассчитывают по формуле:

атм = В*10¯³ [V*Σ+( εух-1)*V0]*[Тух+273]/27312

атм = 300*10¯³[8,0535+(1,2-1)*4,2366]*[200+273]/273 = 4,62647 м³/с

) Количество выбрасываемых твердых частиц(валовый (в т/г) и максимально разовый (в г/с)), при отсутствии данных по содержанию горючих в уносе, определяют по формуле:

Расчет выбросов твердых частиц

Мтв(Gтв) = Σ0,01Bi*[(αун*А+qун(Qн/32,7)]*(1- ηоч)

г/с переводим в т/год, получаем 946,08 т/годтв = Σ 0.01*300[(0,95*6+1,2(15,54/32,7)]*(1-0,9) = 1,881 г/с

Мтв = Σ 0,01*946,08*10^6 [90,95*6+1,2(15,54/32,7)]*(1-0,9) = 5,27 т/г

Расчет выброса оксида серы

MSOx(GSOx) = Σ0,02*Bi*S(1- η’ Sox)(1- η’’ SOx)

GSOx = 0,02*300*0,2(1-0,5)(1-0,2) = 0,48 г/с= 0,02*946*10^6*0,2(1-0,5)(1-0,2) = 1,514 т/г

Расчет выброса оксида углерода

MCO(GCO) = Σ0,001*C*CO*B(1- q мех/100)

C*CO = (qхим*R*Qт)/1,013

C*CO = (4*1*15,54)/1.013 = 61,36 г/кг= Σ0,001*61,36*300(1-0,5/100) = 18,32 г/с

МСО = Σ0,001*61,36*946*10^6(1-0,5/100) = 57,761 т/г

Расчет выбросов оксида ванадия

(GV)= Σ10^-6*V*Bi(1-Xiкот)(1- ηоч)

= 94,5*S-31,6= 94,5*2,8-31,6 = г/т

Расчет выбросов оксидов азота

(GNOx) = Σ0,34*10^-4*Ψ*Bi*Qн(1- q мех/100)*(100- ε 1* ri)*β1*β2*β3* ε 2

β1 = 0,178+0,47*π

β1 = 0,178+0,47*0,6 = 0,46= Σ0,34*10^-4*5,3*946,08*10^6*15,54(1-0,5/100)(100-1*0)*0,46*0,85*1*0,8 = 0,0484 т/г= Σ0,34*10^-4*5,3*300*15,54(1-0,5/100)(100-1*0)*0,46*0,85*1*0,8 = 26,14 г/с

) Валовое выделение (в т/г) рассчитывается по формуле

М = Σ g*xPiX10^-6

(тв.в-ва) = 70,4*946080*10^-6 = 66,60 т/год

Выводы

На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:

) Основными компонентами взаимодействия ТЭЦ с атмосферой являются продукты сгорания бурого угля в воздушной среде. В процессе сгорания составляющие угля (С - углерод, Н - водород, O - кислород, N - азот, S - сера, H2O - влага) превращаются в дымовые газы, содержащие при полном сгорании CO2 - углекислый газ, H2O - водяные пары, N - азот, NO -окись, NO2 - двуокись и NOx - другие оксиды азота, SO - серный и SO2 - сернистый ангидрид, а при неполном сгорании еще CO - угарный газ, а также канцерогенные вещества золы и шлака (минеральные части топлива, тяжелые металлы, редкоземельные элементы, фтористые соединения и прочее).

ТЭЦ оказывают и другие вредные воздействия на окружающую среду. Так, повышенное содержание серы в буром угле вызывает усиленную коррозию поверхностей нагрева котлов, постепенное разрушение строительных. Эксплуатация ТЭЦ, работающих на буром угле, дает значительное количество отходов в виде золы и шлака.

) При использовании бурого угля в качестве топлива на ТЭЦ, за год в окружающую среду выбрасывается около 67 тонн твердых веществ (зола), 46 тонн оксида серы, 24 тонны углекислого газа и тонна оксида азота. При сжигании твердого топлива преобладающая часть ущерба возникает от воздействия выбросов диоксида серы и золы.

) Для горения твердого топлива требуется большой объем воздуха. По расчетам он составляет 4,2366 м³/кг.

В качестве альтернативы бурому углю, на ТЭЦ можно применять в качестве топлива природный газ.

Преимущества природного газа, как топлива:

природный газ, являясь наиболее дешевым топливом, позволяет производить более дешевую электро- и теплоэнергию;

низкая стоимость капитального строительства станции на газе по сравнению со строительством станций на других видах сырья, так как нет необходимости строить склады топлива и разрабатывать системы утилизации отработанного топлива и очистки дымовых газов;

природный газ - самый экологичный вид топлива, уровень выбросов NOx в разы меньше, чем при использовании бурого угля.

Недостатком использования природного газа в качестве топлива можно считать следующие причины:

Не везде есть возможность подключиться к газовой трубе.

Затраты на подключение к природному газу перекрывают всю экономическую целесообразность строительства станции. В результате расходы на подключение к газовой трубе выводят финансовые результаты на окупаемость проекта строительства за срок 10-15 лет.

Список использованной литературы

1.      Белов С.В. Охрана окружающей среды. М.: Высшая школа, 1991 г. 319 с.

.        Я.М. Грушко « Вредные органические соединения в промышленных выбросах ТЭЦ в атмосферу», Издательство «Химия» Ленинград 1999 г.